Dřevostavby – stavby s hořlavým konstrukčním systémem

Tyto stavby jsou v současnosti předmětem rostoucího zájmu developerů, architektů, stavebních inženýrů a veřejnosti. Je to především vlivem toho, že nabízejí alternativní způsob výstavby objektů s velkým ekologickým přínosem. Jejich předností je též rychlost výstavby a většinou malé nároky na zařízení staveniště.

Konstrukční prvky ze dřeva jsou sice zápalné a hořlavé, ale jejich únosnost a tuhost při požáru je dobrá a předvídatelná. Při vystavení těchto prvků požáru jejich povrch nejprve vzplane a hoří, ale jen do té doby, než se na jejich povrchu vytvoří zuhelnatělá vrstva dřevní hmoty. Tato vrstva zabraňuje přístupu vzduchu do vnitřních částí průřezu prvků, tlumí hoření a má též dobré tepelněizolační vlastnosti. Z toho důvodu je ve zbytkovém průřezu prvků, již v malé vzdálenosti od jejich povrchu – cca 25 mm, teplota odpovídající teplotě před požárem.

Zápalnost a hořlavost prvků ze dřeva lze potlačit jejich zapouzdřením, např. pomocí desek na bázi sádry. Zápalnost prvků ze dřeva ovlivňuje i jejich hustota. Čím je hustota větší, tím později dojde k jejich zapálení a též pomaleji hoří. Na požární odolnost konstrukčních prvků ze dřeva má vliv i jejich tvar, povrch, obvod a celkové rozměry.

Lze též konstatovat, že prvky ze dřeva nelze jednoduše zapálit. Pro jejich samo­vznícení, tzn. zapálení bez přítomnosti zdroje zapálení, je potřeba povrchová teplota více než 400 °C působící v krátkém až středně dlouhém časovém úseku. I v případě přítomnosti zdroje zapálení musí být povrchová teplota po určitou dobu větší než 300 °C. Vzhledem k tomu, že dřevo vykazuje ve většině případů přijatelné riziko zapálení, je obvykle používáno jako srovnávací materiál pro požární zatřídění jiných materiálů.

Normativní podmínky pro dřevostavby

V současnosti je na UCEEB ČVUT v Praze ve spolupráci s GŘ HZS, PAVUS, a.s., TNK 27  a Fakultou bezpečnostního inženýrství VŠB TUO řešen rozborový úkol České agentury pro standardizaci s názvem „Vytvoření normativních podmínek požární bezpečnosti pro větší využití dřeva ve stavebnictví“, který končí v roce 2025 a má přispět k vytvoření lepších podmínek pro realizaci dřevostaveb u nás, včetně vícepodlažních.

Snažíme se přitom maximálně využít možnosti, které umožňuje evropský a světový systém požární bezpečnosti a příslušné EN a ISO normy zavedené do soustavy českých norem. Například ČSN EN 13501-2, která by mohla umožnit náhradu druhů konstrukčních částí označených DP klasifikací stavebních výrobků a konstrukcí K. Za tímto účelem bylo provedeno několik požárních zkoušek podle ČSN EN 14135. Při požární zkoušce podle této normy se měří teplota na dřevěné desce za protipožárním obkladem. Po ukončení zkoušky je zkušební těleso položeno do vodní lázně a potom je odtržen obkladový materiál, aby se zjistilo, jestli byla dřevěná deska požárem zasažena. Zkoušky v požární laboratoři UCEEB a následně v Požární zkušebně PAVUS, a.s. ve Veselí nad Lužnicí byly provedeny ve spolupráci s firmou Rigips.

Provedeny byly též další požární zkoušky za účelem poznání požární odolnosti prvků, dílců a spojů dřevostaveb a za účelem vytvoření podmínek pro větší uplatnění dřeva ve stavebnictví a provedení možných změn technických norem.

V posledním období je vyvíjen velký tlak především na vytvoření podmínek pro možnou realizaci vícepodlažních dřevostaveb. Ve věstníku č. 12 Úřadu pro normalizaci, metrologii a zkušebnictví bylo proto v prosinci 2023 zveřejněno prohlášení agentury ČAS, HZS ČR a UCEEB ČVUT, že požárně inženýrský přístup je u nás možné použít pro dřevostavby bez omezení požární výšky.

