Proč je dobré kombinovat konstrukční systém ze dřeva i s dalšími materiály

Otázky pro odborníka

• 1. Proč vůbec kombinovat konstrukční systém ze dřeva s dalšími materiály? Je to v případě rodinného bydlení opodstatněné?
• 2. S jakými materiály si dřevo rozumí nejvíce? Jak se liší jednotlivé kombinace ve svých vlastnostech – výhodách a nevýhodách?
• 3. Kam směřují trendy v kombinaci materiálů? Co přinášejí za specifika do stavění ze dřeva obecně?
• 4. Na jaké detaily si v případě kombinace dávat pozor?
• 5. Podle jakých kritérií volit (kombinovaný) konstrukční systém pro rodinný dům?

Odpovědi 1. odborníka

Odpověď 1.: Dřevo si coby materiál perfektně rozumí s velkým množstvím jiných stavebních hmot a není důvod proč z toho netěžit. Pohnutky pro kombinaci více materiálů v konstrukci stavby mohou být různé. Někdy si to vyžádá statika, jindy je to z důvodů estetických, stavebně-fyzikálních, nebo konceptuálních. V moderní architektuře se často setkáváme s odvážnými řešeními, pro které může být ekonomicky výhodnější, když jsou některé dřevěné prvky, například ze statických důvodů, nahrazeny například ocelí. Samostatnou kapitolou je pak nutnost použít například beton pro základové, suterénní, nebo jinak do terénu zapuštěné části stavby. I když máme dřevo opravdu rádi, tak si musíme být vědomi také jeho limitů. Do míst, kde hrozí styk se zemní vlhkostí, dřevo jednoduše nepatří.

Odpověď 2.: Mezi těmi nejběžnějšími bývá kámen, beton nebo ocel. Beton a ocel bývají ve hře především ze statických důvodů. Kámen často spíše jako estetický prvek, nebo pro dokreslení atmosféry. Každá taková kombinace přináší odlišný výsledek a sahá se k ní z různých důvodů. O konkrétních výhodách nebo nevýhodách se asi hovořit nedá.

Odpověď 3.: Velkým trendem je používání kombinace dřeva a betonu u rozsáhlejších nebo vícepodlažních projektů. Někdy jsou to konstrukční systémy hybridní, kdy kombinujeme v jednom konstrukčním prvku třeba beton a dřevo. Často to bývají spřažené dřevobetonové stropy. Někdy se používají systémy, kdy prvky z jednoho materiálu vzájemně kombinujeme v jedné konstrukci. To jsou například kombinace betonových sloupů a dřevěných CLT stropů. Oblíbená bývá kombinace betonové jádro a lehká konstrukce na bázi dřeva okolo něj. Zajímavou alternativou pak je použití dřevobetonu pro velkorozponové a mostní konstrukce. Takové příklady máme dnes již i u nás, dokonce s využitím kůrovcového dřeva. Hlavním specifikem je najít nejlepší způsob, jak spolu dva materiály provázat v jedné konstrukci, aby dobře spolupůsobily.

Odpověď 4.: Musíme počítat s tím, že různé materiály mají odlišné vlastnosti, například tepelnou roztažnost, požární odolnost a chování při požáru nebo objemovou hmotnost. Dále je tu samozřejmě otázka jejich vzájemného spojování a přechodů, návazností obecně. Musíme si také dát pozor na to, jak a kam který materiál umístíme z hlediska stavební fyziky, aby například nedocházelo ke kondenzaci.

Odpověď 5.: Někdy může být za rozhodnutím kombinovat systémy vize architekta, či stavebníka. Esteticky vypadá velmi atraktivně kombinace teplého a lehkého dřeva s nějakým tvrdším a chladnějším materiálem, který dodá celkovému vyznění určité kontury a jinou náladu. Další důvody, proč sáhnout po kombinaci jsou již ryze praktické nebo ekonomické.

Ing. arch. Pavel Horák
Domesi, s.r.o.

Otázky pro odborníka

• 1. Proč vůbec kombinovat konstrukční systém ze dřeva s dalšími materiály? Je to v případě rodinného bydlení opodstatněné?
• 2. S jakými materiály si dřevo rozumí nejvíce? Jak se liší jednotlivé kombinace ve svých vlastnostech – výhodách a nevýhodách?
• 3. Kam směřují trendy v kombinaci materiálů? Co přinášejí za specifika do stavění ze dřeva obecně?
• 4. Na jaké detaily si v případě kombinace dávat pozor?
• 5. Podle jakých kritérií volit (kombinovaný) konstrukční systém pro rodinný dům?

