Obytné dřevostavby realizované na principu antických staveb

Dřevostavby určené pro bydlení jejich výrobci dnes, jak je obecně známo, realizují tak, že nejprve postaví nosné obvodové stěny, které pak propojí vnitřními nosnými stěnami a poté opatří stropem a zastřeší. S opačnou myšlenkou – začít nejprve nosnými příčkami, ty pak zastropit a až poté stavbu uzavřít tentokrát nenosnými obvodovými stěnami, navíc v méně než poloviční tloušťce oproti běžnému standardu (cca 170–180 mm), přišel před časem na český trh dřevěného stavění fyzik Michal Bílek, jednatel brněnské společnosti Xnergie s.r.o. A to při použití speciální tepelné cca 30 mm silné vícevrstvé reflexní izolace, která je podle výrobce účinnější než běžná izolace o tloušťce 350 mm.

Reflexní izolace…

Skladbu obvodové stěny pro obytné dřevěné domy o tloušťce 170–180 mm (se součinitelem prostupu tepla U < 0,1 W/m²K a koeficientem vzduchové neprůzvučnosti R_w > 50 dB) firma představila na jaře letošního roku na odborném semináři Dřevostavby ve Volyni a poté na stavebních veletrzích IBF v Brně. Výše uvedených hodnot je podle jednatele Michala Bílka dosaženo použitím v úvodu zmíněné reflexní izolace, tvořené bublinkovými foliemi z vysoce hustotního polyetylenu a dále z polyetylen-tereftalátových fólií, na kterých je nanesena vrstva hliníku. Tato izolace při správné aplikaci vytváří 10 izolačních komor v každé s jednou nízkoemisivní (Low-E) stranou a jednou Float stranou. Funguje jako vícekomorové (11) izolační sklo, a to jak v případě tepelně izolačních vlastností, tak i zvukově izolačních vlastností, pokud je obálka obvodové stěny správně navržena a provedena. V případě akustických vlastností se podle M. Bílka chová stejně jako izolační fólie v oknech, kdy např. dvojsklo s fólií uprostřed tlumí hluk 2x lépe než o 50 % těžší trojsklo a 4x lépe než obyčejné sklo. A to i přesto, že samotná fólie díky své minimální hmotnosti netlumí zvuk takřka vůbec, ale mezi dvěma skly zvyšuje útlum zásadně. Pro plnění akustických a zejména pak tepelně izolačních vlastností, vycházejících z principu šíření tepla sáláním nebo také infračerveným (IR) zářením, je důležitá její správná aplikace jak do stěny, tak i podlahy a stropu.

„Reflexní vícevrstvou fólii je vždy třeba aplikovat do vzduchové mezery, ve které je potlačeno proudění vzduchu. V takovém prostředí se teplo šíří sáláním. A protože reflexní fólie dokáží sálání zdi odrazit zpět, dochází k prohřátí zdi a tím ke snížení teplotního spádu a tudíž k zásadní redukci tepelného toku, a to pro celou konstrukci. Proto je vzduchová mezera vůbec nejdůležitější. Malý tepelný tok, který následně vnikne do izolace, se rozmělní přestupem do spousty vrstev, kde se teplo z bodových doteků od bříšek bublinek roztahuje do celé plochy vrstev. A protože ve vnitřní struktuře izolace jsou další reflexní vrstvy, nešíří se zde ani sálání,“ vysvětluje M. Bílek princip fungování reflexní izolace.

…pro revolučně řešené dřevostavby

Představenou reflexní izolaci, vyráběnou v parotěsném i difúzně otevřeném provedení, firma použila do návrhu konstrukce dřevěných domů stavebního systému X-houses^®, který vyvinula společně se sesterskou společností Energy IN s.r.o. (viz třídílný seriál o oknech DM 7–8, 9, 10/2018) ve spolupráci s dalšími firmami a také brněnskou Masarykovou univerzitou a ostravskou Vysokou školou báňskou. Jde o stavební systém založený na principu antických staveb, kde statiku domu nezajišťují obvodové stěny. Jeho nosnou konstrukci tvoří vnitřní příčky z CLT panelů, které musí být vzájemně spojené minimálně jedním příčným CLT panelem např. do tvaru písmene „H“. Do konstrukce střechy a podlahy je použito parotěsné provedení izolace, do obvodových stěn difúzně otevřené provedení, kde dochází ke kondenzaci vlhkosti, přičemž vzniklý kondenzát není zadržován v izolaci, ale vykapává z ní dolů na zem a vsakuje se do půdy. Izolace je vždy aplikována v oboustranné vzduchové mezeře, která je z vnitřní strany nevětraná, aby se teplo neztrácelo, a z vnější strany větraná.

