Drevostavby môžu svojim užívateľom ponúknuť veľmi zaujímavé hodnoty tepelnej vodivosti a akumulácie, ktoré patria k najdôležitejším parametrom, na ktoré by sme mali pri výbere stavebného materiálu pre náš budúci rodinný dom prihliadať.
Drevo má obrovské merné teplo c, ktoré udáva množstvo tepelnej energie, ktorá je potrebná k ohriatiu jednotkovej hmotnosti dreva o 1 kelvin. Hodnota merného tepla sa odvíja aj od aktuálnej teploty a vlhkosti dreva, ale dá sa povedať, že u absolútne suchého dreva pri teplote 0 °C je hodnota c priemerne asi 1,45 kJ·kg-1·K-1. To „v preklade” znamená, že k ohrevu takéhoto dreva je potrebné pomerne veľké množstvo tepelnej energie, ktorú si drevená hmota dlho uchováva a pri znížení okolitej teploty potom dlho uvoľňuje do priestoru.
Iným, komplementárnym tepelným parametrom dreva je súčiniteľ tepelnej vodivosti λ, ktorý vyjadruje schopnosť materiálu viesť tok tepla pri danom rozdiely teplôt medzi teplou a chladnou stranou vzorky danej hrúbky (v tomto prípade drevenou doskou). Čím menší je súčiniteľ lambda drevenej steny, tým pomalší je tok tepla medzi jej teplou a chladnou stranou, a tým aj skrátený čas potrebný k ustáleniu obidvoch povrchových teplôt. V prípade dreva je λ asi 0,12 až 0,45 W·m-1·K-1, čo hovorí, že drevo je relatívne dobrým tepelným izolátorom. Prispieva k tomu aj jeho značná pórovitosť, ktorá okrem iného zvyšuje odolnosť tohto prírodného materiálu voči ohni. To všetko dokopy činí z dreva ideálny materiál pre hrubú obvodové múry.
Aké základné drevené konštrukčné systémy poznáme?
Masív
Najskôr začneme zrubmi a drevenicami, ktoré sú tvorené masívnymi drevenými prvkami – guľatými kladami viazanými v rohoch s presahmi alebo opracovanými hranatými profilmi s väzbou s preplátovaním trámov takzvane rybinový spoj. Jedná sa o vysoko tepelne stabilné konštrukcie, ktoré až na izoláciu (alebo napríklad tmel) vkladanú do drážok v trámoch nevyžadujú zateplenie. V súvislosti so zvýšenými nárokmi na energeticky úsporné budovy sa však už budujú aj zrubové stavby, ktorých obvodové steny sú dvojité a medzi nich je vložená tepelná izolácia.
V súčasnosti sú či už trámy pre drevenice, tak guľatina pre zruby bežne pripravované vopred vo výrobnom závode, kde je drevo adekvátnym spôsobom opracované a na mieste určenia sú diely len zostavené. Pritom je potrebné zamedziť kontaktu budúceho masívneho dreveného obvodového plášťa s vodou; plášť by mal byť preto dobre zatienený presahom strechy. Zrubové a drevené stavby preto vyžadujú pravidelnú starostlivosť.
Robustné drevostavby je možné vybudovať tiež z takzvaných CLT panelov (skratka anglického výrazu cross-laminated timber), s ktorými sa v posledných rokoch doslova roztrhlo vrece. Jedná sa o prefabrikované veľkoformátové dosky z krížom vrstveného (lisovaného, lepeného alebo spojovaného kolíkmi či skrutkami ), najčastejšie smrekovcového dreva. Technológia výroby dosiek eliminuje takzvané ortotropné správanie dreva, čím zvyšuje priestorovú tuhosť výsledných objektov aj dynamickú odolnosť celého konštrukčného systému.
Aký je rozdiel medzi izotropnými, anizotropnými a ortotropnými materiálmi?
Výrazom izotropné označujeme látky s homogénnymi aj nehomogénnymi mikroskopickými štruktúrami, ktoré majú vo všetkých smeroch totožné mechanické a teplotné vlastnosti. Patrí sem napríklad oceľ alebo betón. Opakom je anizotropia. Špeciálnou kategóriou sú ortotropné materiály, ktorých mechanické a teplotné vlastnosti sú jedinečné a nezávislé v troch vzájomne kolmých smeroch. Sem patria práve valcované plechy či niektoré kompozity s obsahom vlákien a taktiež drevo. To je preto silné v smere vlákna, ale slabé v priečnom reze. Kolmo k sebe kladené vrstvy CLT panelu sú ale pevné v oboch smeroch.
