Bezpečné opláštění vícepodlažních dřevostaveb

Rodinné domy s dřevěnou rámovou konstrukcí se staly v České republice samozřejmostí. Vícepodlažní domy, které mají ve Skandinávii a Severní Americe dlouhou tradici, však u nás stále ještě naráží na problémy. Důvody je nutno hledat především v požadavcích na požární ochranu staveb – za nimi se skrývá strach z možného šíření požáru konstrukčními dutinami a obava z pozdějšího selhání nosné konstrukce v důsledku skrytého doutnání.

Dalším velkým problémem je zastaralost českých návrhových norem, které s konstrukcemi na bázi dřeva počítají jen okrajově. Přestože moderní konstrukce na bázi dřeva vykazují vysokou požární odolnost (až REI 120), lze jich využít k ochraně proti požáru jen minimálně. Je to dáno hlavně zatříděním konstrukcí z hlediska požární odolnosti a reakce na oheň, které se používá pouze v České republice a na Slovensku. Evropa toto zatřídění nemá a nezná! (obr. 1)

V poslední době je naděje, že dojde k úpravě normy a diskriminující požadavek na druh konstrukce (DP1) bude nahrazen požadavkem na stanovení doby vznícení nosné dřevěné konstrukce (požárněochranná účinnost opláštění), a to vložením termočlánků mezi jednotlivé vrstvy. Při zkoušce tak získáme obraz o chování celé skladby v případě požáru.

V Německu bylo v rámci rozsáhlého výzkumného a vývojového projektu prokázáno, že náročné požárnětechnické bezpečnostní normy lze zajistit i u vícepodlažních bytových domů na bázi dřeva. Od zformulování nové směrnice pro vzorové stavby (MBO) 2002 je možné zařadit budovy na bázi dřeva až do třídy budov 4. Tato třída zahrnuje budovy střední výšky, které se vyznačují výškou podlahy nejvyššího podlaží s obytnými prostorami až 13 m a plochou užitných jednotek do 400 m².

Tím lze v rozsáhlém měřítku využít předností dřevěné panelové konstrukce a vysokého stupně prefabrikace při optimálních podmínkách ve výrobě – krátkou montážní dobu a rychlou možnost využití, nízkou vlastní hmotnost při vysoké nosnosti a trvanlivosti (za předpokladu, že je dřevěná nosná konstrukce opatřena účinnou požární ochranou, vykazující minimálně 60 minut (K 60) dle EN 13501-2). Kromě toho musí být použity výlučně nehořlavé izolační materiály.

Účinné požárnětechnické opláštění nosné konstrukce lze provést pomocí sádrovláknitých desek.
Směrnice dále reguluje požadavky na konstrukce na bázi dřeva pro vícepodlažní budovy.

Jedná se hlavně o:

• plánování a provedení stěnových a strop­ních konstrukcí, sloupů a nosníků
• výběr stavebních materiálů
• plánování a provedení instalací
• použití vestavěných prvků
• dohled při výrobě a provedení

Požárněochranná účinnost opláštění se zkouší dle ČSN EN 14135 a zkouška se provádí ve vodorovné peci. Zkoušené opláštění se upevní přes termočlánky do nosného zkušebního prvku a termočlánky přesně určí požárněochrannou účinnost. Výstupem je ukazatel K xx, kde xx (nejčastěji 10 až 60) je doba, po kterou obklad chrání spodní konstrukci. Pro zkoušku jsou v peci tyto teploty:
K 10: ~ 680 °C
K 30: ~ 840 °C
K 60: ~ 950 °C

Za porušení mezního stavu se přitom považuje nárůst teploty pod opláštěním o 270 °C oproti počáteční teplotě. Pro požární opláštění se pro třídy účinné požární ochrany nabízejí tyto způsoby opláštění (obr. 3):
K 10 → 1 x 10mm deska
K 30 → 1 x 18mm deska (alt. 2 × 10 mm)
K 45 → 2 x 15mm deska
K 60 → 2 x 18mm deska

Konstrukce opláštěné sádrovláknitými deskami (např. FERMACELL) vykazují požár­ní odolnost až REI 120 a jsou dle EN 13501 klasifikovány jako nehořlavý stavební materiál třídy reakce na oheň A1 nebo A2.

Obr. 4  Opláštění dřevěné konstrukce – velkoformátové desky FERMACELL

Realizace v České republice
I v České republice již stojí první bytové domy na bázi dřeva. Prvním průkopníkem je firma RD Rýmařov – realizovala např. dvoupodlažní bytový dům v Rýmařově nebo komplex čtyřiceti třípodlažních bytových domů v Chýni. Celkem tato firma zrealizovala již přes šedesát bytových domů s použitím sádrovláknitých desek FERMACELL (obr. 5).

Obr. 5  Třípodlažní bytový dům firmy RD Rýmařov (Brno – Dolní Heršpice)

Německo
V prostorách bývalé americké letecké základny vzniká město budoucnosti – v Bad Aiblingu u Mnichova realizuje místní investor (B&O Gruppe) na zhruba 70hektarovém pozemku město s nulovými energetickými požadavky. Na obrázku (obr. 9) je nejvyšší dřevostavba v Německu (25 m) s protipožárním opláštěním FERMACELL.

Protože předpisy stavebního řádu se takovou stavbou dosud nezabývaly, byla při projektování a schvalování této osmipodlažní budovy centrálním tématem požární ochrana. Ta je ze strany dodavatele fasádních desek zajištěna speciální koncepcí požární ochrany s použitím vysoce účinného protipožárního opláštění.

Již na začátku projektu vypracovala mnichovská společnost bauart Konstruktions GmbH & Co. KG pro stavební projekt celistvou koncepci požární ochrany. Na základě přípravných prací a včasného odsouhlasení krajským úřadem byli architekti schopni svůj avantgardní projekt prosadit. Základním prvkem projektu požární ochrany jsou velmi krátké únikové cesty a významné zvýšení požární odolnosti nosných dílů dřevostavby díky celistvému požárnímu opláštění (zapouzdření) sádrovláknitými deskami. Vnitřní a vnější opláštění nosné konstrukce tak splňuje kritéria požadované třídy opláštění K 60, tzn. že v případě požáru zabraňuje opláštění po dobu minimálně 60 minut vznícení dřevěné nosné konstrukce. Požárnětechnický účinek sádrovláknitých desek, a tedy i dosažená třída opláštění, byl prokázán ve spolupráci s výzkumným a zkušebním ústavem stavebních hmot MFPA Leipzig GmbH.

Závěr
Tematika probíraná v rámci tohoto příspěvku popisuje možnosti realizovatelné v rámci vícepodlažních dřevostaveb. Zejména použití při aplikaci ucelených požárních koncepcí ukazuje, že dřevostavba představuje komplexní a realizovatelný objekt.

Podstatná je zde úzká souhra a komunikace mezi projektantem, provádějící firmou a schvalujícím správním orgánem, která musí existovat během celé realizace stavebních prací.

TEXT: Dipl.-Ing. Jaroslav Benák
Foto: Fermacell GmbH

Autor pracuje ve společnosti Fermacell.

Obr. 8  Vícepodlažní domy a nástavby na bázi dřeva, nehořlavé opláštění stavebního otvoru

Literatura:
1.    MBO – Musterbauordnung
2.    EN 13501-2 – Požární klasifikace stavebních výrobků a konstrukcí staveb – Část 1: Klasifikace podle výsledků zkoušek reakce na oheň
3.    ČSN 73 1702 – Navrhování, výpočet a posuzování dřevěných stavebních konstrukcí – Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby