Dřevěné konstrukce ve stavebnictví

1. Dřevěné konstrukce ve stavebnictví SPŠ stavební, České Budějovice

2. Obsah přednášky • 1. Kde a jak se získá dřevo • 2. Zpracování dřeva • 3. Rozdělení řeziva • 4. Vlastnosti dřeva • 5. Mýty a předsudky

3. Dřevo - surovina budoucnosti • Úroveň využívání dřevní hmoty je obrazem vyspělosti státu. Dřevo je ekologickým a kreativním materiálem budoucnosti. Důsledné využívání a maximální zhodnocování domácích surovin je charakteristickým znakem vyspělých ekonomik. Mezi tyto suroviny patří především dřevo, které je dnes odborníky pokládáno za jednu z nejperspektivnějších surovin a nosný materiál budoucnosti.

4. Přednostmi dřeva pro průmyslové zpracování • mimořádně příznivé mechanické a technologické vlastnosti při nízké hmotnosti • výhodné tepelně-fyzikální i akustické parametry • nízká energetická náročnost • mimořádná vhodnost pro uplatnění designu aj.

5. 1. Kde a jak se dřevo získá • V lese těžbou

8. 2. Zpracování dřeva Hlavní způsoby zpracování dřeva : • výroba řeziva • výroba deskových velkoplošných materiálů • výroba papíru.

9. 2.1.Výroba řeziva • Řezivo se vyrábí podélným rozřezáním kulatiny na rámové nebo  pásové pile na PILNICÍCH. Mezi základní druhy pořezu kulatiny patří: • Pořez na ostro - kulatina projde pouze jednou rámovou pilou. Vzniká neomítané řezivo různých šířek s nižší kvalitou řezu. • Pořez prizmováním - nejdříve se vyrobí PRIZMA - první průchod pilou a pak se prizma dále rozřezává při dalším průchodu pilou. Vzniká řezivo, které je omítané - tzv. boční řezivo, které je šířkově specifikované (viz rozdělení řeziva podle tvaru příčného průřezu

10. vykládka a nakládka dlouhé kulatiny měření kulatiny vykracování kulatiny na výřezy měření výřezů třídění výřezů skladování výřezů odkorňování výřezů měření výřezů před pořezem pořez výřezů na rámové pile měření prizmy pořez prizmy měření bočního řeziva krácení bočního řeziva měření bočního řeziva před omítáním omítání bočního řeziva dávkování řeziva před tříděním měření řeziva rozměrové třídění řeziva dávkování řeziva k prokládání měření řeziva ukládání řeziva do hrání měření vlhkosti sušárna řeziva měření vlhkosti během sušení rozebírání hrání měření řeziva a určování jakostních tříd jakostní třídění řeziva ukládání do hrání expedice Výrobní operace v pilařském závodě

13. 2.2. Výroba deskových materiálů V oblasti polotovarů budou i nadále jedněmi ze základních prvků produkovaných dřevařskou výrobou velkoplošné aglomerované materiály: • třískové desky • vláknité desky • překližky..

14. Dýhy Překližky Laťovky Voštinové desky Aglomerované materiály Dřevotřískové desky Dřevovláknité desky Pazdeřové desky Pilinové desky OSB desky MDF desky Kůrové desky Lepené lamelové dřevo Sortimenty dřevařských závodů

17. OSB desky • K novým materiálům patří především tzv. orientované třískové desky (OSB – oriente strands boards). Jsou vyráběny z dlouhých (75-100 mm), tenkých (0,6 mm), plochých (20 mm) orientovaných třísek či štěpek. • Tato nová varianta dřevěného materiálu umožňuje kromě klasického využití další možnosti:

19. desky, opatřené tenkou fenolovou vrstvou, mohou být použity až desetkrát jako materiál pro šalování při betonování • nášlapné desky • desky obkladové • podlážky při stavbě lešení

20. desky OSB, které mají hmotnost stejnou jako masivní dřevo, „ulehčují" práci v oblasti výstavby konstrukcí. Nejlehčí varianta o 300 kg/m3 se používá při výrobě dveří jako zvukově izolační materiál. Je-li OSB podložena tenkou vrstvou MDF, může se rovněž použít k výrobě vysoce zatěžovaných prvků.

