Nízkoenergetické domy Nízkoenergetické domy
Nízkoenergetické domy
Obr. 1 Schéma pasivního domu5
Nízkoenergetické domy
Nízkoenergetický RD
Problematika nízkoenergetických staveb. Obecné požadavky kladené na nízkoenergetické stavby z hlediska dispozice, konstrukce a TZB
2
Nízkoenergetické domy
Bodové hodnocení
2
Nízkoenergetické domy
AnotaceAnotace
Tato se zaobírá nízkoenergetickou výstavbou teoretickou a grafickou. nízkoenergetické výstavby a legislativní požadavky. V další části práce se dozvíte, jaké faktory ovlivňují návrh konstrukce a detailněji se zaměříme na architektonické a dispoziční požadavky. Velice důležitá je volba pozemku, orientace vůči světovým stranám, tvarové řešení budovy, návrh střechy, zónování objektu a zastínění. Do grafické části této práce jsem zařadila vlastní návrh pasivního domu. Najdete zde stručný popis objektu, půdorysy, pohledy, situaci a vizualizaci. Na konci je umístěn seznam příloh, literatury a použitého softwaru.
Obr. 2 Tabulka spotřeba ener.7
práce
2
Nízkoenergetické domy
ObsahObsahAnotaceAnotace............................................................................................................................................................................................................................................................ 66
ÚvodÚvod...................................................................................................................................................................................................................................................................... 88
Rozdělení, histoRozdělení, historie, legislativarie, legislativa...................................................................................................................................................................................... 1010
Rozdělení...............................................................................................................................10
Historie..................................................................................................................................13
Legislativa..............................................................................................................................17
Teoretická částTeoretická část.................................................................................................................................................................................................................................... 1919
Základní konstrukční požadavky...........................................................................................19
Základy návrhu..................................................................................................................19
Koncepce a základní principy............................................................................................22
Architektonické a dispoziční řešení.......................................................................................37
Co ovlivňuje energetické vlastnosti objektů v pasivním standardu?................................37
Volba pozemku, umístění a orientace budovy.................................................................38
Tvarové řešení budovy......................................................................................................40
Návrh střechy pro pasivní dům.........................................................................................41
Tvarová kompaktnost a přiměřenost stavby....................................................................41
Zónování objektu..............................................................................................................42
Zastínění budovy...............................................................................................................42
Praktická částPraktická část........................................................................................................................................................................................................................................ 4343
Základní koncepce.................................................................................................................43
Návrh dispozice objektu-Půdorysy 1:100.............................................................................47
Návrh fasád objektu – Pohledy 1:100...................................................................................49
Architektonická situace objektu 1:400.................................................................................53
Model objektu.......................................................................................................................54
2
Nízkoenergetické domy
ZávěrZávěr..................................................................................................................................................................................................................................................................5555
Seznam přílohSeznam příloh...................................................................................................................................................................................................................................... 5757
Seznam použité Seznam použité ................................................................................................................................................................................................................................ 5858
literaturyliteratury......................................................................................................................................................................................................................................................5858
Soupis požitého softwaruSoupis požitého softwaru.................................................................................................................................................................................................... 6060
Bibliografické údajeBibliografické údaje......................................................................................................................................................................................................................6262
ÚvodÚvodRozhodla jsem se, že se ve své práci budu věnovat především nízkoenergetické
a pasivní výstavbě. Bohužel, určený rozsah práce mi nedovoluje rozebrat každé zákoutí této problematiky. Cílem mé maturitní práce je získat všeobecné informace o nízkoenergetické výstavbě. Již rané přípravy projektu nízkoenergetického domu, při zadání a vytváření studie naprosto jednoznačně rozhodují o budoucích vlastnostech budovy. V další fázi se jen řeší a upřesňují důsledky prvotního záměru. Proces navrhování dále pokračuje rutinní cestou. Jednotlivé profese si předávají vypracované podklady. U pasivních a nízkoenergetických domů je prakticky nezbytné, aby došlo ke koordinaci celého projekčního týmu, který se společně podílí na vytváření jednotlivých řešení. Kromě spolupráce je důležité vypracování studie, popisující energetické vlastnosti budovy a její provozní náklady. Od návrhu koncepce se také odvíjí výsledná cena objektu. Chytré řešení dokáže ušetřit nemalé peníze, které lze pak dále investovat například do obnovitelných zdrojů energie. Cenu domu nejvíce ovlivňují nároky investora. Pro pasivní domy lze vybírat z velké škály materiálů i tvarových řešení. Přitom je potřeba zdůraznit, že neexituje žádné univerzální řešení. Ve snaze o úspory energií, při zachování, či zlepšení kvality vnitřního prostředí, se musí hledat individuální
řešení, které však bude pro každého uživatele jiné. Dodržením uvedených technických a dispozičních pravidel však lze zásadně ovlivnit správné fungování a výsledné energetické parametry pasivního domu.
2
Nízkoenergetické domy
Obr sivního domupa
2
Nízkoenergetické domy
Rozdělení, histoRozdělení, historie,rie, legislativalegislativa
RozděleníRozdělení• Klasická výstavba 80 – 140 kWh/(m2a)
• Nízkoenergetický dům ≤ 50 kWh/(m2a)
• Pasivní dům ≤ 15 kWh/(m2a)
2
Nízkoenergetické domy
2
Nízkoenergetické domy
• Nulový dům < 5 kWh/(m2a)
HistorieHistoriePrvní myšlenky stavět kvalitně lepší stavby,
které by měly mít menší energetické nároky se začaly objevovat v době ropné krize na začátku sedmdesátých let ve Švédsku. U nově navrhovaných budov se základem stala silná vrstva izolace. Velký důraz byl kladen na vzduchotěsnost a standardem se stalo mechanické větrání. Těmito kroky bylo dosaženo menší energetické náročnosti
Obr. 4 Klasický dům12 Obr. 5 Nízkoenergetický dům8
Obr. 6 Pasivní dům8 Obr. 7 Nulový dům8
Obr. 8 Mapa Švédsko12
2
Nízkoenergetické domy
budovy. Do střední Evropy začaly švédské poznatky pronikat až na konci dvacátého století.
Nových domů se ale stavělo málo, a tak se architekti a stavitelé zaměřují především na zlepšení stavu již stojících domů. Velkým
průkopníkem v nízkoenergetické výstavbě se staly německy mluvící země. Jejich hlavním cílem se stalo omezit zimní únik tepla okny a naopak využít solární zisky. Novou vlnu zájmu přinesly poznatky o klimatu Země. Velkou popularitu získala ekologie, která se staví proti spalování fosilních paliv. V tomto oboru patří světové prvenství Německu, jehož parlament založil slavnou komisi Vorsorge zur Schutz der Erdatmosphäre. Studie této komise napomohly k rozvoji programů OSN, ale i k šíření vzdělanosti v tomto oboru po celém světě. Odborníci, i veřejnost připustili, že používání fosilních paliv je nutno co nejrychleji omezit a postupně je eliminovat. Proto se EU rozhodla, že podpoří nízkoenergetickou výstavbu různými granty, o které si může zažádat každý.1
Již začátkem devadesátých let přicházely nové technologie, které začaly být hojně využívány ve stavební praxi. Šlo zejména o okna, která sice vypadala stejně jako ostatní, ale izolovala až pětkrát lépe než bylo doposud obvyklé. Před dvaceti lety zněla hranice definovaná pro nízkoenergetické domy 70 kWh/(m2a). Dnes je to maximálně 50 kWh/(m2a).
Obr. 9 Mapa Německo12
Obr. 10 Zeměkoule12
2
Nízkoenergetické domy
Na samém začátku devadesátý let formuloval Wolfgang Feist, zakladatel institutu Wohnen und Umwelt, ideu přísnějšího limitu pro nízkoenergetickou výstavbu. Limitu, která přinese vetší komfort při menších investicích. Nová idea uplatňuje výborně izolovaný a pečlivě postavený dům
s dokonalým větráním, který nepotřebuje topný systém se spoustou trubek a radiátorů. Tímto se celá stavba zlevní a současně přibude plnohodnotné místo pod
okny, kde by se jinak nacházely radiátory. Takovým domům, kde chybí aktivní topný systém se nazývá pasivní dům.
První pasivní dům byl postaven v roce 1991 s asistencí Wolfganga Feista. Funguje přesně dle předpokladů, tedy levně a spolehlivě. Od té doby se tak kvalitních domů staví čím dál tím víc. Wolfgang Feist změnil jméno
svého institutu na Passiv Institut Darmstadt. 8
Obr. 11 Wolfgang Feist12
Obr. 12 První pasivní dům8
2
Nízkoenergetické domy
Roku 1998 vznikl evropský projekt CEPHEUS (Cost Effectiv Passive Houses as European Standards), který vystavěl přibližně 250 bytových jednotek v pěti evropských zemích, hlavně v Německu a Rakousku. Díky tomuto projektu se rozvinula výroba nových materiálů a celá řada stavebních firem získala zkušenosti s pasivní výstavbou. Jelikož stále převažuje klasická výstavba, tak jsou potřebné komponenty pro pasivní výstavbu stále ještě nepatrně dražší. Investice může narůst maximálně o 10%.
Obr. 13 Termovizní snímek prvního nízkoenergetického domu7
2
Nízkoenergetické domy
LegislativaLegislativaPro nízkoenergetické domy platí stejné
předpisy, jako pro běžnou výstavbu. Doporučení pro parametry nízkoenergetických domů lze najít v ČSN ,,Tepelná ochrana budov“ 730540.
Od 1. ledna 2009 musí být každý nový dům povinně vybaven tzv. Průkazem energetické náročnosti budovy (dle vyhlášky ,,Energetická náročnost budov“ 148/2007 Sb.). Stavebník nebo kupující by z něho měl podobně jako z energetického štítku elektrospotřebiče snadno poznat, jak je dům úsporný. Průkaz hodnotí nejen spotřebu tepla na vytápění, ale i ohřev vody, větrání, chlazení a osvětlení.