„Vnitřní mezery jsou natolik úzké, aby zde ještě vznikalo proudění (∆T < 4K), a natolik široké, aby se v nich už vytvořilo prostorové sálání. Místa stlačení izolace se počítají stejně jako okraje skel v oknech (Ψ = 0,12 W/mK), přičemž jejich plocha je díky bodovému stlačení jen 0,0072 m² na 1 m² celkové plochy,“ upřesňuje jednatel a dodává, že reflexní izolaci (z hlediska tepelných účinků) nelze měřit běžnými metodami pro posuzování izolačních materiálů. „Naměřené tepelné odpory se z různých měření liší i o více jak 50 %, a to podle velikosti měřeného vzorku. Čím je totiž vzorek menší, tím více se jeho naměřený odpor blíží odporu stejně silné vrstvy nehybného vzduchu. Nicméně díky tomu, že v ploše vícevrstvá reflexní fólie izoluje lépe než nehybný vzduch, tak na jejích okrajích právě přes vzduch dochází k přemostění krajních vrstev (teplé a studené strany). A protože obě krajní fólie jsou opatřeny hliníkovou vrstvou, dochází kvůli vedení tepla v hliníku od okraje vzorku do celé jeho plochy k zásadnímu ovlivnění měření,“ vysvětluje a dodává, že přesně z tohoto důvodu jsou měřena izolační skla pouze uprostřed, kdy kvůli tepelnému mostu v okrajových částech a vodivosti obou sklovin, musí být vzdálenost čidel od okrajů skla nejméně 35 cm. „U vícevrstvé reflexní fólie by proto díky 200x vodivějšímu hliníku musela být vzdálenost od všech okrajů asi 2,7 metru,“ uzavírá tepelnou problematiku izolace s tím, že firmou prezentovaný tepelně izolační účinek konstrukce U < 0,1 W/m²K byl prokázaný měřením na více stavbách dle ČSN 73 0540-4 (měření „U“ pro neznámou stavbu) a také výpočtem jako vícekomorové sklo dle ČSN EN 673 (viz obr. 2).

Průběh stavby a skladba konstrukce

Založení stavby
Založení stavby v systému X-houses^® lze provést na základovou desku, zemní vruty nebo gabiony (pletené koše vyplněné kameny). Na zvolený základ se upevní křížový rošt z trámů, uložených ve dvou vrstvách (horní a spodní), mezi nimiž bude napnuta reflexní izolace (viz obr. 3). Profil spodních trámů je odvislý od typu základu, respektive od vzdálenosti podpůrných bodů, přičemž jejich tloušťka (výška) by měla být volena i s ohledem na izolaci, která se nesmí dotýkat podkladu, a to i v případě mírného prověšení. Spodní trámový rošt může být na jednu nebo více stran i výrazně delší než horní a vytvářet tak pochozí terasu.

Podlaha a vnitřní příčky
V další fázi se na horní trámový rošt, zaklopený OSB deskou, přišroubují ocelové „U“ profily, vymezující rozmístění vnitřních příček (CLT panelů), které, jak už bylo zmíněno v předcházející kapitole, se vždy svazují do sebe minimálně jedním „žebrem“, aby byly samonosné. Do CLT panelů se již ve výrobě vyřežou nebo vyfrézují otvory pro dveře a další potřebné otvory. A to např. jako u firmou zvoleného modelového domu s příčkami trapézového tvaru, vytvářejícími pultový tvar střechy, v horní části panelů vyfrézované montážní drážky a polodrážky (kapsy) pro stropní pohledové trámy.

