Jaké zatížení přenese dřevěná podlaha bez poškození? Může stará dřevěná podlaha v činžovním domě splnit soudobá očekávání? Jak postupovat, chceme-li dosáhnout vyšší tuhosti a pevnosti podlahy?
V úvodu musíme rozdělit několik jevů, které často splývají v jeden a které jsou také nezřídka příčinou reklamací:
- nosnost – požadované zatížení podlahy;
- tvrdost podlahy;
- mez otlačení podlahy;
- odolnost povrchové úpravy.
Požadavek na nosnost – minimální hodnotu zatížení
Nosnost podlahy je normalizovaný mezní stav, který vymezuje namáhání, při kterém ještě nedojde k destrukci podlahy nebo její skladby. Je to hodnota zatížení, které ještě podlaha musí bezpečně přenést bez překročení maximálního dovoleného průhybu konstrukce.
Tato hodnota se udává v kN/m2, stanovuje ji norma ČSN EN 1991-1-1 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-1: Obecná zatížení – Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb. Jde o předepsané zatížení, které musí v dané třídě podlaha bezpečně přenést.
Podle požadovaného zatížení se rozdělují podlahy do pěti kategorií:
- Kategorie A Bytové prostory: platí pro byty, rodinné domy, pokoje a musí být vyšší než 2,0 kN/m² (≈ 200 kg/m²).
- Kategorie B Kanceláře: je stanoveno na 3,0 kN/m² (≈ 300 kg/m²).
- Kategorie C Veřejné prostory: musí splnit požadavek 3,0–5,0 kN/m² a platí pro školy, chodby, restaurace, sály.
- Kategorie D Prostory s vysokou koncentrací osob: 5,0 kN/m² (≈ 500 kg/m²) a soustředěné zatížení 4,0 kN, jde například o kostely, divadla, kina, koncertní sály, přednáškové auly, sportovní haly (bez tribun), nádražní haly.
- Kategorie E Sklady: je požadováno zatížení 5,0–7,5 kN/m² a více, podle způsobu skladování.
Nejdůležitějším faktem těchto požadavků je, že tuto nosnost musí splnit strop, nikoli nášlapná vrstva. Proto se vždy řeší nosnost spodních vrstev, výjimkou jsou složené konstrukce (například dílce na roštu), které zároveň tvoří součást stropu.
Zkušenému čtenáři neunikla vazba na požadavek normy ČSN 74 4505 Podlahy – Společná ustanovení, kde jsou v tabulce 6 uvedeny nejmenší návrhové tloušťky plovoucích potěrů právě pro tyto kategorie zatížení. U nosnosti – požadovaného zatížení – neřešíme vůbec vlastnosti povrchu, jeho vzhled, poškození a podobně. Jde o to, že hotová podlaha bude za všech okolností bezpečná a pod povoleným zatížením se neprohne více, než je dovolený průhyb, natož aby došlo k její destrukci nebo poškození.
A jak velká je minimální plocha soustředěného zatížení? Dle normy ČSN EN 74 4505 jde o čtvercovou plochu o délce strany 25 mm nebo kruh o průměru 32 mm.
Tvrdost podlahy
Tvrdost podlahy je materiálová konstanta daná tvrdostí použitého materiálu, v případě dřevěné podlahy dřeva. Je vždy téměř stejná, v rámci tolerancí jednotlivých dřevin. Mnohdy je uváděna prodejci podlahovin jako parametr zatížení, které dřevo vydrží bez poškození. Případně jako vodítko pro zákazníka, aby mohl jednotlivé dřeviny mezi sebou porovnávat a vybrat si tu nejtvrdší. Musíme však přiznat, že jde o parametr zavádějící. Brinellova tvrdost dřeva se stanoví dle ČSN EN 1534 (492124) – Parkety a jiné dřevěné podlahoviny – Stanovení odolnosti proti vtisku (Brinell) – Zkušební metoda. Na kuličku o průměru 2,5 nebo 5 mm tlačíme po dobu 25±5 vteřin silou 1 000 N a sledujeme, jak velký otisk ve dřevě kulička zanechala. Jinými slovy, sledujeme poškození povrchu dřeva.
