Stavební systém z konstrukčních izolovaných panelů (SIPs)

Základním prvkem SIPs je panel vyrobený nalepením desek z velkoplošných materiálů na bázi dřeva na jádro z tepelného izolantu. Podmínkou je dostatečná pevnost jádra panelu, protože panel neobsahuje žádné další ztužující prvky. Proto se panel SIPs také označuje jako sendvičový izolovaný panel bez výztužných žeber. Celoplošným slepením desek s izolačním jádrem vznikne velice tuhý prvek, který se chová jako krabicový nosník. Domy postavené z těchto panelů jsou velmi odolné a pevné. V roce 2004 bylo v USA na základě provedených testů povoleno používat stavební technologii SIPs ve všech seismicky ohrožených oblastech. Podle údajů asociace sdružující producenty SIPs v USA byla tato technologie vládou doporučena pro obnovu oblastí posti­žených hurikány.

Provádění staveb systémem SIPs je velmi jednoduché, a tedy i rychlé. Protože se jedná o plošné stavební dílce, které jsou vyráběny průmyslově s velkou přesností, jsou i vlastní stavby velmi přesné. Z panelů se provádějí obvodové stěny a nosné příčky a používají se také jako prvky podlahové a střešní. Univerzální použitelnost panelů zjednodušuje navrhování staveb a logistiku výstavby. Jeden typ panelu pro svislé, vodorovné i šikmé konstrukce zjednodušuje práci montážním četám, snižuje nároky na jejich proškolení a kvalifikaci při zachování vysoké kvality výstavby. SIPs je ve své podstatě technologií suché výstavby a ne­vyžaduje žádné speciální vybavení staveniště ani montážních čet.

Panely mohou být vyráběny z různých mate­riálů. Jako plášť panelů se dnes nejčastěji používají desky OSB. Ty mají vynikající mechanické vlastnosti při nízké hmotnosti, jednoduše se zpracovávají jak při výrobě panelů, tak na stavbě, a jsou cenově dostupné. Dražší a méně používanou alternativou jsou stavební překližky, cementotřískové desky nebo cementovláknité desky. Jádra panelů se vyrábějí z EPS, je možné použít i XPS nebo polyuretan.

Pro všechny výrobce stavebních systémů na bázi SIPs je tedy společná konstrukce vlastního sendvičového panelu. Mezi sebou se však panely liší použitými materiály pro výrobu, technologií výroby, rozměry, typem spojů panelů apod. Dalším rozdílem mezi jednotlivými výrobci je stupeň prefabrikace. SIPs panely se dají vyrábět jako velkoplošné prvky s připravenými otvory pro okna a dveře. Tyto velkoplošné prvky se na staveniště přepravují speciálními návěsy a manipuluje se jimi pomocí jeřábu. Výhodou tohoto systému je rychlá montáž domu na staveništi. Nevýhodou velkoplošných panelů je složitější výrobní technologie, skladování, přeprava a manipulace s dílci ve výrobě i na staveništi. Další problém může nastat, pokud základová deska neodpovídá předepsaným rozměrům nebo pokud investor požaduje dodatečné změny v projektu.

Druhým používaným způsobem je výroba typizovaných maloformátových panelů. Tento způsob odstraňuje všechny nevýhody velkoplošných panelů za cenu delší doby montáže hrubé stavby, přesto se čas montáže hrubé stavby pohybuje v rámci dnů až týdnů podle velikosti a složitosti stavby.

 

 

Konkrétním příkladem technologie SIPs vyráběné v České republice je stavební systém EUROPANEL. Základní prvek systému – panel – je vyráběn slepením desek OSB s jádrem ze stabilizovaného samozhášivého polystyrenu. Panel má po celém obvodu montážní drážku hlubokou 42 mm, která je vytvořena přesahem desek OSB přes polystyrenové jádro a slouží pro provádění spojů panelů. Panely se vyrábějí v šesti tloušťkách, třech délkách a čtyřech šířkách (tabulka).

Panely v provedení EP-A a EP-B jsou určeny pro výstavbu rodinných domů, bytových domů, průmyslových objektů apod. Obvodové stěny se většinou provádějí z panelů tl. 170 mm, nosné příčky z panelů tl. 120 mm. Panely tlusté 210 a 270 mm jsou určeny pro střešní pláště. Panely EP-H tloušťky 65 a 85 mm se používají pro výstavbu chat, garáží a dalších drobných staveb.