Střecha
Do těchto otvorů v CLT panelech se na celou délku objektu vsadí pohledové KVH hranoly, které se na obou koncích svážou příčným trámem, čímž se vytvoří stabilní základ pro střechu a současně se tím celá stavba zpevní (Poznámka: při skutečné montáži by nyní následovala výstavba vnitřní části obvodových stěn, podpírajících boční kraje střechy, nacházející se ve vzduchu – viz následující kapitola Obvodové stěny a obrázky 5–7). Na takto zpevněné trámy se připevní akustický záklop ve složení (zevnitř ven):

• pohledová stropní prkna nebo pod výmalbu aplikovaná sádrokartonová deska,
• izolační pasta nebo tkanina (pro absorpci akustických vibrací,
• OSB deska jako horní vrstva.

Na OSB desku se následně připevní (rovnoběžně s trámy) latě 60×40 mm pro vytvoření vzduchové mezery nutné pro reflexní tepelnou izolaci (parotěsnou). Laťový rošt se v celé ploše vydrátkuje, aby se reflexní fólie neprověsila a poté se na latě nalepí oboustranná lepicí páska. Na takto připravenou plochu se pečlivě napne reflexní izolace, a to s přesahem přes střechu na všechny strany pro následné napojení na izolaci obvodových stěn (viz obr. 4). V poslední fázi se přes všechny vrstvy (až do spodních trámů stropu) dlouhými vruty připevní trámky, které budou tvořit vlastní střechu i s přesahem. Jejich profil respektive výška, tvořící vnější provětrávanou mezeru, se stanovuje úměrně k délce přesahu a předpokládané zátěži sněhem, přičemž minimální výška musí být 60 mm. Tyto trámky se pak v přesahové části střechy zespodu opatří pohledovým podbitím z prken a shora se po celé ploše zaklopí OSB deskou, na kterou se následně aplikuje hydroizolační fólie a plechová krytina.

Obvodové stěny
Montáž obvodových stěn začíná (viz poznámka v předchozí kapitole Střecha) po pevném usazení stropních pohledových trámů v CLT panelech a jejich příčném svázání na koncích. V první fázi se okraje stropu podloží svislými vzpěrami z latí 60×40 mm, rozmístěnými ve vzdálenosti cca 1500–1800 mm od sebe (s ohledem na budoucí umístění oken). Na tyto svislé latě, které jsou v rozích stěn spojeny ocelovými ztužujícími úhelníky, se ze stran (směrem do prostoru mezi nimi) vodorovně připevní CD profily a vyztuží se latěmi 30×50 mm proti průhybu. Takto připravená konstrukce se zevnitř uzavře akustickým sendvičem tvořeným oplášťovací OSB deskou, akustickou izolační tkaninou a vnitřní sádrokartonovou deskou. Poté se obálka obvodových stěn zpevní i z druhé (vnější) strany diagonálními latěmi 40×60 mm, čímž se vytvoří plnohodnotná podpěra střechy bez rizika jejího průhybu. Po podepření stropních trámů touto částí obvodové stěny pokračuje montáž střešního pláště (viz předchozí kapitola a obr. 8) až do pokládky reflexní izolace. Současně při tom se na rohové ztužovací úhelníky nalepí svislé pásky polystyrenu, aby se fasádní izolační fólie, aplikovaná v dalším kroku, nedotýkala kovu. Tato fólie (difúzně otevřená) se napojí na střešní i podlahovou reflexní fólii a poté se napne pomocí vertikálních latí 60×40 mm, rozmístěných ve vzdálenosti 625 mm od sebe, čímž se vytvoří rošt vnější větrané mezery (viz obr. 9). Svislé latě se přes fólii šroubují do diagonálních latí. V této fázi se také na střechu pokládají trámky, tvořící výše již zmíněnou odvětranou mezeru ve střeše. Na závěr montáže se zaklopí jak střecha, tak i fasáda, na kterou se použije venkovní akustický sendvič tvořený oplášťovací OSB deskou, akustickou izolační tkaninou a polystyrenovou deskou opatřenou perlinkovou omítkou, a nebo dřevěný obklad. Výsledkem je difúzně otevřená obálka s výše uvedenými tepelně izolačními vlastnostmi a odvětranou fasádou.

Autor: Ing. František Novák z podkladů Xnergie s.r.o.
Kontakt: novak.sd@tiscali.cz
Foto: autor a archiv Xnergie s.r.o.