Skeletová konštrukcia základnej školy Na Pláni

Výsledným produktom projektu, ktorý nadväzuje na hmotovú štúdiu architekta Králička, je stavba základnej školy v pražských Radliciach. Do čoho iného by sa malo investovať viac ako do prostredia, v ktorom vyrastá elita národa – deti.

V bezprostrednej blízkosti ZŠ Radlická sa v období rokov 2007 a 2008 začala budovať nová električková trať a dalo sa predpokladať, že hluk z ulice sa tým zvýši. Autor projektu sa preto rozhodol školu umiestniť ďalej od hlavnej komunikácie tak, aby výučba mohla prebiehať v pokojnom a bezpečnom prostredí.

Konštrukciu zvolil tak, aby sa nová budova vo svojej dominantnosti vyrovnala existujúcej. Inšpiráciou boli hrazdené domy, takzvané Fachverkhäuser, ktorých korene siahajú až do 12. storočia. Tradičné konštrukčné riešenie modifikované do modernej podoby s použitím súčasných a klasických materiálov sa architektovi javilo ako ideálna kombinácia.

Architektúra stavby
Stavba je už od základov charakteristická svojou konštrukciou ťažkého dreveného skeletu, ktorý sa priznanými stĺpmi, stropnými prievlakmi a trámami podpisuje na dizajne ako interiéru, tak exteriéru. Na výstavbu sa použili klasické materiály ako drevo, sklo a kameň. Jedinečným prvkom fasády, ktorý dodáva budove dominantný vzhľad, sú viditeľné diagonálne stuženia, ktoré sú dôležité pre tuhosť a priestorovú stabilitu konštrukcie. Ide o originálny typický prvok na zhotovenie hrazdených domov.

Celá budova je zostavená z účelových krídiel, kde každá časť stavby má svoju architektonickú charakteristiku. Krídlo, v ktorom prebieha výučba, je postavené na dominantnej, ťažkej skeletovej konštrukcii, pričom fasádu tvorí kombinácia dreveného obkladu a silikátovej omietky. Samostatné krídlo s kanceláriami vyrastá z priestoru medzi pochôdznou verandou a terasou. Tubus na báze ľahkého skeletu kancelárií je obložený palubovkami.

Výškové členenie budovy je zosúladené so svahovitosťou terénu. Dôležitú rolu pri odsadení budovy do terénu zohrala základná myšlienka integrovanej telocvične do samotnej budovy školy. Osadenie budovy do terénu a s tým spojené terénne úpravy vychádzajú z nutnosti bezpečného riešenia stavby z požiarneho hľadiska, teda časť budovy s triedami je trojpodlažná a časť s kanceláriami štvorpodlažná.

Nosná konštrukcia 1. NP

Nosná konštrukcia 1. NP so stropnou doskou

Nosná konštrukcia 2. NP

Nosná konštrukcia 2. NP so stropnou doskou

Nosná konštrukcia 3. NP

Nosná konštrukcia 3. NP so stropnou doskou

Nosné konštrukcie budovy

Konštrukcie, materiály, energetická efektívnosť budovy
Budova je založená na betónových pásoch. Konštrukciu spodnej stavby budovy tvorí železobetónový stenový systém s nosnými, krížom stuženými stropnými doskami. V priestore nad telocvičňou sú naprieč orientované stropné prievlaky, ktoré spolu s doskou tvoria T-prierez. Na železobetónovú konštrukciu spodnej stavby nadväzuje betónové jadro s vnútorným schodiskom, ktoré tvorí chránenú únikovú cestu typu A.

Konštrukcia vrchnej stavby je navrhnutá ako ťažký drevený skelet, ktorý je vyplnený sendvičovými stenami s nosným rastrom z drevených trámikov. Konštrukcia tubusu kancelárií je na báze ľahkého skeletu, ktorý vychádza zo  systému tzv. platform frame.

Riešenie stavby vychádza zo štandardov ekologického stavebníctva, a preto sa použili materiály, ktoré sa vyrábajú s čo najmenšou spotrebou energie získanej z obnoviteľných zdrojov. Rovnako sa kladie dôraz aj na nízku spotrebu energie na prevádzku budovy. Obvodové konštrukcie sa preto navrhli tak, aby hodnota súčiniteľa prechodu tepla bola na úrovni U = 0,16 W/(m² . K). Budova školy s celkovou tepelnou stratou 51,027 kW a potrebnou energiou na vykurovanie na jeden štvorcový meter úžitkovej plochy = 0,227 GJ/(m² . rok), patrí podľa klasifikačného ukazovateľa C1 = 0,57 do klasifikačnej triedy B – budova úsporná.

Konštrukcia budovy

Fasádu tvoria sčasti plochy, ktoré sú omietnuté vápennou omietkou s béžovým odtieňom, sčasti plochy, ktoré sú opláštené palubovkovým obkladom v orechovom odtieni. Dominantným prvkom fasády je viditeľný skelet drevenej konštrukcie, ktorý je v trochu svetlejšom odtieni ako palubovkový obklad. Celá spodná stavba a oporné steny sú obložené kamenným obkladom na báze bridlice. Okná a vstupné dvere v odtieni dreva tmavý orech sú farebne oddelené od paluboviek a v kontraste s vápennou béžovou fasádou. Súčiniteľ prechodu tepla zasklenia v prípade trojskla je U = 0,76 W/(m² . K) a súčiniteľ prechodu tepla okna s rámom je U = 1,1 W/(m² . K).

Všetky interiérové steny sú vo svetlých odtieňoch na báze sadrovláknitých dosiek, ktoré konštrukcii dodávajú dostatočnú rezistenciu napríklad proti náhodnému prekopnutiu pri šantení detí počas prestávok.

Konštrukcia budovy	Kotvy dreveného skeletu na ukotvenie k spodnej stavbe
Styčník prievlaku/stropnice BMF alu spojka (Simpson)	Styčník prievlak/stĺp/obvodový prievlak

W1 doska Fermacell s hr. 15 mm tepelná minerálna izolácia (dosky), hr. 60 mm, 60 kg/m3 drevený vodorovný rošt, laty 40/60 OSB doska s hr. 15 mm, pero + drážka, spoje prelepené páskou tepelná minerálna izolácia (dosky), hr. 100 mm, 60 kg/m3 drevená zvislá trámčeková konštrukcia, fošne 60/100 tepelná minerálna izolácia (dosky), hr. 40 mm, 40 kg/m3 drevený vodorovný rošt, laty 60/40 difúzna fólia, Dekten 135 vzduchová medzera, hr. 30 mm drevený zvislý rošt, laty 50/30 OSB doska s hr. 15 mm, pero + drážka lepenka A 330 SH výstužná sieť – pozinkované drôty na dištančných podložkách dvojvrstvová štuková vápenná omietka s plastifikátorom, hr. 15 mm 2× náter, vonkajšia maľba Skladba obvodovej steny TDS s omietkou W2 doska Fermacell s hr. 15 mm tepelná minerálna izolácia (dosky), hr. 60 mm, 60 kg/m3 drevený vodorovný rošt, laty 40/60 OSB doska s hr. 15 mm, pero + drážka, spoje prelepené páskou tepelná minerálna izolácia (dosky), hr. 100 mm, 60 kg/m3 drevená zvislá trámčeková konštrukcia, fošne 60/100 tepelná minerálna izolácia (dosky), hr. 40 mm, 60 kg/m3 drevený vodorovný rošt, laty 60/40 difúzna fólia, Dekten 135 vzduchová medzera, hr. 45 mm drevený zvislý rošt, laty 50/45 vodorovne kladené palubovky, fasádny profil, hr. 15 mm, 3× náter Skladba obvodovej steny TDS s dreveným obkladom Stl. 1, Stl. 8 doska Fermacell s hr. 15 mm tepelná minerálna izolácia (dosky), hr. 60 mm, 60 kg/m3 drevený vodorovný rošt, laty 40/60 OSB doska s hr. 15 mm, pero + drážka, spoje prelepené páskou tepelná minerálna izolácia (dosky), hr. 100 mm, 60 kg/m3 tepelná minerálna izolácia (dosky), hr. 40 mm, 60 kg/m3 drevená zvislá trámčeková konštrukcia, fošne 60/140 difúzna fólia, Dekten 135 vzduchová medzera, hr. 40 mm drevený zvislý rošt, laty 50/40 vodorovne kladené palubovky, fasádny profil, hr. 15 mm, 3× náter Skladba obvodovej steny LDS, nosná stena

Charakteristika ťažkého a ľahkého dreveného skeletu
Ťažké skelety s oceľovými styčníkmi
Systém ťažkého dreveného skeletu (TDS) tvorí priestorová sústava masívnych stĺpov a prievlakov, ktoré sa najčastejšie navrhujú v rozstupoch od 3 do 6 metrov. Vďaka veľkému rastru primárnej nosnej konštrukcie možno vnútorné a vonkajšie steny navrhovať v ľubovoľnom usporiadaní a vyhotovení. Priestorovú stabilitu TDS zabezpečuje systém diagonál, ktorým môžu napomáhať stužujúce nosné steny a priečky alebo styčníky s lepenými oceľovými doskami. Moderným ťažkým skeletom možno v prípade viacpodlažnej výstavby pripísať veľký význam, pretože eliminujú statické slabiny ľahkých skeletov a pri predvídateľnom správaní dokážu počas dlhého časového úseku odolať požiaru.

Pohľad z ulice K Vodojemu

Pohľad z ulice pod Laurovou

Pohľad zo školskej záhrady

Ľahký skelet (Platform Frame ­System – PFS) s výstužnými ­stenami
Systém ľahkého skeletu vznikol v Spojených štátoch amerických približne v roku 1840. V Európe našli uplatnenie takzvaný systémy platform frame. Ide o najpoužívanejší typ ľahkého skeletu, ktorý sa vyznačuje vysokou flexibilitou z konštrukčného a architektonického hľadiska. Priestorovú stabilitu poschodovej stavby (stena-strop-stena) zabezpečujú materiály opláštenia. Tento systém sa v Európe presadil predovšetkým vo výstavbe rodinných domov ako stĺpikových alebo prefabrikovaných rámových stavieb. Jednoduchosť a flexibilitu tohto systému oceňujú architekti a projektanti aj v súčasnosti. Z hľadiska legislatívy a prísnych ustanovení noriem v Českej a Slovenskej republike predstavuje v prípade viacpodlažných budov najväčšiu slabinu ľahkých skeletov otlačenie vodorovných prahov v mieste styku s nosným stĺpikom.

TEXT: Ing. Milan Peukert
obrázky a FOTO: TFH drevené skeletové domy

Ing. Milan Peukert je konateľom spoločnosti TFH drevené skeletové domy, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.