Další pomůckou je tzv. Energetický štítek obálky budovy, který by měl být součástí projektové dokumentace stavby. Zde se hodnotí pouze konstrukce domu.5
Obr. 14 Průkaz energetické náročnosti budovy8
Obr. 15 Průkaz pasivního domu8
2
Nízkoenergetické domy
Teoretická částTeoretická částZákladní konstrukční požadavkyZákladní konstrukční požadavky
Základy návrhuZáklady návrhu
2
Nízkoenergetické domy
Pasivní domy jsou budovy, které v létě i v zimě zajišťují příjemné vnitřní prostředí bez použití klasického vytápěcího systému. Oproti běžným budovám, které jsou spíše zářiči tepla, spotřebují o 85-90% méně energie.5 Pokud porovnáme klasické novostavby
splňující platné normy zjistíme, že úspora činí až tři čtvrtiny. Koncepce pasivního domu stojí na kvalitním zateplení, které v současné době přináší tepelnou pohodu prostředí. Větrací systém zajišťuje neustále čistý čerstvý vzduch v celém domě, aniž by
vznikal průvan. Díky kvalitnímu utěsnění budovy bez tepelných mostů a díky kvalitnímu větrání zůstávají konstrukce suché a bezporuchové. Jméno pasivní dům vychází z principu využití pasivních tepelných zisků. Jsou to zisky ze slunečního
záření procházejícího prosklenými plochami a zisky vnitřní, které vyzařují lidé a spotřebiče. Kvalitní izolace zajišťuje, že tyto zisky neutíkají ven z budovy. Vše dohromady zvyšuje kvalitu bydlení a hodnotu nemovitosti.
Prvním krokem k pasivnímu domu jsou domy nízkoenergetické. Nejvyšší hranice měrné spotřeby tepla na vytápění pro dosažení tohoto standardu je 50 kWh/(m2a). U nízkoenergetického domu je stále ještě nutný klasický vytápěcí systém, který ve spolupráci s větracím zařízením zajišťuje optimální vnitřní klima. Nutností obou systémů narůstá i cena výstavby.
Pasivní domy jsou budovy se spotřebou tepla menší než ≤ 15 kWh/(m2a). Velký nárok je však kladen na neprůvzdušnost budovy.
Výhody pasivního domu –
• Nízké náklady na vytápění
• Stálý přívod čerstvého vzduchu – bez průvanu
• Vyšší komfort bydlení
• Žádné teplotní rozdíly v místnosti
• Příjemné teploty v zimě i v létě
Obr. 16 Srovnání energetické náročnosti budov7
Obr. 17 Schéma pasivního domu11
2
Nízkoenergetické domy
• Kvalitní ochrana konstrukcí
Koncepce a základní principyKoncepce a základní principyPři navrhování a výstavbě domu se klade důraz na základní prvky – orientace
ke světovým stranám, tvar budovy, konstrukce obvodových stěn, výplně otvorů, návrh řízeného větrání. Pokud splníme všechny tyto požadavky, dosáhneme stavu, kdy není nutný vytápěcí systém.
Postup při navrhování pasivního domuZákladními body, které při projektování, již od počátku stanovují energetickou
náročnost budovy a mohou ovlivnit i celkovou cenu domu jsou –
• Kompaktní tvar budovy (ideální tvar je koule, ale v praxi se častěji využívá kvádr)
• Omezení volně stojících budov (upřednostňování řadové a blokové výstavby)
• Jižní orientace budovy nezastíněná okolní zástavbou (zvýšení pasivních zisků)
• Omezení složitých tvarů v konstrukci (tepelné mosty)
V tomto domě vytvářejí všechny prvky dokonalý systém. Pasivní zisky jsou uvnitř budovy udržovány díky kvalitní izolaci a oknům. Systém by se dal přirovnat k principu termosky. Řízené větrání obstarává přísun čerstvého vzduchu rekuperací tepla.
Obr. 18 Řadová pasivní výstavba8
2
Nízkoenergetické domy
Izolace obvodových konstrukcí
Všechny neprůhledné obvodové konstrukce by měly být izolovány tak, aby součinitel prostupu tepla U byl nižší než 0,15 W/(m2K). V sousedním Německu je však tato hodnota ještě o něco přísnější.
Typů obvodových konstrukcí určených pro pasivní domy je více – masivní konstrukce zděná, nebo betonová (nejméně vhodné jsou keramické bloky, které při malé tloušťce neplní dobře izolační, ani statickou funkci), dřevostavby lze rozdělit na fošnové a panelové. Výhodou masivních konstrukcí je větší schopnost akumulace tepla, u dřevostaveb zase menší tloušťka
stěn a rychlejší průběh výstavby s menší pracností. Jako tepelná izolace poslouží běžně dostupné materiály (minerální vlny, polystyren, izolace na bázi PUR pěny), ale také přírodní izolace jako celulóza, dřevovláknité desky, lněné a konopné izolace, slámu, nebo ovčí vlnu. V současné době je dostupná i vakuová izolace, ale jejímu šíření a používání brání vysoká cena.
Výplně otvorůVelice významnou částí pasivních domů jsou otvory –
okna, dveře. Použitý materiál, velikost, vlastnosti, rozmístění vlastnosti i napojení na konstrukci mají zásadní vliv na celý dům. Ovlivňují estetiku, funkčnost i energetické vlastnosti. V každém případě ztráty výplněmi musí být velmi nízké. 7
Okna v pasivním domě slouží nejen jako izolace, ale také jako sluneční korektor. Pasivní solární zisky jsou významným příspěvkem k pokrytí potřeby tepla na vytápění. Proto je důležitá vhodná orientace prosklených ploch – ideál je jižní strana. Kvalita zasklení je důležitější, než počet prosklených ploch. Úspory tepla díky solárním ziskům okny výrazně rostou
až do 40% prosklené plochy v jižní fasádě. Dále musíme dávat pozor na
Obr. 19 Důležitá místa pro zateplení 8
Obr. 20 Okno5
Obr. 21 Schéma důležitosti kv.oken5 Obr. 22 Schéma zastínění5
2
Nízkoenergetické domy
přehřívání interiéru. Je tedy zapotřebí navrhnout vhodné zastínění prosklení horizontálním stínítkem, nebo žaluziemi.
VzduchotěsnostV pasivním domě je zapotřebí dosáhnout úplné vzduchotěsnosti. Otvory
a netěsnostmi může unikat teplo, a současně vzniká nebezpečí, že vnitřní vlhkost bude kondenzovat na konstrukci, a tím může značně ovlivnit její životnost. Při realizaci je důležitá stavební dokumentace a
přísný stavební dozor.
Vzduchotěsnost stěn u masivních staveb je zajištěna vrstvou omítky. Stejný důraz klademe i na kontrolu utěsnění oken. Pouhé vyplnění spár izolační pěnou nestačí. Místo styků je vhodné přelepit těsnící pákou, nebo folií.
U dřevostaveb plní funkci těsnící vrstvy např. OSB desky (z lisovaných štěpek) pero + drážka, utěsněné trvale plastickým tmelem a přelepené speciálními páskami. Tyto desky také fungují jako parobrzda.
Ke kontrole, zdali je stavba správně utěsněna, slouží speciální měřící zařízení provádějící tzv. Blower Door test. Princip spočívá v tom, že máme ventilátor ve dveřním, nebo okenním otvoru vytváří podtlak, nebo přetlak a současně se provádí
spoustu měření. Výsledkem je hodnota vytěsněného vzduchu za hodinu n50. Hodnota n50 musí být menší než 0,6 h-1. To znamená, že při stejném tlaku 50 Pa, by se objem vzduchu v celém objemu neměl vyměnit netěsnostmi více jak 0,6 krát za hodinu.
Obr. 22 Blower door test5
Obr. 23 Blower door test5
Obr. 24,25 Příprava Blower door testu5
2
Nízkoenergetické domy
VětráníPo splnění předcházejících principů se tento typ domu neobejde bez kvalitního
větrání. Pasivní dům není dobré odvětrávat přirozeně, protože by docházelo ke značným tepelným ztrátám. K rozvodu čerstvého vzduchu se tedy používá nucené větrání s jednotkou, která z odpadního vzduchu (rekuperací) a přídavným zařízením pro ohřev vzduchu (teplovzdušné vytápění) v období velmi nízkých teplot.
Výhody systémového větrání –
• Nevzniká průvan, není nutné větrat okny
• Vzduch v interiéru je pravidelně čištěn průchodem přes výměnné filtry
• Vzduch z míst s produkcí škodlivin (WC, koupelna, digestoř) po průchodu výměníkem tepla budovu ihned opouští
• Minimální teplotní rozdíly v interiéru
Pro správnou funkci musí být systém nuceného větrání navržen i proveden bezvadně. Budova se obvykle rozděluje na tři části – PŘÍVOD VZDUCHU (obytné místnosti), TRANSPORT VZDUCHU (chodby, schodiště), a ODTAH ODPADNÍHO VZDUCHU (koupelna, WC, kuchyň). Návrh rozvodů byl měl být co možná nejkratší s ohledem na tlakové ztráty i cenu potrubí. Pro přívod vzduchu do budovy se osvědčilo předhřívání (v létě ochlazování) vzduchu v zemním registru. Zemní registr je zjednodušeně potrubí uložené v zemi, kterým se přivádí čerstvý vzduch do
Obr. 26 Schéma větrání8
Obr. 27,28 schéma větrání5
vzduchotechniky. Využívá relativně stabilní teploty zeminy v nezámrzné hloubce (nejčastěji okolo dvou metrů).
2
Nízkoenergetické domy
Příprava teplé vody a doplňkové zdroje teplaRoční spotřeba u těchto domů není
nulová, ale je tak nízká, že lze použít teplovzdušné vytápění. Pro vytápění místnosti o ploše přibližně 20 m2 stačí příkon 200 W, tedy příkon odpovídající dvěma stowattovým žárovkám. Pro dohřev vzduchu u vzduchotechnických jednotek, se nečastěji používá nízkoteplotní teplovodní ohřívač připojený k zařízení na přípravu teplé vody. Protože potřebný topný výkon pro dohřev vzduchu je výrazně nižší, než výkon potřebný k ohřevu vody. Při přípravě teplé vody vzniká jako vedlejší produkt dohřev vody. Zásobník tepla umožňuje propojení více možností
v průbě hu
celého roku – funkce akumulační nádrže, připojení solárních kolektorů, krbových kamen, teplovodní ohřívač, topný řebřík…atd.
Pro přípravu teplé vody lze využít i celou řadu obnovitelných a alternativních zdrojů energie. Toto je velice vhodné řešení, protože snižuje spotřebu primární energie a závislost na dodávkách energie.
SpotřebičePři velmi nízké spotřebě energie na vytápění a přípravu teplé vody, získávají
spotřebiče velký podíl na celkové energetické náročnosti budov. Díky moderním technologiím lze spotřebu elektřiny výrazně snížit např.
