Spriahnuté nosníky DELTABEAM® v kombinácií s drevom

Spriahnuté oceľovo-betónové nosníky od fínskej spoločnosti Peikko sú na európskom stavebnom trhu úspešne prítomné už od roku 1989. V čase rastúcich nárokov na ekologizáciu životného cyklu budov sa zaslúžená pozornosť upiera na modernú kombináciu spriahnutých nosníkov s horizontálnymi a vertikálnymi konštrukciami vyrobenými z dreva.

Tento prírodný materiál má nielen schopnosť viazať CO₂ a balansovať tak celkovú emisnú stopu stavby, ale je aj ľahko a jednoducho spracovateľný pri likvidácii, respektíve recyklácii po dosiahnutí životnosti stavby.

„Toto riešenie prišlo na stavebný trh ako výrazná inovácia oproti tradičným spôsobom výstavby posledných desaťročí,“ hovorí Ing. Pavel Nádaský, PhD, jeden z autorov štúdie, ktorú Peikko nedávno predstavilo na konferencii Statika stavieb 2021 v Piešťanoch a dodáva: „Ľahko manipulovateľné, v detailoch typizované a v krútení tuhé nosníky, vyžadujúce minimálne nároky na dočasné montážne podopretia v kombináciami s ľahkými, estetickými a funkčne optimálnymi drevenými prvkami stropov znamenajú výrazný kvalitatívny krok vpred v oblasti realizácie moderných stavieb.“

Situácia v stavebníctve je v porovnaní s minulosťou viac zameraná na trvalo udržateľný rozvoj. Evidentná je najmä snaha o zníženie emisií oxidu uhličitého a tlak na možnosť recyklácie stavebných materiálov. Priemyselná výroba ocele a cementu je druhým najväčším producentom skleníkových plynov na svete.

Šetrenie týmito materiálmi je preto jednou z možností, ako dosiahnuť zlepšenie CO₂ bilancie v stavebníctve. Ak sa ich navyše podarí nahradiť materiálom, ktorý je naopak CO₂ schopný zadržiavať a dlhodobo uchovávať, bude vo výslednej rovnici efekt ešte výraznejší.

Priečne laminované lepené doskové elementy a ich použitie vo forme stropov a stien zaznamenáva v poslednej dekáde veľký rozmach.

Rast drevnej hmoty v prírode spomaľuje efekt skleníkových plynov. „Hoci sme v súčasnosti svedkami rôznych výziev na inovatívne riešenie zachytávania oxidu uhličitého a jeho uchovávanie v zmysluplnej a využiteľnej podobe, len ťažko nájdeme konkurenciu pre obyčajný strom,“ tvrdí ďalší z autorov štúdie Ing. Ján Gajdošík. Aj preto rastie tlak na vývoj a aplikáciu lepených drevených doskových elementov a lepených nosníkov.

Kombinácia oceľ + betón + drevo

Je zrejmé, že pri súčasne dostupných materiáloch nie je možné úplne prestať používať betón a oceľ. Je však možné vyvážiť vplyv týchto dvoch materiálov ich kombináciou s drevom a drevenými lepenými materiálmi.

„Kombinácia drevenej dosky s nadbetonávkou v prípade stropných systémov napríklad zlepšuje fyzikálne vlastnosti ako nepriezvučnosť, tuhosť a požiarnu odolnosť,“ konštatuje tretí autor štúdie Ing. Slavomír Pargáč, vedúci oddelenia Customer Engineering spoločnosti Peikko Slovakia. Nižšia plošná hmotnosť takého systému umožňuje navrhovať subtílnejšie vertikálne resp. podperné a základové konštrukcie.

Nosníky DELTABEAM^® v kombinácii s drevom prinášajú aj výhodu v znížení celkovej výšky stropu, a to pri pri zachovaní vysokej tuhosti a integrovanej požiarnej odolnosti. Znamená to značnú úsporu na celkovej výške objektu a tým aj úsporu priamych stavebných nákladov na stĺpy, steny, výťahy, fasády, rozvody TZB a v nákladoch na ohrev respektíve chladenie objektu počas celej životnosti objektu.