Drevené panely sú využívané na nosné a nenosné steny, podklady stropov a striech či ako samotné stropy. Vyrábajú sa tiež ako nosné duté panely s rebrovou výplňou, ktoré vynikajú nízkou hmotnosťou a pritom vysokou statickou únosnosťou a konštrukciu stavby robia tuhú a stabilnú v oboch osách. Panely pritom plnia nielen praktickú funkciu, ale ponúkajú aj výbornú pohľadovú kvalitu.
Rámy a skelety
Nemožno zabudnúť ani na rámové drevostavby, ktoré zahŕňajú aj známy konštrukčný systém two by four (v preklade dva krát štyri označujúce priečny prierez stĺpikov 2 krát 4 palce, čo je v prepočte asi 50 krát 100 milimetrov), ktorý sa z USA, kde vznikol, rozšíril aj do našich končín.
Výstavba tejto konštrukcie sa odohráva vždy priamo na mieste z dovezeného ohobľovaného a naimpregnovaného subtílneho materiálu. Na základovú dosku, pásy či piloty sú v prvom rade osadené spodné prahy obvodových stien, ku ktorým sú následne kotvené stĺpiky z KVH hranolov (prípadne aj drevené nosníky). Na tie je hore pripevnená pásnica a stĺpiky sú nakoniec podbíjané doskovými dielcami (obvykle cementovláknitými alebo drevoštiepkovými). Na tzv. pásnicu sa potom ukladajú stropné nosníky, prípadne strešné konštrukcie. Či už obvodové steny takejto drevostavby, tak aj jej strecha musia byť v našich klimatických podmienkach z vonkajšej strany domu značne zaizolované. Výhodou je, že pri jej realizácii nie je potrebná ťažká technika a je možné priebežne a ľahko robiť operatívne zmeny. Výstavba je však podstatne časovo náročnejšia, než je to napríklad pri stavbe s CLT panelmi.
O niečo ťažšie drevené konštrukcie sú skeletové tvorené zo stĺpov a prievlakov z vrstveného dyhovaného alebo lepeného lamelového dreva. Jednotlivé diely sú v styčníkoch spájané kovovými uholníkmi, tŕňmi a svorníkmi a konštrukcia je potom kompletovaná nenosnými obvodovými plášťami. Pri tejto výstavbe je potrebné venovať veľkú pozornosť stropom, ktorých tuhosť ovplyvní tuhosť celej stavby. Samozrejmosťou je potreba montáže tepelnoizolačných materiálov z vonkajšej strany.
Sendviče
Trendom je aktuálne aj výstavba z ľahkých sendvičových panelov. Tie sú vyrobené vopred v továrni a na stavbe len zmontované. Popri drevených stĺpikoch či krovoch obsahujú ešte slabé dosky na báze dreva doplnené ďalšími vrstvami rôznych izolačných materiálov: penového polystyrénu, minerálnych dosiek, celulózy a podobne. Na dosiahnutie dostatočnej teplotnej zotrvačnosti ľahkých stavieb je pritom potrebné aplikovať väčšiu hrúbku izolantu, než je to pri masívnych drevostavbách. Nápomocná môže byť aj viacvrstvová aplikácia akumulujúcich dosiek vnútornej steny (sadrokartónových či drevovláknitých), ktorá taktiež prispeje k dosiahnutiu tepelnej pohody v interiéri.
Príkladová skladba sendvičovej steny s prvkami dreva:
Omietka – sadrokartónová doska – predstena – minerálna izolácia – OSB dosky – stĺpiková konštrukcia s fúkanou izoláciou – drevovláknitá doska – difúzna fólia – vetraná medzera – cementotrieskový fasádny plášť.
Variant skladby s vyšším podielom drevených materiálov:
Omietka – sadrokartónová doska – parozábrana – drevotriesková doska – minerálna izolačná doska – drevená nosná konštrukcia – drevotriesková doska – doska zo stabilizovanej penovej hmoty – vystužovaná exteriérová omietka.
Zdroje:
https://www.stavebnictvi3000.cz/clanky/tepelna-akumulace-a-teplotni-setrvacnost-u-drevost?fbclid=IwAR11HEeaGIk4LkcogQkgucIX5IY8-HwHLta46EVhje-VRU9TMSgYj4luacQ
https://www.dashofer.cz/download/pdf/drv/2_5_1_tepelne_vlastnosti_dreva.pdf
