Dřevěné fasády staveb
Článek představuje zajímavé realizace dvou staveb – budov parkovacího domu a základní školy, u kterých dřevo není hlavním nosným konstrukčním prvkem budovy, ale atraktivním způsobem řešení obkladu fasády.
Modřínová fasáda parkovacího domu Jana Gayera v Hradci Králové
V červnu loňského roku byl otevřen nový parkovací dům v areálu Gayerových a Vrbenského kasáren v městské památkové zóně Hradce Králové, který nahradil stávající urbanisticky a architektonicky nevhodné komerční a technické budovy. Nová stavba sníží deficit parkovacích míst v centru města a do budoucna umožní uvolnit stávající funkčně nevyhovující parkovací plochy ve středu areálu. Pojme 284 parkovacích míst pro osobní automobily.
Architektonické řešení parkovacího domu, zpracované generálním projektantem, vychází z hlavního účelu stavby a klade důraz na citlivé začlenění do historického areálu i snahu o maximální transparentnost umožňující průhledy budovou.
Požadované transparentnosti bylo docíleno právě dřevěnou lamelovou fasádou. Principem zhotovení fasády jak z konstrukčního, statického, tak funkčního hlediska a v neposlední řadě i po stránce proveditelnosti a montáže se dodavatel modřínové fasády společně s autory projektu zabýval od poloviny roku 2017. Vzhledem ke značnému počtu lamel byl zvolen systém předem připravených fasádních panelů. Na fasádu parkovacího domu bylo použito téměř 14 km modřínových lamel.
Základní údaje
Parkovací dům je čtyřpodlažní stavba tvořená dvěma budovami, z nichž každá má obdélníkový půdorys o rozměrech 70,4 × 18 m, respektive 59,8 × 18 m. Mezi budovami je umístěna provozní část stavby s dvěma přístupovými rampami a jedním výtahem. Tato provozní část obě budovy propojuje. Nosná konstrukce parkovacího domu je navržena jako monolitický železobetonový skelet se ztužujícími vertikálními komunikačními jádry. Zastřešení je řešeno plochou střechou s krycí vrstvou ze štěrkového kačírku.
Dřevěná konstrukce v tomto případě tvoří obvodový plášť, respektive fasádu parkovacího domu, jenž je řešen svislými dřevěnými lamelami kónického průřezu z modřínového řeziva. Profil lamel je 35 – 60/140 mm. Tento finální rozměr byl po dohodě s realizačním týmem budovy zvolen s ohledem na omezení deformačních projevů vyvolaných přirozenými objemovými změnami dřeva, ke kterým bude bezesporu ve venkovním prostředí docházet. Nehledě na to, že původně navrhovaný profil 35 – 60/200 mm by měl daleko menší výtěžnost ze vstupní modřínové kulatiny, která je v současné době již poměrně vzácná. Délka lamel odpovídá výšce podlaží. Pro montáž byly lamely sdruženy do předem připravených panelů, sestávajících ze dvou nosných vodorovných úhelníků, k nimž jsou jednotlivé lamely připevněny vruty se šestihrannou hlavou. Z důvodu mi- nimalizace deformací způsobených objemovými změnami dřevěných lamel byl pro jejich fixaci navržen ocelový střední svlak.
Řešení a fixace fasádních panelů
Vzhledem ke zvolenému systému provedení fasády na základě předem připravených fasádních panelů bylo nezbytné tyto prvky navrhnout s ohledem na nepřesnosti železobetonového skeletu během výstavby, deformace skeletu v průběhu užívání, minimalizaci přepravních nákladů a v neposlední řadě zohlednit jednoduchost a rychlost montáže.
Šíře panelů byla zvolena vzhledem k rozměrům standardního nákladního automobilu, jejich výška byla dána délkou lamel. Systém kotvení fasádních panelů, navržený, dodaný a realizovaný dodavatelem modřínové fasády, umožňoval rektifikaci panelů během montáže; kotvení tak zohledňuje výrobní tolerance železobetonových konstrukcí až ±20 mm. Dále tento systém umožňuje svislé deformace jednotlivých podlaží až ±30 mm. Fasádní panely včetně přípojů jsou nadimenzovány, kromě stálého zatížení a klimatických zatížení (především se jedná o zatížení větrem), také na užitné vodorovné zatížení 1kN/m v úrovni středního svlaku.