Pri kombinácii spriahnutých nosníkov a drevených dosiek je možné vytvoriť stropy, ktoré sú nielen technicky a ekonomicky výhodné, ale spĺňajú aj vysoké estetické kritériá. Riešenie tiež umožňuje vytvárať veľké rozostupy stĺpov bez viditeľných prievlakov, vďaka čomu je dosiahnutá väčšia voľnosť pri kreovaní dispozície interiéru, ktorá môže byť relatívne jednoducho prispôsobená aktuálnym požiadavkám po celú dobu životnosti objektu.

Statické pôsobenie

Špeciálny patentovaný tvar nosníka DELTABEAM^® s lichobežníkovým prierezom umožňuje navrhovať stropy so všetkými druhmi štandardných stropných elementov, teda monolitický, prefabrikovaný alebo čiastočne prefabrikovaný betónový strop.

Nosníky je však štandardne možné kombinovať aj s týmito druhmi drevených elementov:

• krížom laminovaná doska – CLT  s nadbetonávkou alebo bez nadbetonávky
• pozdĺž laminovaná doska – GLT s nadbetonávkou alebo bez nadbetonávky
• CLT Box s nadbetonávkou
• GLT nosník s nadbetonávkou

V závislosti od rozpätia a zaťaženia je možné realizovať ekonomicky efektívne „slim-floor“ konštrukcie s drevom až do rozpätí cca 6×6 metrov. Pri väčších rozpätiach býva často rozhodujúcim návrhovým stavom medzný stav použiteľnosti (SLS) – konkrétne požiadavka na minimálnu vlastnú frekvenciu a zrýchlenie.

Pri navrhovaní nosníkov DELTABEAM^® ako primárneho nosníka s použitím sekundárnych drevených GLT nosníkov je možné, v závislosti od zaťaženia, dosiahnuť aj rozpätia viac ako 10×10 m. Nosníky je možné bez problémov kombinovať aj s lepenými drevenými stĺpmi a stenami zhotovenými z CLT.

K štandardným výhodám nosníkov DELTABEAM^® pribúdajú pri kombinácii s drevom ďalšie:

• neutrálna CO₂ bilancia budovy
• energeticky menej náročná výroba a neskôr recyklácia materiálov
• jednoduchšia úprava drevených elementov na stavenisku
• nižšia hmotnosť stropu a nižšia výška nosníkov
• možnosť uloženia nosníkov na drevené stĺpy resp. drevené nosné steny.

Pre dosiahnutie maximálne efektívneho a bezpečného návrhu musí byť každý nosník DELTABEAM^® navrhovaný a vyrobený jednotlivo. Na tento účel slúži bezplatný online software Peikko Designer^®, konečný návrh ale musí byť vždy konzultovaný s technickým oddelením dodávateľa. Výhodou je tím technickej podpory, ktorý z pobočky v Kráľovej nad Váhom zabezpečuje podporu pre väčšinu Európy.

Kombinácia dreva a spriahnutého nosníka DELTABEAM^® umožňuje maximálne využiť pozitívne vlastnosti všetkých troch materiálov.

Úprava drevených elementov

Pre použitie dreva s nosníkom DELTABEAM^® a pre zabezpečenie ich spolupôsobenia sú nevyhnutné úpravy dreveného elementu v mieste uloženia na nosník:

• zošikmenie alebo „zazubenie“ čelnej hrany dreveného elementu vo vertikálnom smere
• kotvenie horizontálnych ťahových síl do čela elementu v horizontálnom smere
• „zazubenie“ hrany elementu pozdĺž hrany pomocou výrezov
• definovanie výstuže nadbetonávky alebo iného spriahnutia medzi doskami
• použitie predpísanej protipožiarnej expanznej pásky na styku medzi drevom a betónom.

Tieto kroky sú vždy definované už v predprípravnej fáze projektu tak, aby prípadné náklady boli zohľadnené pred uzavretím rozpočtu. Z hľadiska návrhu je najdôležitejšia efektívna výmena informácií medzi projektantom drevených konštrukcií, hlavným statikom objektu a dodávateľom nosníkov. Na predbežný návrh nosníkov slúžia online návrhové programy.

Informácie nevyhnutné na vypracovanie nezáväzného návrhu nosníkov DELTABEAM^® je možné zadať cez formulár dostupný na stránke www.peikko.sk.

Zdroj: PR článok Peikko Slovakia s.r.o.