Odpovědi 2. odborníka

Odpověď 1.: Vhodnou kombinací materiálu ve stavbě můžeme celkovou kvalitu a požadované vlastnosti stavebního díla zlepšit a tím zlepšit kvalitu vnitřního prostředí (teplota, vlhkost, tepelná setrvačnost a tak dále). Například dřevo je dobrý materiál pro statické konstrukce (trámy, sloupy a podobně), je relativně slušný tepelný izolant v závislosti na objemové hmotnosti. V moderních dřevostavbách jej však jako tepelný izolant nepoužíváme. Nemá však nijak excelentní schopnosti z hlediska akumulace tepla, odolnosti vůči déle trvající vlhkost a její změně (s výjimkami). Příkladem materiálově vhodně navrženého rodinného domu může být obálka domu (stěny, střecha) na bázi dřevostavby (konstrukční systém ze dřeva v kombinaci s tepelnou izolací různých variant) a vnitřní konstrukce z materiálu s vyšší akumulační schopností (zdivo, beton). Tato kombinace zajistí, že vnější obálka stavby bude dobře tepelně izolovaná (stavba bude mít takzvaně kvalitní kožich) a současně vnitřní konstrukce budou dobře eliminovat teplotní výkyvy vnitřního prostředí způsobené například vnějšími energetickými zisky ze slunečního záření. Příkladem možné kombinace je dřevobetonový spřažený strop. Jedná se o trámový strop z masivních dřevěných nebo lepených prvků s následným dřevěným záklopem a horní betonovou deskou. Trámy i deska jsou spřaženy ocelovými trny a celá konstrukce efektivně a staticky spolupůsobí. Druhotný efekt je akumulační schopnost betonu v interiéru stavby.

Odpověď 2.: Obecně se dá říci, že jsou to opět přírodní materiály jako například kámen, hlína, sláma přírodní tepelné izolace, nebo materiály vyrobené z přírodních surovin. Vždy je vhodné posuzovat kombinace materiálu i z hlediska jejich fyzikálních a mechanických vlastností jako tepelná roztažnost, tepelná vodivost, objemová hmotnost. Například materiál, který se tvarově přizpůsobuje okolní teplotě (mění svůj objem/ dilatuje) je potřeba před těmito změnami chránit, případně umožnit konstrukci aby tyto změny mohla vstřebat. Příkladem jsou třeba ocelové konstrukce vystavené změnám teploty. V zimě se smršťují a v létě naopak. Pokud takto konstrukce pracuje, musí na to být připravena a správně navržena i další navazující konstrukce domu, jinak může dojít ke škodám. Vhodným doplňkem do konstrukcí dřevostaveb je například nepálená hlína. Je to materiál, který dokáže absorbovat vnitřní vlhkost v případě, že je jí v interiéru nadbytek a naopak ji opět uvolňovat při nízké vnitřní vlhkosti. Vyrovnává vnitřní vlhkost v interiéru a pomáhá tak udržovat kvalitní vnitřní klima. Příkladem použití mohou být hliněné omítky, vyzdívky vnitřních konstrukcí z nepálených cihel a další.

Odpověď 3.: Z hlediska kombinace materiálů dnes v podstatě nemusí existovat žádná omezení. A to jak konstrukčně, tak i z hlediska designu. Dřevo je nadčasový materiál, který si dobře rozumí i s moderními materiály (plast, sklo, beton, umělý kámen). Vždy je však potřeba znát vlastnosti těchto materiálů a umět je správně použít. Nesprávné použití může ve stavbách znamenat degradace, poškození a následné škody na stavebním díle.

Odpověď 4.: Péči a dohled si zaslouží každý detail, protože detaily tvoří celek.

Odpověď 5.: Pokud uvažujeme kombinaci materiálů, je dobré si zodpovědět, proč daný materiál do dané konstrukce chceme, pro jaké vlastnosti. Když navrhujeme statickou konstrukci, hledáme efektivní řešení pro statiku, ale zároveň musíme přemýšlet i v kontextu dalších vlastností celé konstrukce, tedy o jejich tepelných vlastnostech, difuzním odporu, akumulaci a podobně. Například pokud víme, že navrhujeme dům s větším rozpětím stropů, je lepší uvažovat o prefabrikovaných nosnících z aglomerovaného dřeva (I-OSB nosníky, Steico apod) případně o jiných efektivních konstrukcích (LVL, Parallam, Posi nosníky, kolíkované dřevěné panely, apod.) a nesnažit se například jen slepě zvětšovat průřezy masivního stropního dřevěného trámu. Je třeba uvažovat komplexně z pohledu všech oborů (statika, stavební fyzika, akustika, požární ochrana,...). Návrh musí být komplexní a zohlednit všechny požadavky.

Ing. Radek Začal
pátý rozměr s.r.o.