Panely jsou kotveny ocelovými prvky z profilu U 140. Na dvojici těchto prvků byl panel přes horní vodorovný úhelník zavěšen. Staticky tento vodorovný úhelník působí jako prostý nosník s převislými konci. V úrovni dolního vodorovného svlaku byly realizovány ocelové zarážky, jež slouží k fixaci fasádních lamel, respektive panelu ve směru od fasády a po ní. Ocelové zarážky byly opět kotveny k prvkům z profilu U 140, které byly připevněny systémovými šrouby k předem zabetonovaným kotevním nosníkům HILTI HAC, jež byly dodávkou generálního dodavatele.
Použité materiály a ochrana
Použito je modřínové sušené řezivo bez povrchové úpravy, přičemž se předpokládá přirozené zešednutí jeho povrchu. Modřínové lamely jsou zakončeny šikmými řezy pro lepší odtok vody. V úrovni horního patra je tento řez opatřen nátěrem na čelní dřevo. Ocelové součásti jsou žárově zinkovány, vruty se šestihrannou hlavou jsou nerezové.
Závěr
Vlivem toho, že se dodavatel modřínové fasády podílel na jejím návrhu již od počátku, zpracoval dodavatelskou realizační dokumentaci a prováděl montáž, díky dobré spolupráci a komunikaci celého realizačního týmu se podařilo zrealizovat celou fasádu v poměrně krátkém čase. Použitím rektifikovatelného systému kotvení panelů bylo také možné ideálně vyrovnat veškeré nerovnosti – fasáda tak působí velmi čistě a efektně.
Na závěr by dodavatel modřínové fasády velmi rád zdůraznil, že právě na tomto příkladě se ukázalo, jak nesmírně důležité je přistupovat k návrhu nejen dřevěných konstrukcí s citem pro materiál a s ohledem na všechny fáze výstavby, tedy po ose a ruku v ruce: návrh – výroba – výstavba. Jinými slovy každá stavba vyžaduje při svém zrodu zkušenosti nejen projektové, ale i realizační, což je klíč ke zkvalitnění oboru jako takového.
Identifikační údaje stavby a realizační tým stavby:
Identifikační údaje stavby a realizační tým stavby:
Modřínová fasáda pavilonu Základní školy v Mníšku pod Brdy
V říjnu roku 2019 se v novém pavilonu Základní školy v Mníšku pod Brdy konal Den otevřených dveří, který si nenechaly ujít stovky návštěvníků. Polyfunkční budova školy s komunitními prostory města je propojena bezbariérovým můstkem s původní budovou školy. Nejvýraznějším prvkem stavby je předsazená křížová lamelová fasáda z lepeného lamelového modřínového dřeva. Původně navrhovaný systém přípojů byl přepracován dodavatelem modřínové fasády tak, aby byl zajištěn přirozený odtok vody a eliminovaly se původně navrhované zářezy do dřevěných prvků.
Základní údaje
Budova školního pavilonu je třípodlažní, obdélníkového půdorysu se zaoblenými rohy, o půdorysných rozměrech 36 × 26 m. Nosnou konstrukcí pavilonu je železobetonový monolitický skelet. Sloupy jsou navrženy v podélném směru v modulu 9 m, v příčném směru jsou krajní moduly 7 m a střední modul 12 m. Svislý nosný systém tvoří sloupy, schodišťové stěny a výtahová šachta. Stropní desky jsou doplněny průvlaky navrženými v osách sloupů a po obvodě stavby. Zavětrování je řešeno stěnami schodiště, výtahovou šachtou a rámovým spolupůsobením sloupů se stropními deskami.
