Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2005, 53(5), 39-52 | DOI: 10.11118/actaun200553050039
Spolehlivost a životnost konstrukcí a staveb ze dřeva
- Ústav základního zpracování dřeva, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika
Funkční spolehlivost a životnost dřevěných rámových stavebních sestav je determinována rovnovážnou hmotnostní vlhkostí dřeva v těchto stavebních sestavách a její přijatelnou změnou v průběhu užívání stavby. Problematika ověření rovnovážné vlhkosti dřeva je však podstatně složitější než zjištění rovnovážné vlhkosti dřeva pomocí výpočtových metod, sloužících pro ověřování difuze a kondenzace vodní páry v konstrukci. Množství vodní páry proudící konstrukcí v rámci vzduchové propustnosti materiálů může být řádově větší, než množství vodní páry prostupující konstrukcí difuzí, odpovídající rozdílům parciálních tlaků vodní páry působících na konstrukci. Množství vodní páry proudící konstrukcí v rámci toku vlhkého vzduchu je charakterizováno součinitelem vzduchové propustnosti a součinitelem filtrace vodní páry jednotlivých materiálových vrstev stavební sestavy. Pro materiály dřevěných rámových stavebních sestav nejsou zpravidla hodnoty těchto součinitelů známy. Mimo to může celkovou bilanci vlhkosti materiálů zabudovaných v takovéto konstrukci ovlivnit i vzduchová propustnost spár a styků materiálů tvořících jednotlivé konstrukční vrstvy. Složité výpočtové postupy pro ověření difuze a konvekce vodní páry jsou navíc v běžné projekční praxi těžko použitelné.
Pro základní tepelně technické posouzení byly ze souboru skladeb obvodových stěn běžně používaných u montovaných rodinných domů vybrány tři typy dřevěných rámových stavebních sestav, které lze podle základních kritérií považovat prakticky za shodné. Jednotlivé konstrukce byly záměrně upraveny tak, že mají shodnou tloušťku tepelně izolační vrstvy, shodný podíl tepelných mostů (prvků dřevěné rámové konstrukce v tepelně izolační vrstvě) a liší se pouze typem použitých konstrukčních desek zajišťujících stabilitu konstrukce v rovině stěny a typem běžně používaných kontaktních zateplovacích systémů. Z hlediska tepelně technického posouzení lze zvolené konstrukce klasifikovat jako konstrukce splňující požadavky příslušných harmonizovaných norem. Pokud tato tepelně technická posouzení rozšíříme o poznatky uvedené v předcházejícím textu a zaměříme se na sledování teplotně vlhkostních podmínek uvnitř konstrukcí obvodových stěn, můžeme z analýzy výpočtu provedeného pomocí běžně užívaného software konstatovat, že u jednotlivých variant obvodových stěn lze předpokládat odlišnou životnost a spolehlivost posuzovaných konstrukcí.
Přesnější posouzení teplotně vlhkostních podmínek uvnitř ověřovaných konstrukcí je možno zajistit rozdělením tepelně izolační vrstvy s dřevěnou rámovou konstrukcí do tří vrstev různé tloušťky. Vypočteným teplotám a parciálním tlakům vodní páry na jednotlivých rozhraních vrstev byla přiřazena odpovídající relativní vlhkost prostředí RHx a z nomogramu rovnovážné vlhkosti dřeva příslušná rovnovážná hmotnostní vlhkost dřeva ωx, odpovídající teplotě a vlhkosti prostředí v daném rozhraní vrstev.
V Čulického nomogramu rovnovážné vlhkosti dřeva, který je zpracován i pro záporné teploty vzduchu do -20 °C, končí odpovídající rovnovážná vlhkost dřeva hodnotou 28 %. Proto tam, kde odpovídající hodnota rovnovážné vlhkosti dřeva může za normových podmínek po určitou dobu přesahovat hodnotu 28 %, je uveden symbol > 28. U obvodových stěn, u kterých dochází za normových okrajových podmínek k překročení rovnovážné vlhkosti dřeva 20 % v dřevěné rámové konstrukci po dobu delší než několik týdnů v roce, lze předpokládat snížení jejich funkční spolehlivosti a životnosti.
dřevo, konstrukce, vlhkost, deformace, dotvarování, spolehlivost
Reliability and service life of wood structures and buildings
Service life of constructions and buildings of wood is dependent on temperature and moisture conditions in layers of the building cladding where the wood framework is built in. Temperature/moisture conditions or the corresponding equilibrium moisture content (EMC) of the construction show considerable effects on the functional reliability of the whole building from the viewpoint of mechanical resistance and stability (ER1), energy savings and thermal protection (ER6) and hygiene, health and environment protection (ER3). To ensure the reliability of constructions and buildings for the period of their supposed service life a more profound analysis of constructions is necessary from the aspect of a global thermal/technical evaluation.
Keywords: wood, construction, moisture, deformation, creeping, reliability
Grants and funding:
The paper was implemented within the financial support of the MSM 6215648902 research plan.
Received: June 27, 2005; Published: December 22, 2014 Show citation
References
- cai, Z., FRIDLEY, K. J., HUNT, M. O., ROSOWSKY, D. V.: Creep and Creep-Recovery Models for Wood under High Stress Levels. Wood and Fiber Science 34 (3), 2002: p. 425-433.
- Krňanský, J.: Difúzně otevřené fasády a zateplovací systémy (dýchající fasády). TERRA 4/2005: p. 8.
- Lokaj, A.: Ověření funkčnosti komponentů dřevěných konstrukcí. Sborník konference se zahraniční účastí "DREVO Surovina 21. storočia v architektůre a stavebníctve". Smolenice 10.-11. 9. 2003, p. 27-30. ISBN 80-89145-01-9.
- Ondráš, Š.: Vliv větrání místnosti na její tepelněvlhkostní stav. Tepelná ochrana budov roč. 7, 2/2004: p. 36-38. ISSN 1213-0907.
- Reinprecht, L.: Příčiny poškození dřeva. Projekt a stavba 6/1999: p. 45-47.
- Řehánek, J.: Vzduchová propustnost konstrukce a její vliv na možnou kondenzaci vodní páry uvnitř konstrukce. Tepelná ochrana budov roč. 8, 1/2005: p. 3-5. ISSN 1213-0907.
- Slanina, P.: Parotěsná vrstva-terminologie, rozdělení, navrhování. Tepelná ochrana budov roč. 7, 3/2004: p. 13-16. ISSN 1213-0907.
- Svoboda, Z., Králíček, V.: Výpočet celoroční bilance zkondenzované a vypařené vodní páry ve stavebních konstrukcích podle prEN ISO 13788. Sborník mezinárodní konference "Tepelná ochrana budov - opravy bytových domů". Brno 2000, p. 60-63.
- TAYLOR, G. D., POPE, D. I.: Creep Allowances for Glued Laminated Timber used in Structural Frames for Buildings. Journal of the Institute of Wood Science, Vol. 13 No. 4 (Issue 76), 1994, p. 461-467.
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY NC ND 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.