Otázky pro odborníka

• 1. Proč vůbec kombinovat konstrukční systém ze dřeva s dalšími materiály? Je to v případě rodinného bydlení opodstatněné?
• 2. S jakými materiály si dřevo rozumí nejvíce? Jak se liší jednotlivé kombinace ve svých vlastnostech – výhodách a nevýhodách?
• 3. Kam směřují trendy v kombinaci materiálů? Co přinášejí za specifika do stavění ze dřeva obecně?
• 4. Na jaké detaily si v případě kombinace dávat pozor?
• 5. Podle jakých kritérií volit (kombinovaný) konstrukční systém pro rodinný dům?

Odpovědi 3. odborníka

Odpověď 1.: Otázkou by stejně tak mohlo být, proč je nekombinovat. Před odpovědí bych si dovolil stanovit cíl, jakési zadání, ke kterému bych pak odpovědi vztahoval. Považuji za smysluplné, aby cílem nebylo dřevo, ale ani ocel, beton nebo jiná materiálová báze, nýbrž obecně dobrá stavba, kdy parametrem dobra je její optimalizace, tedy aby tam nebylo nic zbytečně navíc, aby tam ale také nic nechybělo a to, co tam je, aby dobře plnilo svoji funkci a bylo to navrženo, pořízeno, provozováno a nakonec případně likvidováno smysluplně, tedy za dobré ceny a s rozumným dopadem na životní prostředí. Každá materiálová báze má své výhody, ale také nevýhody a slabší stránky. V rámci optimalizace pak hledáme takové konkrétní řešení, kdy se snažíme využít silné stránky a potlačit ty slabší. Jinými slovy, pokud budu hledat řešení konkrétního problému, není třeba svazovat se hned na počátku požadavkem, aby to bylo ze dřeva, pokud daný úkol umí lépe splnit například beton nebo ocel.

Odpověď 2.: Nejde ani tak o dřevo jako takové. Po několik generací jsme jej zatracovali a v podstatě vyobcovali z rodiny „solidních" konstrukčních materiálů, a v důsledku toho jsme přerušili kontinuitu znalostí a zkušeností našich předků, a do značné míry, ztratili schopnost se dřevem jako konstrukčním materiálem pracovat. Pokud je mi známo, dřevostavby se dosud neučí, až na jednotlivé výjimky, na žádných odborných školách. Dřevo lze vhodně kombinovat se všemi ostatními základními materiály – beton, ocel, pálená keramika, kámen. Stačí pak vycházet z celkem jednoduché zásady - pokud použijeme zdravé dřevo, použijeme ho správným způsobem a v rámci stavby a jejího fungování mu zajistíme zdravé podmínky a prostředí, není důvod, aby „onemocnělo" a bude dlouho a dobře sloužit. Odborně se tomu říká „konstrukční ochrana dřeva", ale stejná zásada platí i pro ostatní materiálové báze. Problém není v materiálech jako takových a jejich vzájemné kombinaci, ale v malé kompetenci, schopnosti a zkušenosti, tedy v přístupu a myšlení nás „odborníků".

Odpověď 3.: Nerad bych používal slovo trend. Pro odpověď mi postačí vycházet z již uvedeného zadání, tedy snažit se o dobrou stavbu. A to je vlastně taky odpověď na tuto otázku. Stavba by měla sloužit minimálně desítky let, trendy se mění ze dne na den a jsou vedeny ambicemi, které snad do stavařiny nikdy plně neproniknou.

Odpověď 4.: Každý materiál vyžaduje určité podmínky, ve kterých slouží a funguje nejlépe. Pokud budeme kombinovat a integrovat různé materiály a zároveň optimalizovat, musíme hledat jakýsi průsečík podmínek, ve kterém budou všechny dobře fungovat. A můžeme také stanovit priority a doplňující, jakési okrajové podmínky – dřevěný prvek terasy na přímé expozici můžeme vyměnit za 15, 20 let, zatímco dřevěná konstrukce stavby může fungovat staletí. Pak má smysl navrhnout terasu tak, aby v souvislosti s její výměnou nebylo nutné rozebrat polovinu domu.

Odpověď 5.: V případě běžného rodinného domu dřevo často zvládne splnit konkrétní požadavky samo. V dílčích případech si asi nejčastěji pomáháme ocelí. Architektonicky zajímavá bývá také kombinace s kamenem anebo pohledovým betonem. Záleží hodně na konkrétní představě o domě, na prioritách a v daném případě stanovených parametrech. Ne vždy bývá jediným kritériem cena a charakter stavby. Dům mohou také determinovat různé předpisy a regulativy, kterých neustále přibývá.

Ing. Martin Růžička
PENATUS s.r.o.