Konstrukční návrh rámové dřevostavby založené metodou Crawl Space

Bc. Michal Vozňák

Master's thesis

Project of Timber Frame House Using Crawl Space Method

Abstract:

Diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem dřevostavby z lehkého rámového skeletu. Stavba je založena nad průlezným prostorem (Crawl Space), na vybrané parcele s ohledem na geomorfologické, hydrogeologické, biotické či abiotické poměry. Na základě celosvětových a místních teoretických či praktických poznatků bylo vyhotoveno základní tvarové, konstrukční a materiálové řešení navržené stavby. Cílem práce je vypracování projektové dokumentace pro realizaci stavby k uvedenému objektu včetně analýzy a porovnání navržené metody s klasickými způsoby zakládání pro rozdílné sklony pozemku. Nedílnou součástí návrhu je dále posouzení a optimalizace navržené difúzně otevřené skladby vrstev celé obálky budovy včetně podlahového roštu v jednorozměrném teplotním poli při posouzení tepelně-technického výpočtu za stacionárních podmínek pomocí výpočetních metod dle platné české legislativy. Práce se také zabývá návrhem a posouzením pěti vybraných detailů zkoumaného objektu, a to za ustálených okrajových podmínek ve dvourozměrném teplotním poli, kde byla mimo jiné posuzována povrchová a vnitřní kondenzace vody. Vyhodnocením vlastností obálky budovy v jednorozměrném teplotním poli bylo zjištěno, že v některých vrstvách obsahujících dřevěné prvky dochází ke kondenzaci, a to vlivem zvýšené vlhkosti při dané teplotě vzduchu. Na základě okrajových podmínek a vypočtených vlhkostních hodnot bylo ze sorpční křivky dřeva zjištěno, že celková vlhkost těchto dřevěných prvků na žádném místě nepřekročila kritickou vlhkost 18 %. V rámci dvourozměrného teplotního pole ve dvou posuzovaných detailech nebylo dosaženo požadovaných hodnot na odpaření zkondenzované vodní páry v oblasti podlahového roštu a stropní konstrukce. Následně byla provedena optimalizace, čímž došlo sice k redukci kondenzace, ale u některých dřevěných prvků překročila vlhkost dřeva jejich kritickou hodnotu. Z výsledků vyplynula skutečnost, že plně difúzně otevřené konstrukce mohou být z hlediska propustnosti vodních par z interiéru do exteriéru značně problematické, a proto byla u nevyhovujících skladeb navržena konkrétní opatření k zabezpečení funkčnosti konstrukce.

Abstract:

This (Diploma) thesis pursues constructional design of a wooden structure with a light frame skeleton. Construction is based above a crawl space, on a chosen site with regards to geomorphological, hydrogeological, biotic or abiotic conditions. The basic solution of designed construction was manufactured with regards to its shape, construction, and material, all on the basis of global and local theoretical or practical findings. The goal of this thesis is a worked-out project documentation for implementation of a construction for a stated object. It includes an analysis and comparison of the proposed method with classical ways of foundations for a different inclined estate. Another integral part of the design is a review and optimization of the designed diffusively open composition of layers of the whole construction cover, including the ground grate in a one-dimensional thermal field, all while reviewed under thermo-technical calculation during stationary conditions using computing methods in accordance with valid Czech legislation. The thesis is also pursuing a proposal and assessment of five chosen details of the examined object under stabilized edge conditions in a two-dimensional thermal field, the surface and inner condensation of water was reviewed besides other things. After reviewing attributes of the construction cover in a one-dimensional thermal field it was discovered that some layers containing wooden elements experience condensation on account of the increased humidity at a certain air temperature. Based on edge conditions and calculated humidity values it was discovered, from the sorption curve in wood, that the overall humidity of those wooden elements did not exceed the critical humidity of 18%. Within the two-dimensional thermal field in two assessed details the required values were not reached when considering evaporation of condensed water steam in the area of the ground grate and ceiling construction. Subsequently an optimization was done, which led to the reduction of condensation, but in some cases the humidity of wooden elements exceeded its critical value. From the findings emerged the reality that fully diffusively open constructions might be considerably problematic from the point of view of permeability of water fumes from interior to exterior. When it came to unfit composition, concrete measures were proposed in order to ensure safe function of the construction.

Keywords

Dřevěný lehký skelet, konstrukční návrh, zakládání dřevostavby, architektonicko-stavební řešení

Keywords

Wooden light skeleton, constructional design, architectural and construction solution, foundation of the wooden building

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Miloš Pavelek, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme:
Timber Constructures and Structures Based on Wood