Ucelený stavební systém EUROPANEL pro provádění hrubých staveb technologií SIPs zahrnuje kromě panelů následující prvky:

● základové pražce – smrkové impregnované fošny, sloužící k vytvoření základového rámu stavby, alternativně jsou dodávány neimpregnované modřínové čtyřstranně opracované profily,

● vložené dřevěné prvky – čtyřstranně opracované dřevěné profily tloušťky 40 mm, šířkou odpovídající šířce drážky v panelu, které slouží k vyplnění montážních drážek panelů a k provádění některých typů spojů,

● spojovací panely – vpodstatě spojovací pera, vkládaná do montážních drážek dvou sousedních panelů. Konstrukčně jsou shodná s panelem (desky OSB nalepené na polystyrenovém jádru),

● sloupy, průvlaky, prvky krovu – lepené lamelové profily v potřebných délkách a dimenzích,

● stropní nosníky – čtyřstranně opracované, délkově nastavované stavební profily ze smrkového dřeva,

● dřevěné I-nosníky – nosníky s pásnicemi ze smrkového dřeva, spojenými stojinou z aglomerovaného materiálu, např. OSB,

● spojovací kování – speciální typy vrutů s talířovou hlavou pro spojování sendvičových panelů a masivních dřevěných profilů bez předvrtání, běžné vruty a spony, tesařské kování, jako jsou třmeny pro zavěšení stropních nosníků nebo rektifikační patky pod sloupy,

● montážní PU lepidlo a PU pěna – slouží pro lepení a těsnění spojů panelů.

 

Systém EUROPANEL absolvoval povinnou certifikaci podle zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky. Systém certifikace a dohledu dvou nezávislých institucí, tedy Výzkumného a vývojového ústavu dřevařského, s. p., se sídlem v Praze a zvolenské pobočky Technického a skúšobného ústavu stavebného, n. o., garantuje odběratelům i investorům dodržení předepsaných vlastností všech prvků systému.

 

Výstavba, lépe řečeno montáž stavby ze systému SIPs je snadná, ale vyžaduje přesnost a dodržení předepsaných postupů. Domy se nejčastěji zakládají na betonových základových deskách, ale mohou být založeny i na deskách z panelů uložených na základových pasech či patkách. Na desku opatřenou hydroizolací, případně protiradonovou izolací, se vyznačí poloha jednotlivých stěn dle montážní dokumentace. Panely se staví na základový pražec, který lícuje s hranou základové desky a společně s dřevěným vloženým prvkem vymezujícím polohu panelu je přikotven k základové desce. Montáž panelů začne v jednom rohu stavby a pokračuje připojováním dalších panelů po obvodu. Po dokončení obvodu prvního nadzemního podlaží se obdobně smontují nosné vnitřní příčky. Celý obvod i příčky se propojí vložením dřevěných vložených prvků do montážní drážky ve „věnci“ prvního nadzemního podlaží. V případě jednopodlažního domu se panely ukončí roznášecím páskem OSB, jehož šířka odpovídá tloušťce panelu. Na takto provedenou stavbu se uloží konstrukce střechy z příhradových vazníků.

U vícepodlažních staveb se pokračuje konstrukcí stropu. Stropní nosníky se zavěšují do kovových třmenů, které jsou připevněny na vnitřních deskách panelů. V případě potřeby větších rozponů se podpírají průvlakem z lepeného lamelového dřeva, podepřeného sloupy na rektifikačních patkách. Stropní nosníky jsou nejčastěji vyrobeny z dřevěného, délkově nastavovaného profilu 60×240 mm nebo z dřevěných I-nosníků. Podlaha druhého nadzemního podlaží se provádí z OSB desek tl. 22 mm, které jsou spojeny na pero a drážku a přes těsnicí pásky jsou vruty prošroubovány do stropních nosníků a obvodových stěn. Na takto provedenou podlahu se zakládá dřevěný vložený prvek vymezující polohu paneláže druhého nadzemního podlaží. Montáž panelů 2. NP se provádí stejně jako v 1. NP.

Panely je možné použít i pro konstrukci střešního pláště. Toto řešení zjednoduší konstrukci krovu, protože se panely krokvemi podpírají pouze v místě spoje, tedy ve vzdálenostech 2500–3000 mm. Výhodou je i větší prostor v podkroví, izolace střešního pláště je umístěna nad krokvemi. Stavba je velice rychle uzavřena a ochráněna proti srážkám.