Požárně inženýrským přístupem přitom rozumíme přístup, kterým je možné provést detailní analýzu posuzovaného objektu (budovy). Je definován třemi základními charakteristikami:

1. charakteristikou objektu (dispoziční členění, materiálové řešení, dimenze únikových cest, vnitřní prostředí); 
2. charakteristikou evakuovaných osob (věkové složení, mobilita, reakce na pokyn k evakuaci);
3. charakteristikou požáru (hořící materiál, jeho chemické složení a množství).

V prosinci 2023 byly zavedeny vyhlášením  čtyři ISO normy požárně bezpečnostního inženýrství označené ČSN ISO:

•   ČSN ISO 23932-1 Požárně bezpečnostní inženýrství – Obecné zásady – Část 1: Obecně (2023/12);
•   ČSN ISO 16733-1 Požárně bezpečnostní inženýrství – Výběr návrhových požárních scénářů a návrhových požárů – Část 1: Výběr návrhových požárních scénářů (2023/12);
•   ČSN P ISO/TS 16733-2 – Požárně bezpečnostní inženýrství – Výběr návrhových požárních scénářů a návrhových požárů – Část 2: Návrhové požáry (2023/12);
•   ČSN P ISO/TS 29761 Požárně bezpečnostní inženýrství – Výběr návrhových scénářů chování uživatelů (2023/12).

 Na základě požadavku praxe byla následně v roce 2024 zpracována metodika pro navrhování vícepodlažních dřevostaveb. Obsahuje přehled postupů požárně bezpečnostního inženýrství, které lze použít:

1. postup podle přílohy I ČSN 73 0802;
2. postup v souladu s ISO normami;
3. postup odkazující se na srovnávací metodu INSTA 950, která se používá v severských zemích Evropy.

Vzhledem k tomu, že požárně inženýrský přístup je pro navrhování vícepodlažních dřevostaveb poměrně náročný, byl v rámci rozborového úkolu agentury ČAS zpracován normativní přístup a připravena příloha K normy ČSN 73 0802 s názvem Specifické požadavky pro stavby s hořlavým konstrukčním systémem, ve které se též zvyšuje požární výška dřevostaveb, viz tab. 1. Tato příloha je v současnosti postoupena agentuře ČAS k příslušnému normalizačnímu řízení.

 

V tab. 1 je uvedena nově navrhovaná požární výška pro čistou dřevostavbu při použití normativního přístupu 18 m, místo dosud platných 12 m. Čistou dřevostavbou se rozumí stavba s hořlavým konstrukčním systémem ze dřeva a výrobků na bázi dřeva. Pro kombinovanou dřevostavbu bude možné normativní přístup použít až do požární výšky max. 22,5 m. Kombinovanou dřevostavbou je potom stavba se spodní částí s nehořlavým konstruk­čním systémem a horní částí výšky max. 15 m s hořlavým konstrukčním systémem ze dřeva a výrobků na bázi dřeva. Bude tak možné realizovat obdobné stavby, jako je příklad z Vídně, kdy spodní část stavby je z betonu mimo jiné z důvodu tzv. disproporčního kolapsu (kolapsu neúměrného příčině) a betonová jádra dávají budově tuhost. Jako materiál na bázi dřeva je v tomto případě použito křížem vrstvené dřevo (CLT).

Abychom však mohli vyšší dřevostavby navrhovat, a to až na požární odolnost 120 min, byly v prosinci 2023 zavedeny, jako technické normalizační informace TNI, normy 2. generace Eurokódu 5 (EC5) pro navrhování dřevěných konstrukcí na běžnou teplotu a na účinky požáru.

Vzhledem k tomu, že vícepodlažní dřevostavby musí mít dostatečně tuhé stropní desky, byla již v roce 2022 zavedena norma pro navrhování dřevobetonových kompozitních konstrukcí.

Závěr

Při výstavbě dřevostaveb mají s ohledem na jejich požární bezpečnost největší budoucnost masivní tyčové a deskové prvky z lepeného lamelového (GLT) a křížem vrstveného dřeva (CLT). Z řady důvodů však v případě vícepodlažních dřevostaveb nebude při jejich realizaci používáno pouze dřevo. Budou podle potřeby využity různé betonové a ocelové prvky, či v zájmu tuhé stropní konstrukce kompozitní dřevobetonové stropy.