Proto může i dřevina s velmi vysokou brinellovou pevností trpět na otlaky od nábytku či obuvi. Tento parametr je vhodný pro rozlišení tvrdostí dřevin, ale jen velice málo vypovídá o tom, jak bude podlaha přenášet bodové zatížení.
Mez otlačení dřeva
Je právě tou hodnotou, která stanovuje zatížení, při kterém již dojde k otlačení povrchu dřeva. Je ze své podstaty nižší než Brinellova tvrdost. Je ovšem bližší praxi a je potřebné při návrhu využívání podlahy počítat právě s touto hodnotou.
Často se setkáváme s reklamacemi, kdy zákazník není spokojen s odolností podlahy, ať už nové, nebo renovované. Často si všímá poškrábání, otlaků, rýh a oděrků. Chyba se pak vždy hledá na straně podlahy – ať už „málo tvrdé dřevo“, nebo „měkký lak“.
Na obranu zákazníkovu musíme uvést, že marketing byl neúprosný a sliboval ta nejtvrdší dřeva či nezničitelný lak. Proto v domnělém právu očekává, že jeho nová podlaha taková bude.
Bohužel, fyzika a další přírodní zákony jsou neúprosné. Pokud na podlahu vyvine větší zatížení, než je mez otlačení nebo povrchová pevnost laku, k poškození musí nevyhnutelně dojít.
Jak může prostý občan vyvinout tak značné zatížení, že i do dubové podlahy vtlačí podpatek? Je to opět jednoduché. Stačí i při relativně malé hmotnosti zmenšit plochu dotyku se dřevem. Protože výsledné zatížení je síla působící na plochu, vyplývá z toho, že čím menší plocha bude přenášet např. naši hmotnost, tím větší zatížení vyvineme. Pro srovnání, plocha nohy židle mívá zpravidla kolem 4 cm², kolečko na kancelářském křesla kolem 2 cm², jehlový podpatek i pod 1 cm². A co teprve kamínek, který nám vypadne z boty nebo zrnko křemičitého písku, které ulpí na kluzáku nábytku? V takových případech je vtlačení nebo poškrábání jisté.
Odolnost laku
Můžeme namítat, že dřevo má sice jisté materiálové vlastnosti, ale naše podlaha je natřena několika vrstvami vysoce odolného zátěžového laku. Ano, na vlastnostech laků zaleží, ale jen do míry, která odpovídá nánosu. Bylo by chybou představovat si, že naše dřevo je chráněno vrstvou neprůstřelného a nezničitelného laku (i když to stále a často slýcháme). Pravda je taková, že čím tvrdší lak, tím větší je jeho křehkost a náchylnost k výraznému poškrábání.
Pokud vytvoříme na povrchu dřeva mimořádně tvrdý povrch, můžeme zdánlivě zvýšit únosnost podlahy. Ovšem realita je taková, že neexistuje podle mých poznatků takový lak, který by přenesl v běžné tloušťce kolem 100 μm takové zatížení, kterému je běžně podlaha vystavena. Je to podobné jako s ochrannými skly mobilu (ta jsou mnohem silnější a tvrdší než vrstva laku). Chrání displej před poškrábáním a rozbitím, ovšem tím, že se sama poškrábou a rozbijí. Stejně tak u laku jde o ochranu dřeva pod ním. Ovšem při zvýšené zátěži (např. kamínek pod židlí) se poškrábe, u bodové zátěže praskne.
Lak zlepšuje odolnost dřevěné podlahy, ale nemění její základní vlastnosti, je to slupka na pružném podkladu. Proto také vývoj posledních let směřuje k lakům pružným, které nevytvářejí tvrdé silné filmy. Oprava filmotvorných laků je mnohem náročnější a poškození na nich jsou mnohem zřetelnější.