• Důležitý je výběr vhodných spotřebičů (s energetickou účinností A, A+)
• Použití úsporných žárovek na osvětlení (až 70-80 %)
Obr. 29 Schéma ohřevu vody9
Obr. 30 Solární kolektor8
2
Nízkoenergetické domy
• Připojení myčky a pračky na alternativní zdroje tepla
Obr. 31 Úsporná žárovka12
2
Nízkoenergetické domy
Volba vhodného konstrukčního systémuPro pasivní domy volíme takový systém, který zabezpečí dostatečnou izolační
schopnost při co nejmenší tloušťce stěn. Obecně je můžeme rozdělit na těžké (masivní) a lehké (dřevostavby). Materiál vybírá investor podle ceny, vlastností atd. Každý typ konstrukce i materiálu má své pro a proti. 9
2
Nízkoenergetické domy
Obr. 32 Schéma konstrukčního systému8
2
Nízkoenergetické domy
DřevostavbyU pasivních dřevostaveb nemůže
být použita jen dřevěná konstrukce bez izolace. Stěna by na splnění tepelně-izolačních vlastností musela být tlustá asi 1,2 m a její cena by byla velice vysoká. Proto se dřevo pro pasivní domy používá jen jako prvek nutný pro statickou únosnost. Nosné prvky jsou obsaženy uvnitř stěny a výsledkem je pak menší tloušťka stěn, než u masivních staveb. Významné plus tvoří i rychlost výstavby, menší náročnost a tím i nižší cena. Lehká konstrukce dřevostavby umožňuje postavit dům nad terénem a tím odpadá nutnost hydroizolace, protiradonových opratření a eliminují se tepelné mosty při napojení na základy. Nevyžaduje tolik únosné základy, ty by se daly zredukovat pouze na základové patky. Dřevo méně zatěžuje životní prostředí a jeho likvidace je velice jednoduchá.
• Panelová konstrukcePasivní dřevostavby většinou využívají panelové, nebo fošnové konstrukce
vyplněné izolací. Výhodou panelových konstrukcí je rychlá výstavba a menší cena, vzhledem k velice efektivní tovární prefabrikaci. Po dovozu panelů na pozemek je samotná stavba záležitostí jen několika málo dnů.
• Fošnová konstrukceSe k nám rozšířila z USA. Bývá označována jako two-
by-four (2x4), což označovalo původní rozměry fošen v palcích. Svislé dřevěné prvky s velkoformátovými konstrukčními deskami (OSB) tvoří staticky pevnou a velice kompaktní konstrukci. Jako svislé prvky jsou nejčastěji použity masivní fošny, nebo kombinované I- nosníky. Vytváří se tak rošt, do kterého je umístěna izolace a ta je pak zaklopena dřevovláknitými, nebo OSB deskami s možností přímého omítnutí.
Obr. 33 Dřevostavba10
Obr. 34 Fošnová konstrukce10
2
Nízkoenergetické domy
• Izolace obvodových stěnIzolací u dřevostaveb mohou být konveční izolační materiály, nebo přírodní
alternativy. Vhodné jsou materiály s menším difuzním odporem, neboť dřevo jako přírodní materiál potřebuje dostatečné odvětrání, aby vlhkost měla možnost odpařit se z vrstev konstrukce. V opačném případě může dojít k napadení konstrukce dřevokaznými houbami. Proto se nejčastěji využívá izolací na základě minerálních vln, foukané celulózy, nebo přírodní – dřevovláknité, lněné a konopné, či slaměné izolace. Pro zabránění průniku vlhkosti z interiéru do vrstev konstrukcí je požadavkem kvalitně provedená vzduchotěsní vrstva tvořena OSB deskami, nebo parozábranou folií.
2
Nízkoenergetické domy
• Akumulace tepla u dřevostavbyOproti masivním stavbám se dřevostavby chlubí nevýhodou, kterou je nižší
akumulační schopnost. Tedy rychleji chladnou a také se ohřívají. Navržením vhodných masivních vnitřních prvků lze tyto nedostatky celkem úspěšně řešit. Např. použití jílové omítky v tloušťce 40-60 mm, dokáže mimo jiné zabezpečit dostatečnou akumulaci tepla. Tento materiál je stále populárnější a to nejen kvůli svému příjemnému vzhledu, ale i kvůli své přirozené schopnosti regulace vlhkosti. Hlína má vysokou absorpci vlhkosti, dobrou schopnost jejího zpětného výdaje, beze změny užitných vlastností,
nebo životnosti. Je však citlivá na delší působení vody, a proto bez úprav není vhodná do koupelen, nebo prostor přicházejících k častému styku s vodou. Akumulaci tepla mohou jednoduše zajistit i další konstrukční prvky jako podlaha, přizdívka, zděné vnitřní příčky, nebo akumulační stěny.
Obr. 35 Akumulace tepla10
Obr. 36 Dřevostavba10
2
Nízkoenergetické domy
Masivní stavbyV současné době jsou u nás
masivní stavby na trhu nemovitostí stále oblíbenější, než dřevostavby. Proto mnoho investorů volí tento typ konstrukce. Tento trend se ale postupně začíná obracet. Pasivní domy je možné postavit téměř ze všech materiálů např. z pálené, nebo vápenocementové cihly, betonu i odlehčené cihly a silikátové tvárnice. Pokud chceme využít všech dobrých vlastností masivních staveb jako je akumulace tepla, akustika atd.
měli bychom volit materiály s větší objemovou hmotností i pevností, které zabezpečí v co nejmenší tloušťce statickou únosnost.
• Odlehčené tvárniceOdlehčené tvárnice nejsou pro pasivní domy moc vhodné. Snaží se spojit funkci
nosného materiálu a izolantu, ale nejsou pořádně ani jedno ani druhé. Pro splnění požadavků na prostup tepla, musí být i ty nejlepší dodatečně izolovány, což navyšuje náklady i celkovou tloušťku konstrukce. Nejčastějším důvodem volby tohoto materiálu je rychlost výstavby.
• Pálená cihlaDalším vhodným materiálem je cihla. Vápenocementová cihla je energeticky méně
náročnou alternativou cihly pálené a vyrábí se i ve větších formátech pro rychlejší mechanizované zdění. Tloušťka 175 mm dokáže zabezpečit dostatečnou statickou únosnost pro pětipodlažní dům, a při použití 300 mm izolace nepřesáhne oboustranně omítnutá stěna 500 mm.
• Ztracené bedněníDalším systémem je použití ztraceného bednění štěpkocementových tvárnic
s izolací, nebo tvárnic z polystyrenu, které se po vystavění vyplní betonem. Výhodou je rychlá a jednoduchá montáž. Ztrácíme však akumulační schopnost betonového jádra kvůli vnitřní vrstvě izolace.
Obr. 37 Masivní konstrukce2
2
Nízkoenergetické domy
Architektonické a dispozičníArchitektonické a dispoziční řešenířešení
Ideálně navržený a umístěný dům by měl splňovat –
• Kompaktní tvar (málo členění)
• Hlavní fasáda otočená od jihovýchodu, až po jihozápad
• Největší plocha prosklení na jižní stranu
• Solární zisky nezastíněny okolní zástavbou, nebo terénem
• Letní stínění proti přehřívání interiéru
• Malý sklon střechy 0,5 – 20°
• Místnosti umístěné s ohledem na světové strany, vzduchotechniku a vytápění
Co ovlivňuje energetické vlastnosti objektůCo ovlivňuje energetické vlastnosti objektů vv pasivním standardu?pasivním standardu?
Nízkou spotřebu energie u pasivních domů nezabezpečuje pouze silná vrstva izolace, kvalitní okna a rekuperace vzduchu. Na malých tepelných ztrátách se podílí více faktorů, které je potřeba při navrhování zohlednit. U běžných domů, které energií doslova plýtvají, tyto faktory natolik neovlivní energetické vlastnosti stavby.
Výsledné energetické vlastnosti budovy ovlivní zejména:
• Volba pozemku nejlépe s jižní orientací
• Orientace a osazení budovy na pozemku s ohledem na přímé sluneční záření, okolní zástavbu, případně zastínění zelení
• Převládající směr a intenzita větru
• Velikost budovy
• Tvarové řešení stavby
• Vnitřní uspořádání prostoru s ohledem na zónování místnostíObr. 38 Solární zisky10
2
Nízkoenergetické domy
• Vlastnosti obvodových stěn
• Velikost prosklených ploch na fasádách
• Řešení výměny vzduchu
• Vnitřní tepelné zisky
• Topná soustava
• Zajištění chlazení budovy v letních měsících
• Ohřev teplé vody a účinnost elektrických spotřebičů
Všechny tyto faktory jsou velice významné, i když v odlišné míře, záleží na konkrétním projektu. Ne vždy můžeme všechny ovlivnit. Nyní se důkladněji seznámíme s některými faktory.
Volba pozemku, umístění a orientace budovyVolba pozemku, umístění a orientace budovyPři volbě pozemku hrají významnější roli i jiné faktory, než jen energetické úspory.
Je to například přístupnost pozemku, cena, lokalita…atd. Tam kde chybí občanská vybavenost, jako škola, služby…atd. a místo není rozumně dosažitelné veřejnou dopravou, může spotřeba energie i emise CO2 spojena s docházkou být výrazně vyšší, než provoz domu.
Vhodná orientace budovy je velice důležitá. Ideální situace by nastala, kdyby dům stál na pozemku nezastíněn. Hlavní fasáda s největší prosklenou plochou, by měla směřovat k osluněné straně (od jihovýchodu, přes jih, až po jihozápad). To kromě výhody využívání pasivních solárních zisků, skrývá i riziko přehřívání budovy. U objektů, které často využívají velkých zasklených ploch, je potřeba navrhnou pečlivé zastínění.
V některých případech však umístění budovy neovlivníme. Poloha budovy může být regulována pravidly zástavby (např. uliční čára, řadová zástavba). V takových případech je nutno prověřit zastínění okolní zástavbou, terénem i zelení a
Obr. 39 Solární fasádní zisky5
Obr. 40 Návrh zastínění kanceláří5
Obr. 41 Pasivní dům12
2
Nízkoenergetické domy
navrhnout optimální prosklení jednotlivých fasád vzhledem k pasivním solárním ziskům. Zastínění menšími stromky a obrostlou zelení, jako je vinná réva apod. může být výhodné, jestliže se jedná o rostliny, které v zimě opadají. V létě tvoří příjemný stín a v zimě propouštějí sluneční záření. V případě omezení ve formě stínění, nevhodné orientace pozemku, nebo budovy, je zapotřebí všechny tyto podmínky přesně definovat, nebo alespoň předvídat do budoucna.
Obr. 42 Pohyb Slunce5
2
Nízkoenergetické domy
Tvarové řešení budovyTvarové řešení budovyNa energetických ztrátách se ve
značné míře podílí i tvar budovy a její členitost. Nejjednodušší způsob jak omezit tepelné ztráty, je zmenšit podíl ochlazovaných ploch i konstrukcí vůči objemu. Toto řešení snižuje i náklady na rozpočet stavby. Čím méně konstrukcí, tím větší je finanční úspora. Pokud by tvar byl podřízen jen
technickým parametrům, byla by ideální koule. Tento tvar není využíván ani v dnešní moderní architektuře, ale třeba časem přijde doba, kdy budeme mít všichni domy ve tvaru koule. Jestliže se vrátíme nohama pevně na zem nahradíme tvar koule kvádrem. Delší strana kvádru by měla být obrácena k jihu s mírně sklonitou střechou k severu.8
Z hlediska kompaktnosti stavby je výhodnější zvolit patrovou variantu objektu. V dnešní době se klade velký důraz na bezbariérovost prostoru a tím, že přibývá staveb pro jedno až dvougenerační domácnosti, roste poptávka o přízemní řešení. Ta jsou ještě rozumná, pokud se vejdou do 120 - 140 m2 zastavěné plochy vytápěné části. U většího přízemního půdorysu se pak složitěji dosahují energetické parametry pasivního domu.
Obr. 43 Ideální tvar5
Obr. 44 Ideální tvary budov5
2
Nízkoenergetické domy
Návrh střechy pro pasivníNávrh střechy pro pasivní důmdům
Pasivní domy nejsou omezeny tvarově jen na jeden typ střechy. Výhodnější jsou však střechy s malým sklonem (0,5 – 20°), ať už střechy ploché, pultové, nebo sedlové. Vytvářejí menší ochlazovanou plochu, a tím pádem jsou levnější a konstrukčně jednodušší (méně izolace, krytiny). Při použití
střešního krytu se skladbou zelené střechy zpomalují odtok vody z krajiny a tím přispívají k jejímu ochlazování a současně tato skladba prodlužuje životnost střešního pláště. Strmé sedlové střechy se sklonem 35- 50° dnes již nejsou využívány pro uskladnění sena a pro účely bydlení v podkroví jsou tyto místnosti omezeny nižší pochozí výškou. Vznikají zde nevyužitelné prostory a současně se zbytečně navyšuje objem stavby. O sedlových střechách se traduje, že jsou lepší kvůli sněhu. Opak může být pravdou. Sedlové střechy trpí sesuvy sněhu, jeho městnáním a přeměnou na led, který nerovnoměrně zatěžuje střechu. Nejvíce zatížené sesuvy sněhu jsou okapy. Naproti tomu rovné střechy, nebo střechy s malým sklonem jsou zatěžovány rovnoměrně a většina sněhu je odváta, protože střecha nemá závětrnou stranu, kde by se tvořily závěje.
Tvarová kompaktnost a přiměřenost stavbyTvarová kompaktnost a přiměřenost stavbyČlenité stavby přinášejí sebou mimo nárůstu ochlazovaných ploch i množství
složitých detailů a napojení konstrukcí komplikující realizaci. Tvarová kompaktnost je základním pravidlem pro navrhování pasivních domů. Jednotlivá výstavba je oproti řadové výstavbě podstatně energeticky nevýhodná. Sdružování do větších celků poskytuje obrovskou výhodu společného zásobování teplem a omnoho menší pořizovací náklady technologií.
Většina pasivních domů je řešena bez suterénu. Odpadá tím řada komplikací a stavba se tím zlevňuje. Pokud investor trvá na podsklepení, je důležité umístit vchod mimo vytápěnou část domu. Může to být samostatný vstup zvenku, nebo z nevytápěného zádveří. Velikost domu je jedním z klíčových parametrů. Problém může být pokud bude malý, ale i pokud bude předimenzovaný. Je potřeba dobře ujasnit všechny požadované funkce, možnost uspořádání a flexibilitu, popřípadě vícegenerační soužití.
Obr. 45 Pasivní dům s plochou střechou5
Obr. 46 Tvar konstrukce5
2
Nízkoenergetické domy
Zónování objektuZónování objektuVnitřní zónování má být voleno s ohledem na soulad vytápěcích režimů
v jednotlivých místnostech, nebo částech budov. Po stanovení účelu a provozního plánu místností, by měly být jasny požadavky na vnitřní teplotu, regulovatelnost vytápění, funkční propojení, atraktivnost výhledu, nebo přání investora. I u pasivních domů platí stejná pravidla jako u běžné výstavby. Obytné prostory, jako je obývací
pokoj a kuchyň mají být osluněny z jihu až jihozápadu s provozní teplotou 20 – 20°C. Ložnice by měla být umístěna na východ, až jihovýchod s provozní teplotou přibližně 18°C. U kanceláří a pracoven se doporučuje mít okna spíše na neosluněnou stranu a skladové prostory a spíže na severní stranu. Mimo energetických úspor může takové rozmístění přinést uživatelům i zdravotní výhody. U
administrativních budov je vhodný odlišný přístup. Kanceláře se umisťují na odvrácené, neosluněné straně s výhodou rovnoměrného denního osvětlení a nedochází k riziku přehřívání.5 Sluneční energetické zisky zabezpečují prosklené místnosti jako chodby a další spojovací a přestávkové prostory. Navíc rozptýlené denní světlo z těchto prostor může pronikat i do kanceláří přes prosklené prvky například nadsvětlíky a luxfery.
Zastínění budovyZastínění budovyPři snaze zabezpečit solární zisky, může nastat riziko přehřívání budovy. Nejlépe se
dá předejít přehřívání pomocí účinných stínících prvků, které zamezí pronikání slunečního svitu do interiéru. Již při návrhu konceptu budovy a jejího vnitřního uspořádání je potřeba zohlednit nutnost stínění a efektivního větrání dotyčných prostor. Horizontální stínící prvky je potřeba navrhovat s dostatečným přesahem, aby letní slunce, které dopadá pod úhlem 60-70° nesvítilo přímo do místnosti. Ty kromě jiného mohou plnit i funkci předsazené terasy, nebo balkónu. Další možnost je využít venkovních žaluzií, či rolet. Stínicí prvky spolu s využitím předchlazení nasátého vzduchu v zemním registru jsou schopny zabezpečit dostatečné chlazení.
Obr. 47 Zónování5
2
Nízkoenergetické domy
Praktická částPraktická částPro praktickou část mé maturitní práce jsem vytvořila návrh rodinného domu pro
čtyřčlennou rodinu. K domu by též měla náležet terasa a velká zahrada.
Základní koncepceZákladní koncepceTvar objektu by měl vycházet z umístění na pozemku. Základním objemem jsem
zvolila hranol podstavy čtverce, který je seříznutý po diagonále. Po této diagonále graduje objem i vnitřní prostory domu. Tento tvar umožňuje umístit objekt na pozemek tak, aby největší část fasády směřovala k teplým světovým stranám. Jelikož je půdorysem objektu čtverec, jsou splněny požadavky, které říkají, že by objekt
neměl být moc členitý.
Jak jsem již zmínila, hlavní fasáda by měla být otočena od jihovýchodu po jihozápad. Já jsem pro hlavní fasádu zvolila jižní a západní stranu.
Obr. 48,49 Návrh rodinného domu
2
Nízkoenergetické domy
Dům je navržen tak, aby co nejvíce absorboval sluneční záření a minimalizoval tak náklady na vytápění.
Dům nejlépe odpovídá požadavkům čtyřčlenné rodiny, může však sloužit i větší rodině. Hlavním prvkem interiéru je kruhové schodiště, které prochází středem budovy. První patro je určeno dětem a nejvyšší patro je určeno pro rodiče. To tvoří obrovský soukromí prostor, ze kterého lze vystoupat do galerie, ve které je umístěna pracovna.
Objekt má velký podíl prosklených ploch, je tedy nutné řešit zastínění v letních a slunečních dnech. Proto jsem do svého řešení navrhla předokenní rolety, jejichž konstrukce bude schována do zateplovacího systému.
Vchod do objektu je umístěn na sever. Pokud projdeme vchodovými dveřmi dostáváme se do prostoru zádveří. Po pravé straně je umístěna technická místnost. Pokud pokračujeme rovně dále, dostaneme se do obrovského obytného prostoru, kde se nachází obývací pokoj, jídelna a kuchyň. Uprostřed je umístěno točité schodiště, které tvoří jednu z dominant domu. Po levé straně se nachází dveře, které nás dovedou
do malé předsíňky, ze které se můžeme dostat na toaletu a do spíže. Po točitém schodišti vystoupáme do 2.NP. Ocitáme se v malé hale, ze které se můžeme dostat do jednotlivých pokojů. V tomto patře jsou umístěny dva dětské pokoje s vlastní koupelnou, pokoj pro
hosty, také s koupelnou a šatna. V posledním patře se ukrývá veliký prostor určený pro ložnici s koupelnou a ve zbylé části je umístěna půda. V ložnici je ještě umístěno schodiště, které
Obr. 50 Návrh rodinného domu
Obr. 51 Pohled do ložnice
2
Nízkoenergetické domy
vede do galerie. Tento prostor je sice malý, ale dá se využít jako pracovna a také tvoří zajímavou dominantu objektu.
Obr. 52 Návrh rodinného domu
2
Nízkoenergetické domy
Obr. 53,54,55,56 Pohledy
Obr. 57 Perspektiva
Obr. 58,59,60,61 Půdorysy
2
Nízkoenergetické domy
Návrh dispozice objektu-PůdorysyNávrh dispozice objektu-Půdorysy 1:1001:100
2
Nízkoenergetické domy
2
Nízkoenergetické domy
Návrh fasád objektu – PohledyNávrh fasád objektu – Pohledy 1:1001:100
2
Nízkoenergetické domy
2
Nízkoenergetické domy
2
Nízkoenergetické domy
2
Nízkoenergetické domy
Architektonická situace objektuArchitektonická situace objektu 1:4001:400
2
Nízkoenergetické domy
Model objektuModel objektu
2
Nízkoenergetické domy
ZávěrZávěrZávěrem bych ráda zrekapitulovala celou práci. První myšlenky stavět stavby, které
by měly mít menší energetické nároky se začaly objevovat v době ropné krize na začátku sedmdesátých let ve Švédsku. U nově navrhovaných budov se základem stala silná vrstva izolace. Velký důraz byl kladen na vzduchotěsnost a standardem se stalo mechanické větrání. Do střední Evropy začaly tyto poznatky pronikat až na konci dvacátého století. Velkým průkopníkem nízkoenergetické výstavby se staly německy mluvící země. Jejich hlavním cílem se stalo omezit únik tepla okny a naopak využít solární zisky. Začaly se vytvářet přísné limity pro nízkoenergetickou výstavbu. První pasivní dům byl postaven roku 1991. Od 1. Ledna 2009 musí být každý dům vybaven tzv. Průkazem energetické náročnosti budovy.
Pasivní domy zajišťují příjemné vnitřní prostředí bez použití klasického vytápěcího systému. Spotřebují o 85-90% méně energie. Koncepce domu stojí na kvalitním zateplení a větracím systému, který zajišťuje neustále čerstvý vzduch v domě. Jméno pasivní dům vychází z principu využití pasivních tepelných zisků. Jsou to zisky ze slunečního záření procházejícího prosklenými plochami a zisky vnitřní, které vyzařují lidé a spotřebiče. Prvním krokem k pasivnímu domu jsou domy nízkoenergetické. U nízkoenergetického je stále nutný klasický vytápěcí systém. Výhodami pasivního domu tedy jsou - nízké náklady na vytápění, stálý přísun čerstvého vzduchu, vyšší komfort bydlení, žádné teplotní rozdíly…atd.
Základními body, které při projektování, již od počátku stanovují energetickou náročnost budovy a mohou ovlivnit i celkovou cenu domu jsou – kompaktní tvar budovy, omezení volně stojících budov, jižní orientace budovy nezastíněná okolní zástavbou, omezení složitých tvarů v konstrukce…atd. V takovémto domě vytvářejí všechny prvky dokonalý systém.
Okna v pasivním domě slouží nejen jako izolace, ale také jako sluneční kolektor. Pasivní zisky jsou významným příspěvkem k pokrytí potřeby tepla na vytápění. Proto je důležitá vhodná orientace prosklených ploch. Ideální je jižní strana.
V pasivním domě je zapotřebí dosáhnout vysoké vzduchotěsnosti. Otvory a netěsnostmi může unikat teplo. Ke kontrole, zdali je stavba řádně utěsněna slouží speciální zařízení provádějící tzv. Blower door test.
2
Nízkoenergetické domy
Po splnění předcházejících principů se tento typ domu neobejde bez kvalitního větrání. Pasivní dům není vhodné odvětrávat přirozeně, protože by docházelo k velkým tepelným ztrátám. K rozvodu a odvodu vzduchu se tedy používá nucené větrání.
Při velmi nízké spotřebě energie, získávají spotřebiče velký podíl na celkové energetické náročnosti budov. Díky moderním technologiím lze spotřebu elektřiny výrazně snížit např. důležitý je výběr vhodných spotřebičů, použití úsporných žárovek a použití alternativních zdrojů tepla.
Velice důležitá je i volba vhodného konstrukčního systému. Pro pasivní domy volíme takový systém, který zabezpečí dostatečnou izolační schopnost při co nejmenší tloušťce stěn. Obecně je můžeme rozdělit na těžké a lehké.
Při hledání optimálního architektonického řešení je nutné, aby ideálně navržený dům splňoval kompaktní tvar, orientaci k teplým stranám, byl brán ohled na okolní zástavbu (zastínění), přehřívání interiéru a malý sklon střechy.
V praktické části této práce se seznámíte s mým řešením. Snažila jsem se o aplikaci všech předchozích bodů a o vytvoření zajímavého návrhu.
Doufám, že se moje práce líbila i Vám a že pomohla k získání nových informací o nízkoenergetické výstavbě. Děkuji za pozornost a za čas Vámi strávený nad čtením této práce.
Obr. 62 Pasivní dům5
Obr. 63 Termovizní snímek12
2
Nízkoenergetické domy
Seznam přílohSeznam přílohOZNAČENÍ OBRÁZKU NÁZEV OZNAČENÍ OBRÁZKU NÁZEV1 Schéma pasivního domu5 34 Fošnová konstrukce102 Tabulka spotřeba ener.7 35 Akumulace tepla103 Návrh pasivního domu 36 Dřevostavba104 Klasická výstavba12 37 Masivní konstrukce85 Nízkoenergetická výstav.8 38 Solární zisky96 Pasivní dům8 39 Fasádní zisky57 Nulový dům8 40 Návrh zastínění58 Mapa Švédsko12 41 Pasivní dům129 Mapa Německo12 42 Pohyb Slunce510 Zeměkoule12 43 Ideální tvar511 Wolfgang Feist12 44 Ideální tvar512 První pasivní dům8 45 Pas. dům s rov. střech.513 Termovizní snímek7 46 Tvar konstrukce514 Průkaz energet. nároč.8 47 Zónování515 Průkaz pasivního domu8 48 Návrh domu16 Srovnání energet. nároč.7 49 Návrh domu17 Schéma pasivního domu11 50 Návrh domu18 Řadová pasivní výstavba8 51 Pohled do ložnice19 Důležitá místa zateplení8 52 Návrh domu20 Okno5 53 Pohledy21 Schéma zastínění5 54 Pohledy22 Blower door test5 55 Pohledy23 Blower door test5 56 Pohledy24 Příprava testu5 57 Perspektiva25 Příprava testu5 58 Půdorysy26 Schéma větrání8 59 Půdorysy27 Schéma větrání8 60 Půdorysy28 Schéma větrání8 61 Půdorysy29 Schéma ohřevu vody9 62 Pasivní dům530 Solární kolektor8 63 Termovizní snímek1231 Úsporné žárovky12 64 Literatura1232 Schéma kčního systému6 65 Software1233 Dřevostavba10 66 Pastelky
OZNAČENÍ VÝKRESU NÁZEV VÝKRESU1 Půdorysy návrhu pasivního domu2 Pohledy návrhu pasivního domu3 Architektonická situace4 Model pasivního domu
2
Nízkoenergetické domy
Seznam použité Seznam použité literaturyliteratury
• HUMM, O. Nízkoenergetické domy. Praha : GRADA, 1999 (1)
• NAGY, E. Nízkoenergetický ekologický dům, Bratislava : JAGA, 2002 (2)
• TYWONIAK, J. Nízkoenergetické domy principy a příklady, Praha : GRADA, 2005 (3)
• Nízkoenergetické bývanie. Architektúra, materiály, technologie. Žilina : MEDIA/ST, 2005 (4)
• http://stavba.tzb-info.cz/ (5)
• http://www.bahal.cz/cs/ (6)
• http://www.zelenausporam.cz/ (7)
Obr. 64 Literatura12
2
Nízkoenergetické domy
• http://www.pasivni-domy.info/ (8)
• http://www.casaverde.cz/ (9)
• http://www.drevene-domy.info/ (10)
• http://www.wikipedia.cz/ (11)
• http://www.google.com/ (12)
2
Nízkoenergetické domy
Soupis požitéhoSoupis požitého softwarusoftwaru
SOUPIS POUŽITÉHO SOFTWARU
Microsoft Office Word 2007
Microsoft Office PowerPoint 2007
ArchiCAD 11
Obr. 65 Software12
AutoCAD 2009
Nero StartSmart
1. Úvod............................................ ....................................................... 8
1.1 Historie d řevostaveb .......................................... .......................... 8
1.2 Vývoj zateplování d řevostaveb.......................................... ........ 10
2. Přehled a definování nízkoenergetických staveb ....... ................. 11
2.1 Základní rozd ělení d řevostaveb .......................................... ...... 12
2.2 Základní požadavky na nízkoenergetické domy .. .................... 13
3. Varianty konstruk čního řešení .............................................. ........ 14
3.2 Moderní sloupkové konstrukce ................. ................................ 16
3.2.1 Konstrukce podlah ....................... ........................................ 16
3.2.2. Konstrukce nosných st ěn a příček..................................... 18
3.2.3 Konstrukce strop ů a zastřešení........................................... 24
4. Příklady nízkoenergetických staveb ................... .......................... 27
5. Závěr ................................................................................................ 30
5.1 Výhody a nevýhody nízkoenergetických d řevostaveb ............ 30
5.2. Přehledné ekonomické zhodnocení ...................... ................... 31
Použitá literatura................................. ................................................ 32
8
1. Úvod
Novodobé trendy dřevěného stavění mají jen málo společného
s historickými stavebními systémy, dřívějšími chatami nebo se stavěním pro
sociálně slabší vrstvy. Také se neomezují na obytné domy nebo halové
konstrukce. Použití nových materiálů a technologií umožňuje provádět stavby
s parametry, které mnohdy překonají stavby z klasických materiálů.
1.1 Historie d řevostaveb
Dřevo je jeden z nejpoužívanějších stavebních materiálů v historii lidstva.
Za nejstarší dochovanou dřevěnou stavbu u nás se považují zbytky
dřevěného přístřešku z Přezletic u Prahy, které pochází z doby staršího
paleolitu.
Obr. 1 Rekonstrukce domu z doby bronzové (Buchvaldek & Sklenařová,
2002)
V době neolitu se už používaly dva základní stavební materiály, dřevo
a kámen. Na severu, od Belgie až po Čechy a Moravu a dále v Podunají, se
stavělo ze dřeva. To se vztyčovalo na způsob kůlů zaražených do země.
Z kamene se stavělo na jihu a západě Evropy.
9
Obr. 2 Sídliště z dob popelnicových polí (Buchvaldek & Sklenařová, 2002)
V období 10.-12. století se používaly nejdostupnější stavební materiály jako
dřevo, pruty na vyplétání, hlína pro výplně a izolace, sláma a rákos.
Obr. 3 Rekonstrukce domu z doby bronzové (Buchvaldek & Sklenařová,
2002)
Koncem 19. a začátkem 20. století bylo stavebnictví ovlivněno nástupem
nových stavebních materiálů, oceli a betonu. Umožňovaly realizovat stavby
nové generace. Přehodnocuje se využití dřeva jako konstrukčního materiálu.
V polovině 20. století byla významná výstavba tzv. „finských domků“, které
konstruktivně pocházely z alpských zemí. Jejich konstrukci tvořili bedněné
stěny okolo sloupků a jako tepelně izolační výplň škvára. Finské domky se
užívaly jako rodinné domy, ale i jako domy pro armádu, zemědělství
a lesnictví. Roubené dřevostavby se prováděly v minimální tloušťce 15 cm,
prkenné stěny se izolovaly zásypy popelem, slámou a korkovou drtí. Stěny
se stavěly na minimální rozměry dřevěných sloupků v tloušťce 12 až 16 cm.
10
V Československé republice po 2. světové válce bylo zakázáno ve
stavebnictví užívat dřevo až na nepodstatné výjimky. V roce 1967 skončilo
nařízení, které téměř vylučovalo používání dřeva jako konstrukčního
stavebního materiálu. V té době došlo ve světě k vývinu nových lepidel
a prostředků na ochranu dřeva pro jeho vyšší trvanlivost. (Buchvaldek &
Sklenařová, 2002)
1.2 Vývoj zateplování d řevostaveb
Tepelné izolace v průběhu historie zažily značný vývoj. V dobách, kdy se
lidská obydlí teprve vyvíjela, byly využívány k tepelné izolace přírodní
materiály (dřevo, hlína). První dřevěná obydlí, která se dají považovat za
zateplené, se objevili s příchodem Slovanů. Ti bydleli v tzv. zemnicích nebo
polozemnicích. Jsou to obydlí částečně zabudovaná do země a to je mělo
ochránit před zimou. Další zmínky jsou pak o hliněné omazávce, která se
nanášela na vnější stranu dřevěné konstrukce. Poté se začaly zdi vyplétat
rákosem nebo pružnými pruty. Měly za úkol zpevnit, ale také zaizolovat stěny
a stropy. Postupem času se začaly používat i jiné materiály, jako je například
konopí nebo sláma. (Škabrada, 1996)
11
2. Přehled a definování nízkoenergetických staveb
Za nízkoenergetické stavby se podle ČSN 730540:2 považují budovy
s roční měrnou potřebou tepla na vytápění, které nepřesahují 50 kWh/m2
za rok (tab. 1). Musí přitom využívat velmi účinnou otopnou soustavu. Toto
kritérium se používá bez ohledu na tvar budovy, ale při výhodném
a celistvém tvaru je lépe splnitelné než při členitém tvaru. (Tywoniak, 2005)
Pasivní domy jsou domy, u kterých roční měrná potřeba tepla
nepřekračuje 15 kWh/m2 za rok. Uvedené číslo ale není striktně definováno
a zařazení do kategorie nízkoenergetických staveb neurčuje pouze stavba
jako taková, ale závisí na klimatických podmínkách a způsobu jejich
využívání. (Šubrt, 2006 )
Dalším typem nízkoenergetické stavby je tzv. nulový dům, který se svou
roční měrnou potřebou tepla blíží nule, respektive je nižší než 5 kWh/m2
za rok. Takového řešení lze dosáhnout za mimořádně vhodných podmínek,
a proto se tyto domy u nás vyskytují jen zřídka. (Tywoniak, 2005)
Zajímavým typem nízkoenergetických staveb je dům, který vyprodukuje
více energie, než je schopen sám spotřebovat. Většinou je takovýto dům
označován jako „dům s energetickým přebytkem“. Je to vlastně pasivní dům,
který využívá energii z fotovoltaických systémů. Tato energie je dodávána
do rozvodné sítě a to pak v ročním součtu může být větší množství energie,
než je samotný dům schopen spotřebovat. (Tywoniak, 2005)
Tab. 1 Základní rozdělení budov podle potřeby tepla na vytápění
(Tywoniak, 2005)
Kategorie Pot řeba tepla na vytáp ění
starší budovy často dvojnásobek hodnot pro
obvyklé novostavby a více
obvyklá novostavba (podle aktuálních
závazných požadavků)
80 – 140 kWh/m2 za rok v závislosti
na faktoru tvaru A/V
nízkoenergetiký dům ≤ 50 kWh/m2 za rok
pasivní dům ≤ 15 kWh/m2 za rok
nulový dům < 5 kWh/m2 za rok
12
2.1 Základní rozd ělení d řevostaveb
Dřevostavby se dělí a třídí podle způsobu výroby a montáže na tři
základní skupiny: prefabrikované systémy, systémy stavěné přímo na stavbě
a kombinované systémy. (Růžička, 2006)
• prefabrikované systémy - mají jednu velkou výhodu a to, že
výstavba těchto domů je velmi rychlá. Prefabrikace vlastně znamená,
že se konstrukční díly vyrábějí v továrnách. Většinou se jedná
o velkoplošné panely, které se pak na stavbě montují pomocí jeřábů.
(Růžička, 2006)
• systémy stav ěné přímo na stavb ě - stavby probíhá podobně jako
např. u zděné stavby, používají se ale jiné materiály a prvky.
1. tesařské konstrukce - základními prvky jsou trámy
obdélníkového nebo čtvercového průřezu, které jsou spojovány
klasickými tesařskými spoji. Velice často je pak alespoň část
této konstrukce viditelná v interiéru. V dřívějších dobách se
doplňovala zdivem a vznikaly tak hrázděné stavby. Základní
konstrukce je pak opláštěna lehkými prefabrikovanými panely.
(Růžička, 2006)
2. srubové konstrukce - v dnešní době tyto stavby zažívají jistou
„renesanci“. Sice se řadí mezi moderní technologie, ale srub
nelze postavit všude. Jde vlastně o stavbu z masivního dřeva,
které je průmyslově opracované. Jednotlivé klády se pak
k sobě spojují „na pero a drážku“. (Havířová, 2008)
3. systém Two by Four - název pochází z průřezu základního
fošnového prvku, který měl původně rozměry 2 x 4 palce
(50 x 100 mm). Dnes je původní průřez hoblován na 1,5 x 3,5
palce (38 x 90 mm). Tento systém je nejvíce zastoupen
v Severní Americe, kde také vznikl. Jeho předností je ohromná
flexibilita, jednoduchost, přehlednost a rozsáhlé možnosti
využití. Konstrukční prvky jsou především fošny stejné tloušťky,
různých šířek, v délkách od cca 2 do 6 metrů. Dalším prvkem je
13
OSB deska nebo překližka, které jsou spojovány především
hřebíky, případně pomocí ocelových spon. (Růžička, 2006)
• kombinované systémy – systémy výše uvedené jdou
mezi sebou libovolně kombinovat. Jedním z příkladů
kombinovaného systému mohou být dřevěné skeletové
systémy, kdy základní nosná konstrukce je tvořena
prefabrikovanými tyčovými prvky z lepeného dřeva
spojovaných pomocí speciálních styčníků. Celá
konstrukce je pak kompletována lehkými stěnovými
panely nebo přímo na stavbě pomocí systému Two
by Four. Podobně lze kombinovat systémy tesařské
a srubové. Systémy lze dokonce kombinovat i s jinými
technologiemi např. s ocelovou, zděnou anebo
železobetonovou konstrukci. Vzniká tak široká škála
využití dřeva v konstrukcích všeobecně. (Růžička, 2006)
2.2 Základní požadavky na nízkoenergetické domy
Hlavním požadavkem je především tvar a poloha domu, ale i půdorys
a uspořádání prostoru. Proto je důležité, aby tyto požadavky byly co
nejjednodušší. Dalším aspektem je zaizolování konstrukce více než je dosud
běžné. Tloušťka tepelné izolace konstrukcí nízkoenergetického domu má být
20 cm a více (podle konstrukce a materiálu). Obvodové stěny pak mají
tloušťku mezi 25 a 55 cm. Také je velmi důležité vyhnout se tepelným
mostům. Těm se dá zabránit kvalitními okny a kontrolou zejména přechodů a
napojení:
• mezi oknem a stěnou, střechou a jinými okny
• mezi dveřmi a stěnou
• mezi stěnou a střechou
• prahů, parapetů a nadokenních překladů
• šachet a komínů na stěny a střechu
(Humm, 1999)
14
3. Varianty konstruk čního řešení
Nejčastěji používané konstrukční systémy v Evropě se dají rozdělit do tří
základních skupin: skeletové stavby, masivní stavby a stavby elementární
(sestavované z jednotlivých elementů). Stavby skeletové a elementární se
vyvinuly z hrázděných staveb. Masivní stavby jsou základem srubových
staveb, které se realizují dodnes a navíc k ní v současnosti přibyly ještě
novodobé masivní stavby (obr. 4). (Havířová, 2008)
Obr. 4 Schéma rozdělení současných konstrukčních systémů dřevostaveb
pro bydlení (Havířová, 2008)
3.1 Roubené domy
Jak je už výše uvedeno, jedná se o domy sestavené z masivního dřeva,
které je průmyslově opracované. Lze sestavovat roubené stěny z profilů
kruhových, čtvercových, obdélníkových, ale například i elipsovitých (obr. 5).
Vodorovné spáry se spojují „na pero a drážku“. Tento spoj je většinou
zdvojený nebo ztrojený, nebo se vodorovná spára vyplní speciálním tmelem
či pomocí paměťových pásek. Aby se zamezilo objemovým změnám
Masivní dřevostavba Elementární dřevostavba Skeletová dřevostavba
Srubová stavba
Plošné systémy
Historický skelet (hrázděná konst.)
Novodobý skelet (dřevěná konst.)
Sloupkový systém
Srubová vícevrstvá
Obestavěný prostor (modulový systém / buňky)
Rámová dřevostavba Panelová dřevostavba
Velkoplošné elementy
Maloplošné elementy
Složená nebo kombinovaná dřevěná konstrukce např. Velkoplošná panelová + rámová dřevostavba a novodobý skelet, atd.
15
ve stěnách, způsobené vysycháním dřeva, používá se na strojní opracování
vysušené dřevo, případně lepené lamelové dřevo. (Havířová, 2008)
Obr. 5 Základní srubové profily (Bílek 2002)
Pro roubené domy byly a stále jsou používány především kmeny
horského smrku, borovice, jedle a modřínu s průměry mezi 20 a 35 cm,
obvykle 80 až 100 let staré. Pro první řadu sruboviny uložené na základ,
s ohledem na zemní vlhkost, se používá kulatina z dubu nebo jilmu. (Bílek,
2002)
V současné době zažívají tyto stavby jistou „renesanci“, ale přesto nejsou
běžně k vidění. Důvody proč je roubená stavba tak málo realizovaná jsou
zvláště:
• krajinná, kulturní a materiálová tradice na horské a podhorské oblasti
• oproti lehkým dřevěným skeletovým konstrukcím větší hmotnost
(cca 3x), vyšší spotřeba dřeva a větší průmyslové nároky, tím se
zvyšují náklady a výsledná cena domu
• i přes velmi dobré tepelně izolační vlastnosti dřeva tepelný odpor R
jednoduché srubové stěny nedosahuje hodnot požadovaných
v Evropě, proto je nutné stěny doplnit izolací a obklady (Bílek, 2002)
16
3.2 Moderní sloupkové konstrukce
Sloupková konstrukce vychází z amerického systému Two by Four. Tento
systém má počátky v polovině 19. století. Nevznikl ze dne na den, ale vyvíjel
se postupně. Zlomovým bodem pro fošnové systémy byla strojová výroba
hřebíků, která jejich cenu podstatně snížila a umožnila tak přejít
od klasických tesařských spojů na spoje hřebíkové. (Růžička, 2006)
Konstrukce vzniká přímo na staveništi, podobně jako zděná stavba.
Pracuje se s co nejmenším počtem standardních prvků. Základními
stavebními prvky jsou fošny z jehličnatého dřeva ( u nás je to smrk) uměle
vysušeného a čtyřhranně ohoblované a dále deskové materiály na bázi
dřeva (OSB desky, překližka). „Prvky jsou k sobě spojovány téměř výhradně
na tupo, bez oslabení.“ (Růžička, 2006)
Obr. 6 Sloupková konstrukce (Skřipský, 2008)
3.2.1 Konstrukce podlah
Převážná část nízkoenergetických domů, zejména menších rodinných, je
nepodsklepena. Existuje spousta řešení, jak umístit potřebné tloušťky
tepelné izolace. Můžeme nad hydroizolaci osadit tuhé tepelně izolační desky
a na ně vrstvu betonové mazaniny, jako je to obvyklé u běžné výstavby.