Dekorativní fasáda je tvořena křížícími se šikmými lamelami z lepeného lamelového modřínového dřeva kolem celé stavby. Lamely jsou realizovány přes dvě, respektive tři podlaží. Ke křížení lamel dochází vždy v úrovni stropů, respektive střechy budovy, a dále v polovině mezi jednotlivými podlažími. V úrovni atiky budovy jsou lamely spojeny s krycím profilem 320/80 mm. Lamely jsou vždy v cca úrovni stropu, respektive střechy jsou kotveny ocelovými konzolami. Na konzolách jsou realizovány pochozí revizní pororošty, vyjma nejvyšší úrovně. Ocelové konzoly jsou kotveny k železobetonové konstrukci stavby.
Lamely tvořené profily 80/100 mm, 80/160 mm a 80/240 mm jsou na budově umístěny podle světových stran pro zajištění ideálního přirozeného zastínění. Pro docílení prostorového efektu se lamely sklánějí pod úhlem 3,29° k obvodovým stěnám pavilonu, což znamená, že ocelové konzoly se postupně od nejvyššího k nejnižšímu podlaží lineárně zkracují směrem k fasádě.
Fixace lamel, provedení spojů, realizace
Původně zamýšlený návrh spojů tzv. na žiletku s fixací svorníky byl na základě zkušeností dodavatele fasády přepracován tak, aby byly eliminovány zářezy do dřevěných lamel, jinak by hrozilo zatékání do dřevěných prvků s následkem rychlejší degradace. Byl zvolen jed- nostřižný vrutový spoj ocelovými styčníkovými plechy umístěnými na zadní stranu. Díky tomuto řešení se docílilo minimalizace viditel- ných spojů a fasáda tak působí velmi čistě a uceleně. Tento systém také umožnil provést křížení modřínových lamel s mezerami pro přirozený odtok vody.
Zakázku dodavatel modřínové fasády získal v době, kdy již byl základní železobetonový skelet stavby téměř hotov, a nebylo tak již možné připravit, respektive osadit kotevní platle, ke kterým by se později mohly ocelové konzoly připevnit. Jediným možným způsobem připevnění ocelových konzol nesoucích celou fasádu bylo dodatečné vrtání a osazení na chemické kotvy (čtyři chemické kotvy průměru 20 mm na jedné konzoli), což u takto prostorově složité konstrukce vyžaduje milimetrovou přesnost. Nutnost dokonalé přesnosti si vyžádal i fakt, že veškeré dřevěné lamely byly dopředu opracovány v obráběcím centru CNC. Celá fasáda tak byla modelována ve 3D výkresovém programu na geodeticky zaměřený skelet.
Snahou bylo také vyhnout se ocelovými konzolami betonářské výztuži, což se v návrhu opravdu podařilo, realita však byla bohužel velmi odlišná. Před samotným vrtáním byla přípojná kotevní místa opět geodeticky vytyčena a povedlo se vyvrtat poměrně lehce i několik zkušebních vrtů. Hned u prvních „ostrých“ vývrtů však bylo v téměř každém vývrtu naráženo na výztuž. Vlastní vrtání probíhalo ve spolupráci s dodavatelem chemických kotev a příslušenství. Bylo vyzkoušeno několik variant a postupů vývrtů otvorů a nakonec bylo do železobetonového skeletu pavilonu použito při vrtání více než 40 speciálních diamantových extra prémiových jádrových vrtacích korunek právě od tohoto dodavatele. Celkem se vyvrtalo téměř 1500 otvorů.
Použité materiály a jejich ochrana
Použito je modřínové lepené lamelové dřevo bez povrchové úpravy. Předpokládá se přirozené zešednutí povrchu tohoto typu dřeva. V úrovni atiky budovy kryje lamely oplechovaný profil 320/80 mm, taktéž z modřínového lepeného lamelového dřeva. Ocelové konzoly, pororošty a ostatní ocelové součásti jsou žárově zinkovány. Vruty pro přípoj lamel jsou nerezové.
Závěr
Vzhledem k pečlivé přípravě dodavatelské dokumentace a realizace se dodavateli modřínové fasády i přes velmi obtížný proces vrtání podařilo fasádu dokončit v požadované kvalitě a přesnosti a výsledný dojem je velmi působivý. Přesto však dodavatel modřínové fasády apeluje na projektové společnosti, aby nepodceňovaly realizační návaznosti jednotlivých částí budov, viz výše citované opomenutí přípravy pro ocelové konzoly.