Dýhované podlahoviny
Příkladem, na kterém si můžeme ilustrovat vazbu mezi povrchem a podkladem, jsou dýhované podlahoviny. Díky malé tloušťce dýhy nemůže docházet ke vtlačení předmětu do několikamilimetrové hloubky, neboť tam již přebírá nosnou funkci HDF deska, na kterou je dýha nalepena.
Obecně pro tenké vrstvy platí, že jejich tvrdost a odolnost proti vtlačení je dána tvrdostí materiálu, na který jsou naneseny.
Nosnost parket na betonu
Jak již bylo uvedeno, nosnost podlahové konstrukce tvoří podklad, na kterém je umístěna. V případě betonových a anhydritových potěrů je dosažení požadované nosnosti přeneseno na tyto podklady. Uvažuje se s jejich stlačitelností, ale v případě dodržení předepsaných parametrů potěrů se cílové nosnosti dosáhne. Projekt podlahy by měl zohledňovat nejen pevnost potěru, ale i vrstev pod ním, například izolací. Dřevo na povrchu tuto pevnost nesnižuje, jeho pevnost v tlaku je dostatečná.
Podlahy na roštech
Jiná situace nastává, když máme požadované nosnosti dosáhnout na konstrukcích tvořených roštem. Typickým příkladem jsou sportovní podlahy či historické objekty a jejich rekonstrukce.
Přestože nosný rošt bývá umístěn na únosném podkladu, jeho rozteč, výška a použitá roznášecí vrstva ovlivňují celkový průhyb a nosnost podlahy. V takových případech lze postupovat podle výpočtu, v některých případech na základě zkušeností. Nesmí se ovšem zanedbat faktor výšky roštu, aby nemohlo dojít vlivem namáhání k jeho pootočení nebo deformaci.
Pokud se jedná o rošt klasický, tvořený tzv. polštáři, jsou pevnostní vlastnosti takového roštu dány kombinací rozteče jednotlivých polštářů a tuhostí roznášecí vrstvy. Čím větší rozteč, tím vyšší tuhost roznášecí vrstvy je potřebná pro dosažení nosnosti. Například obvyklá skladba využívaná do konce 19. století dnešním normám již nevyhovuje. Rozteč polštářů 80–90 cm a tloušťka roznášecích fošen přes 30 mm postačuje z hlediska pevnosti i dnes, ale z hlediska průhybu již překračuje povolené limity.
Polštáře by měly být upevněny tak, aby nemohlo nastat jejich překlopení do strany, spoj s roznášecí vrstvou by měl být naopak pružný (například hřebíkový), aby byl schopen přenést vodorovné síly způsobené rozměrovými změnami dřeva.
Prkna jako roznášecí vrstva se osvědčila a i v době moderních velkoplošných materiálů mohou díky svým mechanickým vlastnostem dobře posloužit. Od některých moderních materiálů se odlišují především vyšší hodnotou pevnosti v tahu kolmo k ploše – tedy rozlupčivosti.
Zastavme se ještě u pružných podlahových roštů. U sportovních podlah se požadované a definované pružnosti dosahuje dvěma principy, které jsou vzájemně kombinovatelné. Buď se využije tuhá deska s tuhým roštem a pružnosti se dosahuje pomocí podložek z pružných materiálů definované tuhosti, nebo se rošt, jeho konstrukce a rozteč dimenzují tak, že umožňují pružení roznášecí a povrchové vrstvy, případně pruží i samotný rošt.
Tyto konstrukce jsou ukázkou toho, jak lze využít pevnost i pružnost dřeva současně.
Využití aglomerovaných materiálů
V bytových a kancelářských objektech je naopak pružení podlahy nežádoucí. Snažíme se dosáhnout co nejvyšší tuhosti vrstev podlahy, zamezit akustickým projevům (dunění, kročejovému hluku) a dosáhnout požadované nosnosti.
Za tímto účelem bylo vyvinuto mnoho systémů a kombinací materiálů. K nejrozšířenějším patří využití aglomerovaných materiálů jako roznášecí vrstvy. Na tomto principu pak stojí také celý systém suché výstavby.
OSB desky
Nejrozšířenější u nás je využívání desek OSB. Jde o variantu poměrně levnou, rychlou a všeobecně využívanou. Zde však uveďme i její nevýhody. Kromě nízké hodnoty rozlupčivosti trpí také největšími rozměrovými změnami vlivem vlhkosti. Kromě toho vykazuje při vyšším dynamickém namáhání vyšší riziko oddělení vrstev a odtržení povrchu OSB desky od jejího jádra.
Rozměrové změny se poměrně často projeví při použití desek OSB pod tenké vinylové podlahoviny. Naproti tomu nízká hodnota rozlupčivosti často limituje použití větších prvků podlahy z rostlého dřeva.
Použití desek OSB (podotýkáme, že vždy ve dvou vrstvách a prošroubovaných vzájemně) je základním způsobem tvorby roznášecí vrstvy podlahy. V případě potřeby vyšší kategorie únosnosti je potřebné navrženou konstrukci ověřit výpočtem.
Cetris
Cementotřískové desky, u nás nejčastěji pod označením Cetris, jsou vhodnou alternativou pro roznášecí vrstvy. Jejich materiálové vlastnosti, především reakce na oheň, vodoodpudivost, malé rozměrové změny a objemová hmotnost je předurčují pro tuhé a poměrně těžké podlahy. Jejich omezením je někdy jejich hmotnost, pokud při rekonstrukci není žádoucí zvýšit zatížení konstrukce. Pozornost při jejich použití je nutno věnovat stykům dílců a jejich ošetření (přetmelení) a dilataci.
Cementovláknité desky
Jsou značně rozšířené a jejich mimořádnou předností je, že v případě použití přesně definované skladby jsou vyzkoušeny a certifikovány.
Zejména u objektů ve vyšší kategorii zatížení při suché výstavbě doporučuji držet se ověřených a certifikovaných skladeb, nehledat cesty úspory nebo improvizovat. Dodržením katalogové skladby vznikne jistota dosažení očekávaných parametrů.
Podsyp
Pro konstrukce podlah na roštech se využívá jak vložení izolačních desek, tak v některých případech sypký podsyp. Ten, je-li správně proveden, snižuje průhyb nášlapných vrstev a zvyšuje nosnost podlahy. Ne všechny běžně používané materiály takto fungují, důležité je použít více frakcí a především materiály, které mají nízký podíl sedání – tedy o kolik procent se v čase a provozem (vibracemi) zmenší jejich tloušťka. Co nejširší spektrum použitých frakcí, jejich hutnění při ukládání a dobré rozprostření vede k vytvoření podsypu, který dobře plní své funkce.
I zde doporučuji používat systémová řešení, neimprovizovat, nezkoušet slepé uličky.
Nosnost podlahovin
Přestože je to všem čtenářům jasné, dovolím si připomenout, že podlahoviny jsou vždy považovány za nenosné. I na hustém roštu nedokáže třívrstvá nebo laminátová podlahovina přenést bez průhybu ani základní zatížení. Neuváděl bych to tady, kdybych se v praxi s takovou podlahou nesetkal. Při každém kroku zvonily ve skříňce skleničky, při větším dupnutí padaly. A odpověď podlaháře? „Chtěl jste přeci plovoucí podlahu.“
SHRNUTÍ ZÁVĚREM
- Podle způsobu využití podlahy se stanovuje její kategorie z hlediska nosnosti.
- Nosnost je vždy dána podkladní konstrukcí, stropem nebo roštem s roznášecí vrstvou.
- Podlahovina se vždy považuje za nenosnou a její vliv na tuhost konstrukce se neuvažuje.
- Roznášecí vrstvy na roštových konstrukcích musí mít takovou tuhost, aby přenesly požadované zatížení bez překročení povoleného průhybu.
- Správně zhotovený podsyp zvyšuje tuhost podlahy.
- Je vždy lepší vycházet z ověřených a certifikovaných systémových řešení než hledat vlastní cesty a improvizovat.
Ing. Marek Polášek, Ph.D.
www.woodexpert.cz
Ilustrační foto: DepositPhotos