Potřebnou tloušťku tepelné izolace, například lehké z minerálních vláken, lze
17
umístit do dvojitého dřevěného podlahového roštu a uzavřít pracovní
podlahou z OSB desek nebo cementotřískových desek. Pokud je k dispozici
potřebná výška, je možné jako výplně použít sypké izolace (suchý keramzit
apod.). (Tywoniak, 2005)
Jako čelo betonové desky, tak i základové pasy se musí z venkovní
strany opatřit tepelnou izolací. Většinou se používají desky z extrudovaného
polystyrenu vkládané do bednění nebo dodatečně lepené na betonový
povrch. Aby desky splnily svůj účel, musí dokonale přilnout celou plochou
na betonový povrch. Musí být kladeny pečlivě, aby mezi nimi nebyly žádné
mezery (obr.7). Na takto vytvořenou desku pak lze instalovat základový práh
(obr.8), ke kterému se kotví obvodové stěny . (Tywoniak, 2005)
Obr. 7 Betonová deska s polystyrenovými deskami
18
Obr. 8 Základový práh
Crawl Space je způsob založení stavby typický pro dřevostavby. Jde o to,
že konstrukce podlahy přízemí je v rámci dřevostavby, tedy v dřevěné
konstrukci, není zakopána do země ale je nad zemí. Prostor, který tímto
vznikne pod domem, je dobře odvětráván a je průlezný. Tento způsob je
velmi efektní a rychlý a uplatňuje se nejvíce v těžko dostupném terénu, kde
by se klasická zděná základová deska těžko stavěla. „Trvale odvětrávaný
prostor pod stavbou je vůbec nejlepší ochrana proti pronikání radonu do
stavby, stavba je přístupná a kontrolovatelná ze všech stran a pod domem
může vzniknout prostor jako sklad.“ (Růžička, 2008)
3.2.2. Konstrukce nosných st ěn a příček
Stěny tvořeny spodním a vrchním prahem a sloupky ve vzdálenosti cca
400-600 mm. (Kuklík, 2005)
Ve stěnách a příčkách jsou zabudována okna a dveře a je tak nutno
vytvořit otvor širší než je vzdálenost sloupků. „Konstrukci otvorů tak tvoří
překlad, který je uložen na podpůrných fošnách spojených se standardním
sloupkem a u oken pak ještě parapetním prvkem.“ (obr. 9) (Růžička, 2006)
19
Dimenze překladu se volí podle zatížení, které přenáší. V některých
případech se může použít jako překlad třeba prvek z lepeného dřeva nebo
popřípadě i prvek ocelový. Polohu sloupků je nutno přesně rozměřit
na prahy. Stěny se většinou sestavují na podlaze a poté se zvedají do
konečné polohy a vzájemně spojují (obr. 10). Před zvednutím se musí
zkontrolovat, zda jsou stěny pravoúhlé a rovněž se musí zkontrolovat poloha
a velikost všech otvorů. (Růžička, 2006)
Obr. 9 Řešení okenního překladu
Vnitřní stěny a příčky jsou konstruovány stejným způsobem. Po vztyčení
všech stěn jednoho podlaží se stěny vzájemně propojují druhým vrchním
prahem, který má funkci obvodového věnce, který je známý z klasických
zděných staveb. Na takto připravené stěny lze namontovat konstrukci
podlahy a na ní další podlaží stěn. (Růžička. 2006)
20
Obr. 10 Vztyčení stěny
Konstrukční plášťování stěn má několik funkcí. Hlavně zajišťuje ztužení
stěny a celé budovy proti vodorovným silám a zajišťuje přenášení svislého
zatížení. Druhou funkcí je ochrana proti klimatickým vlivům. Lze plášťovat
jednostranně, tj. pouze venkovní strana stěny, nebo oboustranně,
tj. venkovní i vnitřní stana stěny. Oboustranné plášťování se uplatňuje při
větším zatížení. (Bílek, 2002)
Podle požadavků tuhosti stěn a nákladů plášťování se používají
následující materiály:
• smrková prkna, která jsou připojována vodorovně nebo diagonálně
(jen výjimečně) tloušťka 20 – 25 mm
• smrkové nebo bukové překližky – vzhledem k vyšší pružnosti velmi
efektivní tloušťka 8 – 12 mm
• OSB nebo DTD desky tloušťka 13 – 18 mm (obr. 11), nejběžnější
způsob
• Sádrovláknité desky SVD – mají menší mechanický ale vyšší požární
efekt tloušťka 12,5 – 18 mm
21
Obr. 11 Opláštění OSB deskami
Jsou tři varianty, jak připojit plášť k dřevěnému roštu:
• lepený spoj, který lze provést v průmyslových podmínkách a je
nejúčinnější
• hřebíkový spoj, který se provádí přímo na staveništi
• sponkový spoj (drát 1,5 až 2 mm) je méně vhodný (Bílek, 2002)
Deskový materiál se umisťuje buď na výšku nebo na šířku. Oba způsoby
mají svá pravidla. Mezi jednotlivými deskami je nutno pamatovat na dilatační
spáry 2 mm vzhledem k růstu vlhkosti desek během výstavby. (Růžička,
2006)
Stěny i příčky je rovněž nutno opatřit tepelnou izolací (tab. 2). Tepelně
izolační materiály mohou být v podobě desek, rohoží nebo volně sypané.
Z hlediska umístění tepelně izolační vrstvy rozlišujeme na vnější, vnitřní nebo
uvnitř konstrukce. (Vaverka & Panovec, 2008)
22
Tab. 2 Typy tepelně izolačních materiálů (Vaverka & Panovec, 2008)
Tepelné izolace Materiál izolace vláknité minerální vlákna, skleněná vlákna, keramická
vlákna, textilní vlákna pěněné plasty pěnové a extrudované polystyreny, pěnové
polyuretany, pěnové fenolické a rezolové pryskyřice, pěnový kaučuk, pěnový PE, pěněné PVC
Izolace na bázi dřeva Dřevovláknité, dřevotřískové, dřevoštěpové, korek, kokosová vlákna, piliny, rákosové rohože
Izolace na bázi papíru Drcený papír, vlnité desky z asfaltového papíru, voštinové desky
Minerální izolace Perlit, expandovaný perlit, expandovaná břidlice, expandovaná struska, strusková pemza, křemelina, keramzit, popílek
Netradiční izolace Bavlna, ovčí vlna, sláma, len, konopí
Vnější tepelná izolace má výhodu, že eliminuje tepelné mosty v konstrukci
a umožňuje vytvořit spojitý izolační obal bez přerušení. Nevýhodou může být
za určitých podmínek menší paropropustnost vnějších vrstev. (Vaverka &
Panovec, 2008)
Vnitřní tepelné izolace se používá u objektů občasně používaných (např.
rekreačních). U nich je žádoucí rychlé vyhřátí bez požadavku na akumulace
tepla. „Jejich nevýhodou je obtížná eliminace tepelných vazeb (např.
v místech napojení vnitřních příček a stropních konstrukcí na obvodovou
stěnu) a poloha rosného bodu v samotné konstrukci, což je v případě
dřevostaveb velikým rizikem.“ (Vaverka & Panovec, 2008) Tento problém se
pak musí řešit parotěsnicí vrstvou na vnitřním straně konstrukce. (Vaverka &
Panovec, 2008)
Tepelná izolace v konstrukci (tzv. jádrová izolace) je u dřevostaveb
nejběžnější (obr. 12). Jejich nevýhodou jsou tepelné mosty, které vznikají
nosnými prvky, které procházejí celým průřezem konstrukce. Proto se tento
typ tepelné izolace často kombinuje s průběžnou vnější tepelně izolační
vrstvou. A i zde se musí použít vnitřní parozábrana, protože hrozí riziko
srážení vodní páry v konstrukci. (Vaverka & Panovec,2008)
23
Obr. 12 Příklad jádrové izolace
Jak již bylo řečeno, vnitřní tepelná izolace a jádrová izolace, musí být
doplněna parozábranou. Ta zabraňuje pronikání vodní páry do konstrukce.
„Parozábranou se obecně rozumí materiál s faktorem difuzního odporu
µ>10 000.“ (Vaverka & Panovec, 2008) Nejčastěji se používají asfaltové
pásy, fólie ( PE nebo PVC), pěnové sklo a další materiály. U parozábran je
nejdůležitější dávat pozor kvalitu a parametry. Musí být celistvá,
s dostatečnými a přelepovanými přesahy a musí plnit svojí funkci po celou
dobu životnosti konstrukce. Zvlášť pečlivé je potřeba provedení parozábrany
kolem okenních otvoru. (Šubrt, 2005, Vaverka & Panovec, 2008)
Nedílnou součástí stěn a příček jsou sádrokartony. Ty se využívají pro
vytvoření vnitřního povrchu dřevostavby. Sádrokartonové desky se pokládají
na lamelový rošt neboli kontralatě (obr. 13). (Růžička, 2006)
Obr. 13 Lamelový rošt
24
3.2.3 Konstrukce strop ů a zastřešení
Stropní konstrukce mají dvě základní statické funkce, a to přenesení
svislého a vodorovného zatížení. (Bílek, 2002)
Konstrukce je tvořena stropními nosníky, nosnou vrstvou podlahy,
průvlaky a překlady nad stěnovými otvory a výměnami v místech okrajů
stropních otvorů. Konstrukce stropů se liší podle uspořádání stropních prvků,
používaným materiálem, typy profilů a detaily přípojů. Ale všechny
konstrukce musí splňovat základní předpoklady z hlediska celkového
působení nosného systému budovy. Snaha je vytvořit dostatečně tuhou
vodorovnou stropní desku, která je schopna přenést účinky svislého zatížení
(stálého a nahodilého) a vodorovného zatížení (od vodorovného i svislého
větru a pohybu osob a materiálu po stropní konstrukci) do obvodových
a vnitřních stěn budovy. (Straka a kol., 2008)
Přenos vodorovných sil do podporujících stěn se provádí nosná vrstva
podlahy, která je připojena ke stropním nosníkům. Nosná vrstva stropu je
tvořena z plošných materiálů na bázi dřeva např. OSB desky, dřevotřískové
desky, cementotřískové desky nebo překližky. (Straka a kol, 2008)
Stropní nosníky jsou obvykle z rostlého dřeva obdélníkového průřezu.
Ale mohou být i nosníky spojité nebo nosníky s konzolovým vyložením.
V některých dřevostavbách se používají speciální typy stropních nosníků
vyráběné kombinací dřeva a materiálů na bázi dřeva nebo i oceli.
