Zpět na materiály, výrobky, technologie

Budoucnost využívání dřeva v českém stavebnictví

4. srpna 2016
doc. Ing. Petr Kuklík, CSc.

V současné době jsou na stavební konstrukce kladeny stále rostoucí ekonomické, technologické a energetické požadavky, které je však potřeba vnímat i z pohledu environmentálně udržitelného rozvoje. Proto si Evropská komise v současnosti klade za cíl více podporovat výzkum nových materiálů a konstrukčních systémů pro stavebnictví, se specifickým zaměřením na udržitelnou výstavbu.


Z tohoto pohledu je využití dřeva a materiálů na bázi dřeva velmi žádoucí, protože jen dostupné a snadno recyklovatelné materiály mají v trvale udržitelném rozvoji budoucnost. Dřevo je přitom velice unikátním stavebním materiálem. Pochází z obnovitelného surovinového zdroje - lesa - a na jeho zpracování není potřeba vynaložit tolik energie jako na výrobu oceli, betonu a zdiva. Na druhou stranu z něho lze vyrábět špičkové inženýrské výrobky a v neposlední řadě ho i různě chemicky modifikovat.

V poslední době se stále více hovoří o Industry 4.0, tedy o čtvrté průmyslové revoluci. Jak víme, první průmyslová revoluce proběhla v roce 1712 s vynálezem parního stroje. Druhá průmyslová revoluce byla nastartována v roce 1870 s pásovým dopravníkem. Třetí průmyslová revoluce potom následovala v roce 1969 s nástupem programovatelných logických automatů (PLC). Čtvrtou průmyslovou revolucí Industry 4.0. by měla být inteligentní továrna. Inteligentní továrnou současnosti je například výroba Airbusu, kde se díky perfektnímu souběhu prací podařilo docílit cca 10% úspory, především časové.

V oblasti stavebnictví Evropská komise již v současnosti podporuje ?Lean Construction? - způsob, jak organizovat výrobní procesy ve stavebnictví tak, aby se minimalizovalo plýtvání materiálu, času a úsilí, s cílem vytvářet maximální možnou hodnotu. Podle nejnovějších průzkumů totiž stavební dělníci stráví až 30 % pracovního času čekáním na to, až někdo jiný dokončí svou práci. Tyto a jim podobné chyby v řízení stavební proces výrazně prodražují.

Obr. 2. Zkušební dřevostavba s protipožárním oknem po požáru

V rámci současných trendů tak vzniká obrovská šance pro prefabrikované dřevostavby, pro které hovoří i tyto důvody:

  • ekonomicko-energetické (na vytápění je oproti běžným silikátovým stavbám potřeba polovina až třetina energií);
  • rychlost výstavby;
  • pohoda vnitřního prostředí;
  • více vyhovují změnám způsobu života v čase (úpravy, rekonstrukce apod.);
  • vysoká kvalita a přesnost provedení;
  • nízké náklady na založení stavby vzhledem k nižší tíze dřevostavby (možnost stavět i tam, kde jsou složitější základové poměry);
  • větší užitný prostor ve vztahu k zastavěné ploše než u staveb provedených klasickou technologií cca o 10 %;
  • dřevostavba je tzv. suchá výstavba, kterou lze realizovat celoročně bez dopadu na kvalitu provedení.
Vzhledem k tomu, že se dřevostavby po druhé světové válce tolik nepoužívaly, tak nikomu nevadilo, že v technických normách setrvala či vznikla určitá omezení, jež měla často kořeny v dávné minulosti, kdy v domech byla otevřená ohniště. Například Spojené království má stále v paměti obrovský požár v Londýně v roce 1666, kdy během pěti dnů bylo zničeno požárem 13 200 domů a 87 kostelů. V souvislosti s nástupem většího využití dřeva ve stavebnictví proto byly provedeny velmi nákladné zkoušky požární odolnosti dřevěné konstrukce vícepodlažní budovy. V důsledku těchto zkoušek pak byly změněny technické normy a ve Spojeném království je možné, mimo jiné, realizovat dřevostavby až do výšky 18 m. Podíl dřevostaveb na bytové výstavbě v Anglii a Walesu činí cca 25 % a ve Skotsku dokonce přibližně 75 %. Paradoxní přitom je, že zalesnění Spojeného království tvoří cca 12 %.

Česká republika se zalesněním zhruba 34 % má přitom společně se Švýcarskem, Slovinskem, Německem a Rakouskem nejvyšší průměrné zásoby dříví na hektar v Evropě.

Různá omezení v národních technických normách jednotlivých zemí Evropy se postupně odstraňují, a to i v rámci procesu sjednocování norem v Evropě. Je to samozřejmě dlouhodobější a také citlivá záležitost, protože lidé mají zafixováno, že dřevo hnije a hoří. Málokdo si však uvědomuje, že dřevo hnije a hoří, až když jsou pro to vytvořeny podmínky, především v podobě špatné údržby staveb. Ve sdělovacích prostředcích je problematika údržby staveb stále více prezentována i na příkladech staveb z jiných stavebních materiálů. Lidé si tak najednou uvědomují, že i jiné konstrukce mohou mít v případě špatné údržby problémy. Postupně tak dřevo nevnímají jako rizikový materiál. Důkazem toho jsou existující historické stavby ze dřeva.