Hrubé stavby ze systémů SIPs jsou velmi „přívětivé“ pro navazující práce. Jsou smontovány přesně, stěny jsou hladké, rovné, svislé a pravoúhlé. Pro osazení oken a dveří jsou připraveny přesné, čisté otvory. Hrubé stavby se nejčastěji zateplují kontaktními zateplovacími sytémy na bázi polystyrenu. Všechny instalace se rozvádějí vodorovně v podlahách nebo stropech. Ve svislém směru jsou instalace provedeny v sádrokartonových příčkách a předstěnách a pro elektroinstalace jsou připraveny kanály v panelech. Interiér se ve většině případů dokončuje sádrokartonovými deskami, alternativně mohou být použity sádrovláknité nebo cementokeramzitové desky. Podlahy v 1. NP jsou obvykle lité nebo se používají suché skladby podlah z různých typů desek. Podlahy ve 2. NP bývají konstruovány jako „plovoucí“, tedy na materiál s dobrým kročejovým útlumem je položena roznášecí deska a na ni je přímo kladena podlahová krytina.

Systémy jsou variabilní a umožňují téměř libovolná projekční a architektonická řešení, existuje mnoho způsobů dokončování hrubých staveb a řešení interiérových a exteriérových konstrukcí.

 

Technologie SIPs díky svému univerzálnímu použití vyplňuje mezeru na trhu dřevostaveb. Stávající postupy a technologie v oblasti dřevostaveb mají své limity a omezení. Nejběžnější způsob výstavby dřevostaveb metodou „staveništní montáže“ je pro stavební firmy lákavý, protože staveništní montáž narozdíl od SIPs nepodléhá povinné certifikaci. Mnohdy se výstavba provádí bez prováděcího projektu na základě dokumentace pro stavební povolení pro zděný dům, bez potřebné znalosti stavební fyziky dřevostaveb, bez dostatečných znalostí o použitých materiálech a konstrukčních principech. Výsledkem bývá nedokonalá stavba, rozzlobený investor a složité reklamační řízení.

Dalším způsobem je výstavba z prefabrikovaných dílců, založených na dřevěné rámové konstrukci opláštěné konstrukčními deskami v různém stupni dokončení v podobě velkoplošných nebo maloformátových panelů. Tento způsob výroby podléhá certifikaci. Omezením této technologie je právě nosná rámová konstrukce. Díly se musí vyrobit přesně podle výrobní dokumentace pro daný dům, komplikované jsou především speciální díly, např. panely štítových stěn. Pro zjednodušení se používají typizované konstrukce a typizované rozměry dílců, typizovaná okna a dveře. Změny prováděné na stavbě dle přání investorů jsou velice těžko realizovatelné. Každý výrobce má svůj zavedený konstrukční systém, svoje projekční oddělení a vlastní montážní středisko. Výsledkem je malá variabilita staveb a nepoužitelnost stavební soustavy pro jiné zájemce ze strany stavebních firem.

Stavební systémy SIPs výše popsané nedostatky eliminují. Dozorovaná výroba podléhající certifikaci zajišťuje stálou kvalitu vyráběných stavebních dílců. Kvalita provedení izolace obvodových stěn není závislá na schopnostech montážníka, ale je dána továrně vyrobeným panelem. Přitom rychlost montáže je podstatně větší než u sloupkové konstrukce při staveništní montáži. Panel SIPs neobsahuje žádná výztužná žebra, tedy dřevěné prvky, je v celé ploše homogenní a dá se libovolně dělit v podélném i příčném směru nebo šikmými řezy při zachování stejných pevnostních vlastností přířezů, jako měl celý panel. Přímo na staveništi lze vyrábět dělením základních panelů panely parapetní, nadokenní, šikmé panely štítů nebo nakoso říznuté pozednicové stěny. Dokonce lze stavbu provádět tak, že se postaví vnější obálka domu z plných panelů a následně se do ní vyřežou otvory pro okna. Vyřezané díly se dají použít např. pro zhotovení schodiště. Stavební systém se podřizuje architektuře objektů, a ne naopak.

 

Investorům tato technologie umožní získat moderní domy vyrobené a postavené s minimální energetickou náročností ve srovnání s cihelnými nebo betonovými stavbami. Domy jsou energeticky úsporné a mají minimální náklady na provoz a údržbu. Ne nadarmo se v USA pro technologii SIPs používá přívlastek „Zelené stavění“.

LUDĚK LIŠKA