Meziprostor na výšku stropních prvků se částečně vyplňuje tepelnou izolací a
slouží rovněž k vedení instalací. (Straka a kol., 2008)
Stropní prvky jsou namáhány především ohybem, a proto musí vyhovovat
z hlediska únosnosti a použitelnosti. „Musí vyhovovat příslušným
ustanovením normy ČSN EN 1995-1-1 pro navrhování dřevěných konstrukcí
týkajících se mezních hodnot průhybu. Okamžitá hodnota průhybu,
vypočtená pro krátkodobé působení zatížení, nemá být zpravidla větší než
1/300 rozpětí nosníku a konečná hodnota průhybu s uvážením vlivu
dlouhodobého působení zatížení větší než 1/250 rozpětí.“ (Straka a kol.,
2008)
Tvar střešní konstrukce vychází z geometrického tvaru jednotlivých
střešních ploch, které mohou být rovinné, zakřivené nebo kombinované.
25
Pro střechy dřevostaveb pro bydlení se většinou navrhují střechy sklonité,
a to střechy šikmo (5° až 45°). St řechy se sklonem nad 45° jsou pro obytné
stavby méně časté. (Straka a kol., 2008)
Střešní konstrukce je tvořena krovem, podpírá střešní plášť, který je
většinou tvořen krytinou, laťováním, bedněním a izolačními vrstvami. (Kuklík,
2005)
Obr. 14 Základní rozdělení krovů (Kuklík, 2005)
KROVY
soustava krokevní soustava vaznicová
prostá krokevní hambalková sklon střechy ≤40° sklon st řechy >40°
bez vzpěr se vzpěrami
s volným s pevným
(posuvným) (neposuvným)
hambalkem hambalkem
Pro dřevostavby jsou nejvhodnější hambálkové soustavy (obr. 15).
Umožňují efektivní využití podkroví, zejména pokud je soustava navržena
s mezistropem uloženým na hambalcích. Hambalek je vodorovný prut, který
propojuje základní příčné vazby tvořené dvojicí krokví. Vzdálenost vazeb
se navrhuje obvykle 0,9 až 1,25 m. (Kuklík, 2005)
26
Obr. 15 Hambálková soustava (Jelínek, 2003)
27
4. Příklady nízkoenergetických staveb
Rodinné domy v obci Klenovice
Obr. 16 Rodinný dům č. p. 207
Obr. 17 Rodinný dům č. p. 208
Tyto rodinné domy jsou situovány v nové části obce. Záměrem bylo
vytvořit dvě stejné zrcadlově překlopené stavby. Zastavěná plocha
jednotlivých domů je 78 m2 a obytná plocha je 156 m2.
Domy jsou obdélníkového půdorysu s podkrovím. V jižní části má každý
z nich zastřešenou terasu, na kterou se dá vstoupit zadními terasovými
dveřmi. Z boku jsou od sebe odděleny protipožární zdí, na kterou jsou
připojeny garážové přístřešky.
28
Domy jsou založeny na betonové základní desce, která je odizolovaná
proti zemní vlhkosti a také proti radonu. Obvodové a vnitřní stěny jsou
tvořeny dřevěným rámem z profilů 140/40 mm v osové vzdálenosti 400 mm,
vyplněné na celou tloušťku tepelnou izolací. Vnitřní stěny jsou oboustranně
opláštěny sádrokartonem v tloušťce 12,5 mm. Skladba obvodových stěn je
tvořena vnitřním obkladem ze sádrokartonu uloženém na vnitřní vodorovný
laťový rošt vyplněný tepelnou izolací v tloušťce 40 mm, který je přes
parotěsnou fólii kotven na nosný rošt, dále výplní z tepelné izolace
z minerální vaty na celou tloušťku rámu 140 mm a venkovním opláštěním
rámu deskami OSB v tloušťce 10 mm. Dodatečná venkovní izolace
v tloušťce 60 mm (minerální vata) je instalována v rámci vnějšího
zateplovacího systému s vrchní vnější tenkovrstvou omítkou.
Vnitřní nenosné dělící stěny tvoří dřevěný rám z profilů 40/90 mm v osové
vzdálenosti 400 mm, vyplněný na celou tloušťku tepelnou a akustickou
izolací. Opláštění je oboustranné ze sádrokartonu v tloušťce 12,5 mm.
Stropní konstrukci tvoří fošnový strop z profilů 40/250 mm v osové
vzdálenosti 500 mm v rámci rámového systému stavby. Podhled ze
sádrokartonu v tloušťce 12,5 mm je zavěšen na dřevěném roštu. Meziprostor
na výšku stropních prvků je částečně vyplněn tepelnou izolací v tloušťce 40
mm a slouží také k vedení instalací. Hrubá podlaha je tvořena deskami OSB
v tloušťce 18 mm a na ní je položena konečná prkenná podlaha.
Svislou komunikaci tvoří dřevěné vřetenové schodiště tvaru L o šířce
ramene 900 mm.
Konstrukce krovu vychází z rámového systému stavby. Krokve profilu
180/40 mm jsou umístěny v osové vzdálenosti 800 mm na průběžné
vrcholové vaznici. Kleštiny profilu 180/40 mm jsou umístěny na každé vazbě
ve výšce vodorovného stropu 2. nadzemního podlaží, jehož konstrukci
vynáší. Konstrukce krovu je dále zavětrována v úrovni kleštin.
Střešní plášť je tvořen betonovými taškami, které jsou uložené na latích a
impregnovaných kontra-latích 30/50 mm. Pojistnou hydroizolaci tvoří difusní
fólie. Vnitřní část pláště navazující na obvodové stěn v místech obytného
podkroví je izolována v celé tloušťce krokve (tj. 180 mm) minerální vatou.
Parotěsná fólie je umístěna pod krokvemi a je navázána na parotěsnou fólii
stěn. Vnitřní povrchy tvoří obklad sádrokartonu v tloušťce 12,5 mm.
29
Vytápění v domě č.p. 207 je řešeno zabudovanou krbovou vložkou a
v domě č.p. 208 krbovými kamny. Z vlastní zkušenosti mohu zaručit, že toto
vytápění bohatě postačuje. Sice jsou v obou domech zavedeny radiátory, ale
ty se skoro vůbec nepoužívají.
30
5. Závěr
Výstavba nízkoenergetických domů se značně dynamicky rozvíjí, ale stále
se najdou tací, kteří těmto stavbám nevěří nebo je ani neznají. Myslí si, že
jde o samostatnou nebo zvláštní skupinu výstavby, jasně se oddělující od
běžné výstavby. Panuje i mýtus, že dřevostavba ve srovnání se zděnou
klasickou stavbou je levnější. Náklady na stavbu nízkoenergetické
dřevostavby jsou s náklady na klasickou zděnou stavbu rodinného domu
srovnatelné. Významných úspor je dosaženo levnějším provozem.
5.1 Výhody a nevýhody nízkoenergetických d řevostaveb
Nízkoenergetické dřevostavby jsou výhodné z těchto důvodů:
• dřevo je zcela obnovitelný materiální zdroj, přírodní zdravotně
nezávislý materiál, regulující vlhkost
• doba zhotovení hrubé stavby trvá několik dní a dokončení celé stavby
pak tři až čtyři měsíce, to znamená, že oproti zděnému domu se dá
zhruba o polovinu dříve bydlet
• výstavba je zcela nebo z větší části bez mokrých procesů, a tak se
nemusí čekat na vymrznutí domu a je tak okamžitě obyvatelný
• stavbu lze provádět i za nepříznivého počasí, sněhu a mrazu
• životnost dřevostaveb je srovnatelná se zděnými stavbami
• dřevostavby lze do značné míry recyklovat a většinu prvků a materiálů
dále použít
• použité materiály zvyšují požární odolnost
• jsou vhodné do zátopových oblastí, protože po případné povodni stačí
dům nechat pár týdnů vyschnout a vyměnit sádrokartony. U zděných
staveb je to mnohem složitější. Některé se rozpadnou a jiné se musí
velmi složitě vysušovat.
• nenáročná obsluha vytápění
• nízká spotřeba energií
• nenáročná obsluha vytápění
31
• snížení zátěže na životní prostředí
Mají i své nevýhody, protože výstavba takového domu je v jistých ohledech
náročná:
• projekt stavby musí být vypracován obzvlášť důkladně, je třeba počítat
se všemi vlivy a jejich vzájemným působením
• v ČR je zatím málo architektů a stavebních firem, které se specializují
výstavbou nízkoenergetických domů
• samotná výstavba samotná stavba musí být prováděna perfektně ve
všech detailech, každá chyba může mít zásadní vliv na celkový efekt
stavby (Růžička, 2006)
5.2. Přehledné ekonomické zhodnocení
Protože je nízkoenergetický dům obecně materiálově i technologicky
náročný, promítá se to i do výsledné ceny domu, která je oproti běžným
domům vyšší v průměru o 10 - 20%. Vyšší cena je způsobena odlišnou
technologií. Návratnost této investice je však při současných cenách do 10
let. (Humm, 1999)
32
Použitá literatura
• BÁČOVÁ M., CIKÁNEK M., BUCHVALDEK M., SKLENÁŘOVÁ Z.,
JELÍNEK V., PAPEŽ K., BÍLEK V., KUKLÍK P., KUKLÍKOVÁ A., VACHTA
R., 2002: Dřevěné domy v bytové výstavbě. EXPO DATA spol. s.r.o.,
Brno.
• HUMM O., 1999: Nízkoenergetické domy. Grada Publishing, Praha.
• JELÍNEK L., 2003: Tesařské konstrukce. Informační centrum České
komory autorizovanžch inženýrů a techniků činných ve výstavbě, Praha.
• KUKLÍK P., 2005: Dřevěné konstrukce. Informační centrum České
komory autorizovanžch inženýrů a techniků činných ve výstavbě, Praha.
• RŮŽIČKA M., 2006: Stavíme dům ze dřeva. Grada Publishing, Praha.
• ŠKABRADA J., 1996: Lidová architektura. ČVUT, Praha.
• ŠUBRT R., 2005: Tepelné izolace v otázkách a odpovědích.
BEN– technická literatura, Praha.
• TYWONIAK J., 2005: Nízkoenergetické domy principy a příklady. Grada
Publishing, Praha.
• VAVERKA J., HAVÍŘOVÁ Z., JINDRÁK M., BRADÁČOVÁ I., BROTÁNEK
A., HIRŠ J., ELGART E., LOJKAJ A., PANOVEC V., SMOLA J., STRAKA
B., TESAŘOVÁ D., 2008: Dřevostavby pro bydlení. Grada Publishing,
Praha.
Internetové zdroje
• RŮŽIČKA M., 2008: Základy a přípojky. online:
http://www.penatus.cz/zaklady-a-pripojky/, cit. 12.4.2009.
• SKŘIPSKÝ J., 2008: DEKHOME D – montážní návod. online:
http://dektrade.cz/docs/publikace/mp-dekhome-d.pdf, cit. 14.4.2009.
• ŠUBRT R., 2006: Pasivní, nízkoenergetické a nulové domy. online:
http://www.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=3001, cit. 14.4.2009.
2
Nízkoenergetické domy