Významné změny v evropských normách by měly nastat i během v současnosti nastartovaného procesu tzv. druhé generace Eurokódů. Normy pro navrhování stavebních konstrukcí budou postupně přepracovány a rozšířeny na základě nových vědeckých poznatků. Velkým posunem v přístupu univerzit a výzkumných ústavů k technické normalizaci je i přijetí názoru, že technické normy jsou přenosem vědy do praktických metodických postupů.

Normativní omezení v oblasti požární bezpečnosti, která v ČR historicky vznikla a bylo by dobře se s nimi vyrovnat, jsou například tato.

  • Druhy konstrukčních částí DP1, DP2 a DP3, kde jsou pro dřevo určité handicapy. Tyto jsou však často akcelerovány špatným výkladem, co je např. DP2. Většina požárních norem je totiž psána ve stylu slohových cvičení. Další věcí je, že třídění konstrukcí replicas relojes suizos podle druhů konstrukčních částí západní Evropa nezná. S ohledem na to, že ČR je členem EU, měli bychom toto přežité třídění odstranit.
  • Výšku dřevostaveb se v ČR podařilo již zvýšit z 9 m na 12 m. Nicméně většina zemí západní Evropy opět omezení výšky dřevostaveb nepoužívá a jako požadavek je stanovena pouze doba požární odolnosti.
  • Velký handicap pro dřevostavby představují požadované odstupové vzdálenosti, které jsou podle našich zkušeností v některých případech až dvojnásobné oproti provedeným zkouškám, viz obr. 1. V době, kdy se velikosti parcel z cenových důvodů snižují, je to pro dřevostavby velmi omezující. Této problematice bude proto třeba v blízké budoucnosti věnovat zvýšenou pozornost.
  • Problémem pro dřevostavby je i to, že často dochází k nesprávnému výkladu toho, co je otevřená a co uzavřená požární plocha s ohledem na její stěny.

V současnosti se snažíme maximálně věnovat rozšíření poznatků v oblasti požární odolnosti dřevostaveb. Provádíme různé zkoušky na dřevostavbách při skutečném požáru. Přitom logicky zjišťujeme, že s rozvojem požáru velmi zásadně souvisí přísun kyslíku. Jestliže například u dřevostavby použijeme protipožární okno, které za požáru nepraskne, tak i při otevřených dveřích není výsledek třicetiminutového požáru fatální, viz obr. 2.

 Obr. 3. Půdní prostor s lehkou střešní konstrukcí po požáru

Problematika požární odolnosti konstrukcí nalézá v současnosti vhodná řešení díky profesionalitě hasičů a jejich schopnosti zasahovat rychle a kvalifikovaně. Na obr. 3 je vidět půdní prostor zastřešený lehkou střešní konstrukcí s vazníky s deskami s prolisovanými trny. Od komínového tělesa došlo k vzplanutí jednoho z vazníků a požár se pak rozšířil i na další vazníky. V průběhu zásahu hasičů byl však minimalizován přísun kyslíku do půdního prostoru a výsledek jejich perfektního zásahu je zřejmý z obr. 3.

Za velký úspěch můžeme proto považovat, že se v ČR, v souladu s evropskými trendy, nenásilně podařilo nastartovat tzv. řetězec dřeva - tj. úzkou spolupráci lesnictví, dřevozpracujícího průmyslu a stavebnictví. Za podpory EU, státu, Generálního ředitelství Lesů ČR je v současnosti v ČR realizován poměrně široký výzkum v oboru dřevostaveb. Tento výzkum si klade za cíl nejen vyvíjet pokročilé materiály a výrobky na bázi dřeva, ale i optimálně kombinovat ve stavbách dřevo s betonem, zdivem, ocelí a sklem s cílem co nejlépe využít vlastnosti každého z těchto materiálů. Železobetonové skelety s dřevěnými obvodovými plášti či kompozitní dřevobetové stropy jsou v současnosti předmětem největší pozornosti. České vysoké učení technické v Praze, které plní funkci Centra technické normalizace v oboru stavebních konstrukcí, se v současnosti i díky nově vzniklému Univerzitnímu centru energeticky efektivních budov snaží maximálně přispět k procesu vytváření podmínek pro větší využití dřeva v českém stavebnictví. Dokladem toho jsou i následující články přílohy časopisu Stavebnictví, které prezentují i nutnost multidisciplinárního přístupu k řešení aktuální problematiky současného stavebnictví.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl za podpory projektu TE02000077 Inteligentní regiony - Informační modelování budov a sídel, technologie a infrastruktura pro udržitelný rozvoj a podpory Evropské unie a projektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/03.0091 - Univerzitní centrum energeticky efektivních budov.