21. 3. Rozdělení řeziva3.1. Podle druhu dřeviny • jehličnaté řezivo (SM, BO, MO, DG, JD, VJ) • listnaté měkké řezivo (LP, OL, TP, VR,...) • listnaté tvrdé řezivo (AK, DB, BK, HB, BŘ,...) • Jako stavební řezivo se nejčastěji používá smrk, borovice a jedle.

22. 3.2. Podle tvaru příčného řezu 1. DESKOVÉ • prkna t = 15 - 38 mm • fošny t = 38 - 100 mm • krajinová prkna t = 18 - 24 mm, levá strana je dotčená pilou • krajiny t = 18 - 24 mm, levá strana je oblá nebo jen místy dotčená 2. HRANĚNÉ • hranoly S>100 cm2 • hranolky S = 25 - 100 cm2 • lišty S = 10 cm2 • latě S = 10 - 25 cm2 3. POLOHRANĚNÉ • polštáře t = 100 mm, šířka = 50 mm • trámy t = 100 mm, šířka = 2/3 tloušťky • pražce

26. 3.3. Podle opracování • neomítané - má neoříznuté, nebo jen částečně oříznuté boky • omítané - je středové řezivo nebo řezivo s oříznutými boky bez oblin • zvláštně řezané - je řezivo například radiální, tangenciální

27. 3.4. Podle místa kulatiny, ze kterého bylo vyřezané • dřeňové • krajinové • středové • boční - tzv. tangenciální řezivo

29. 4. Vlastnosti dřeva • Barvy dřeva a do určité míry i jeho vlastnosti závisejí nejen na druhu stromu, z kterého ten který kousek dřeva pochází, ale i na půdních a životních podmínkách jednotlivých stromů a mohou se měnit.

30. 4.1. Tvrdost • Tvrdost je schopnost materiálů klást odpor proti vnikání jiných těles. • Dřevo je měkké, polotvrdé, tvrdé a velmi tvrdé. • Z našich dřev je asi nejtvrdší habrové a nejměkčí topolové.

31. 4.2. Pevnost • Pevnost nám říká, jak které dřevo vzdoruje statickému namáhání. Mezi nejpevnější patří dřevo dubové a akátové, ale i třeba měkké olšové, pokud je trvale umístěno pod vodou.

33. 4.3. Houževnatost • Houževnatost je schopnost odolávat dynamickému, rázovému namáhání. Dřevařské tabulky definují houževnatost jako hodnotu výšky, z jaké musí spadnout kladivo těžké 1,5 kg na hranolek o průřezu 2x2 cm, aby ho přerazilo. V tomto směru vyniká svou houževnatostí dřevo dubové.

34. 4.4. Pružnost • Pružnost - tzv. modul pružnosti je mírou odporu, který klade materiál zatížení, jež ho ohýbá. • Nejpružnější z našich dřev je dřevo jasanové • Ke křehčím patří třeba švestkové.

35. Moduly pružnosti dřeva • Dřevo jehličnaté – 10 000 MPa • Dřevo bukové a dubové – 12 500 Mpa • Lepené lamelové dřevo – 11 000 Mpa

36. 4.5. Textura dřeva • Textura je kresba dřeva, tvoří ji : • letokruhy • dřeňové paprsky V každém pohledu je jiná

37. 5. Mýty a předsudky 5.1. Je dřevěný dům méně trvanlivý než zděný? Dřevěné stavby přetrvávají staletí a z hlediska životnosti jsou plně srovnatelné se stavbami z jiných materiálů. Záleží na účelu, pro který je stavíme a také na péči, kterou jim věnujeme po dobu jejich existence. O všechno, co nám má dobře sloužit, se musíme poctivě starat - na to lidé rádi zapomínají. Samozřejmě i moderní dřevěné stavby musí splňovat přísné zákonné a normové požadavky na pevnost, stabilitu a životnost.

38. 5.2. Dřevo je hořlavé. Znamená to, že dům ze dřeva proto snadněji shoří? Dřevo jako každý materiál při určité teplotě opravdu hoří, ale technická norma konstatuje, že dřevěné konstrukce jsou požárně odolné. Zní to jako paradox, ale není to tak složité. Zuhelnatělá povrchová vrstva vznikající při požáru na nosných prvcích (trámech) totiž brání dalšímu ohoření (u objemných dřevěných kusů pronikne oheň do zhruba dvou až třícentimetrové hloubky a jeho další postup se výrazně zpomalí či zastaví, neboť povrchová vrstva zuhelnatí a brání přístupu kyslíku). Při požáru je nejnebezpečnější pro obyvatele vzplanutí interiéru, nábytku, textilu a spotřebičů. Dalo by se říci, že dřevo hoří předvídatelným, spočitatelným, do určité míry řiditelným způsobem. Což je jeho obrovská výhoda při hašení požáru. Tuto skutečnost zahrnují všechny technické normy, podle nichž se musí dřevěné domy stavět. Moderní dřevěné konstrukce jsou velmi odolné vůči požáru. Ocelové konstrukce se hroutí naprosto náhle, neočekávaně a prakticky naráz. Parametry každé dřevěné budovy musí zaručit dostatečnou dobu na evakuaci lidí - vždy v řádu desítek minut. To hasiči dobře vědí. V USA jsou proto po 11. září v některých případech ocelové skelety budov chráněny dokonce dřevěnými obklady!

40. 5.3. Mohou dřevěný dům zničit houby nebo červotoči? Mohou - pokud je navržen a realizován bez dostatečných zkušeností, často svépomocí, a následně se o něj řádně a pravidelně nepečuje. Každý dům, i zděný, bez údržby časemzchátrá a podlehne zkáze. Stavbu moderního dřevěného domu musíme realizovat s odborníky. Základním předpokladem jsou kvalitní znalosti a zkušenosti architekta i realizační firmy. Prioritou je dokonale zvládnutý konstrukční detail a znalost principů takzvané „konstrukční ochrany dřeva", aby se zamezilo vnikání vlhkosti do konstrukce a ochránily se konstrukční prvky před proudícím vzduchem. Konstrukční ochrana má vždy přednost před chemickou. Dřevo a výrobky z něj nesmí být navrhovány do míst, kde nemohou z povahy věci obstát, například pod úroveň terénu. Nezbytná je také technologická kázeň při realizaci.

43. 5.4. Dřevěný dům má prý horší tepelněizolační vlastnosti než například zděná stavba. Je v něm tedy větší zima a hůř se vytopí? Skutečnost je přesně opačná! Když zatopíte v dřevěném domě, máte v něm skoro okamžitě teplo. Kdežto zděný dům musíte vytápět několik hodin, než se v něm zahřejete, protože teplo se nejdříve akumuluje ve zdech. Většina, a to i katalogových projektů, má nesrovnatelně lepší tepelněizolační vlastnosti než jejich zděné protějšky. Vyplývá to z principu konstrukce - obvykle dřevěný rám vyplněný kontaktně izolací. Je zde tedy integrována složka nosná a tepelněizolační. Dřevěné stavby sice jsou lehké a obvykle hůře akumulují teplo. To však lze považovat za přednost - u dřevostavby ohříváme ekonomicky rovnou vnitřní objem vzduchu, teplo se tak neukládá nejdříve do těžkých konstrukcí jako u zděných staveb. Jestliže chci teplo akumulovat, umím to i u dřevostavby - vložením zděné nebo betonové části.

44. 5.5. Má dřevěný dům horší akustické vlastnosti? Je v něm všechno slyšet? Ano. Dřevěné stropy mají větší průhyb a každý krok je ve spodních patrech budovy více slyšet. Také dřevěné zdi více propouštějí zvuk. Avšak správně navržená a provedená moderní dřevostavba musí rovněž splňovat závazné hygienické předpisy a normy pro šíření hluku konstrukcemi a vnitřními prostory. Je to sice náročnější než u klasické zděné stavby, ale současnými technologiemi plně řešitelné.

46. 6. Použití dřeva v konstrukci budovy

47. 6.1. Nosné části • v základech : dřevěné piloty (sloupy) základové prahy (trámy) • svislé konstrukce : sloupy vzpěry • vodorovné kce : trámy příhradové kce lepené nosníky • nosná část střechy krovy • schodiště

48. 6.2. Nenosné části • Dveře • Rámy oken • Podlahy • Obklady • Obložení schodišť • Zábradlí • Parapety

49. Dřevěné piloty