Technologie

2. Historie, vývoj dřevostaveb

Dřevo se nejen jako konstrukční prvek uplatnilo ve všech obdobích lidské společnosti. V rámci konstrukčního prvku můžeme říct, že dřevo se také uplatnilo i ve všech slozích v lidové i městské architektuře. Tak jako vše i dřevěné konstrukce prošly obrovským vývojem, než se vyvinuly do takové podoby, jako je známe teď. O moderních dřevostavbách můžeme říct, že jistě vycházejí z původních dřevěných staveb a konstrukcí, které se pro kvůli potřebám a požadavkům člověka a moderní doby, částečně mění a upravují.

2.1. Počátky, vývoj staveb ze dřeva

Dřevo se z dochovaných nálezů používalo pro stavební účely už při prvním osidlování nejen našeho území. Podle nálezů se jednalo o:

  • zemnice a polozemnice,
  • srubové,
  • kůlové,
  • palisádové domy, stany, chýše a zástěny.

V dalších vývojových obdobích se dřevo používalo pro složitější stavby a to

  • celodřevěné domy s oddělenými stěnami a střechou.

Krom dřevěných staveb se dřevo objevilo i v dřevěných opevněných.

Do další fáze vývoje můžeme zařadit domy, kde se již objevili základové dřevěné konstrukce a to dřevěné desky a dřevěné piloty.

V dalším vývoji staveb již dřevo bylo nahrazeno kamenem časem i betonem, ale i v tomto období mělo dřevo své uplatnění a to především v horských oblastech pro svoji dostupnost, kde se do dnes setkáváme s hrázděnými a srubovými stavbami.

Na začátku dvacátého století se v USA vyvinul sloupkový systém zvaný „two by four“, což můžeme nazvat jakýmsi průlomem dřevěných staveb, kde základ konstrukce tvoří sloupková jednoduchá konstrukce, která se uplatňuje až dodnes.

S rozvojem průmyslu (devatenácté a dvacáté století) se začaly stavět nové stavby a to halové - rámové. V této souvislosti byly vyvinuty tesařské konstrukce a to:

  • vzpěradlové a věšadlové soustavy,
  • sbíjené, hřebílkované nosníky,
  • příhradové rámy,
  • samonosné střešní konstrukce či
  • spřažené dřevo-ocelové konstrukce.

Samostatným vývojem prošly i dřevěné krovy. Od jednoduchého uspořádání přes krokevní soustavy, složité gotické kombinace krovů až do současnosti. Jako novodobé krovy můžeme označit úsporný hambalkový krov či příhradové konstrukce.

V současné době jsou dřevostavby velmi využívané především v Americe, ale také na našem kontinentě a to převážně ve Švýcarsku, Německu, Rakousku a ve Skandinávii. V naší republice se dřevostavby ještě stále dostávají do povědomí obyvatelstva, ale jejich množství se rok od roku zvyšuje.

2.2 Vývoj konstrukčních systémů

Díky historickým nálezům můžeme usuzovat, že dnes používané konstrukční systémy se vyvinuly ze srubových a hrázděných staveb, které nám dále ovlivnili rozdělení používaných způsobů konstrukce staveb. Ze srubových staveb se postupem času vyvinula stavba masivní a ze staveb hrázděných stavba z tyčových prvků. Oba tyto způsoby jsou s jistými konstrukčními úpravami používány i v dnešní době.

2.2.1. Konstrukční systém z tyčových prvků

Základem staveb z tyčových prvků, které se dnes realizují, byly hrázděné stavby. Tyto stavby se stavěly pomocí poměrně masivního hraněného řeziva, které bylo za pomocí tesařských spojů spojováno do požadovaného tvaru a které tvořily nosnou konstrukci celé stavby. Krom svislých prvků se v konstrukci objevovaly prvky šikmé a vodorovné (paždíky), plnily výztužnou funkci. Vodorovná výztuha plnila i funkci překladu nad okenním otvorem a rozdělení prostoru pro vyzdívku. Další prvek, který se v konstrukci objevoval, byl vodorovný práh a horní rám. Prostor mezi prvky byl ze začátku vyplněn proutím, později nepálenými cihly a dále pálenými, hlavní funkce tohoto materiálu byla ochrana interiéru před venkovními podmínkami.

Díky přistěhovalcům z Evropy se dostala znalost dřevěných staveb i do Ameriky, kde se zjednodušením tohoto systému vyvinul na počátku 19. století systém u nás znám jako „Timber ‑ Frame“. Tento způsob se používá dodnes. Místo masivního průřezu prvků se již používá průřez podstatně menší. Celá nosná konstrukce (kostra) je tvořena z jednoho průřezu o rozměru nejčastěji dva krát čtyři palce nebo větší dva krát šest palců z důvodu větší potřeby izolace mezi sloupky. Z této velikosti prvků je odvoz dnes často používaná název tohoto sytému „Two by Four (Six)“. Jelikož tento způsob využívá především svislé sloupky, můžeme se v češtině setkat s názvem „sloupková konstrukce”.           

Základní nosná část stavby se provádí z jednotlivých prvků přímo na staveništi. Svislé prvky kostry se můžou realizovat buď na celou výšku stavby anebo jsou přerušeny v místě stropů. Podle provedení svislých sloupků a následné uložení stropní konstrukce se rozlišuje způsob stavění a to na „Balloon – Frame“, kde jsou svislé sloupky průběžné a kde se stropní nosníky připojují z boku sloupků a „Platform - Frame“ s přerušenými stojkami a stropními nosníky uloženými na rámu stěny podlaží.

V Evropě se sloupkové konstrukce začaly realizovat okolo roku 1930 a to v Německu, kde byly nazvané jako „skeletové“ nebo „žebrové“. Z amerického sytému „Platform – Frame“ se ve střední Evropě vyvinula konstrukce rámové dřevostavby. Rozdíl mezi dnešní a dřívější sloupkovou konstrukcí je nahrazení ztužující vrstvy a to z diagonálně kladeného bednění na velkoplošné materiály na bázi dřeva. I původní hrázděná dřevostavba z důvodu amerického vlivu doznala změny a to postupným odstraněním vodorovných a šikmých výztužných prvků, masivní profily svislých tyčových prvků zůstalo zachováno. Tento způsob stavění můžeme označit za dnešní skeletovou stavbu.

2.2.2. Konstrukční systémy z masivních prvků

Jak již bylo řečeno základem tohoto typu konstrukčního systému byla stavba srubová. Srubová stavba byla realizována pomocí vodorovně vrstvených trámů nejdříve z kulatin, později z opracovaných hraněných trámů, které byly v rozích (nárožích) provázány tesařskými spoji. Tesařské spoje se časem měnili a zdokonalovali. Nejjednodušší spoj byl pouhý přesah konců trámů, naopak jeden z nejspíše nejčastěji používaných spojů byl takzvaný spoj na rybinu, kde jsou konce trámů protiběžně zkoseny, čím bylo dosaženo zamezení vybočení jednotlivých prvků z vazby. Vodorovné spáry se nejdříve vyplňovaly mechem a opatřovaly hlínou, dnes k tomuto účelu slouží speciální těsnící materiály.

U tohoto způsobu stavění staveb je důležitý požadavek ohledně tepelné ochrany budov, kde většinou samotná stěna z trámů požadavek nesplnila. A proto asi v osmdesátých letech minulého století vznikly srubové stavby, kde již stěna je složena z více vrstev, kde uprostřed stěny se nachází tepelná izolace.