Devítipodlažné bytové domy z krížom lepeného dreva v Miláne
Predstavujeme projekt „Via Cenni“, ktory pozostáva zo štyroch 9podlažných bytových domov, ktoré sú vzájomne prepojené 2podlažnými objektmi. Celý projekt je plánovaný ako stavba z krížom lepeného dreva a ma malú odlišnosť, ktorou posunul možnosti CLT opäť o krok ďalej; je navrhnutý a postavený so zohľadnením seizmického zaťaženia.
Miláno – mesto s najvyššími bytovými domami z krížom lepeného dreva
Krížom lepené drevo (slov.), křížem lepené dřevo (čes.), CLT – Cross Laminated Timber (angl.), BSP – BrettSperrHolz (nem.) alebo X-lam (obchodný názov vo viacerých krajinách) bol autorom podrobne predstavený v TZB-info v novembri a decembri 2012. V predloženom príspevku ide o veľmi úspešné použitie dreva v obytnom komplexe Via Cenni v Miláne.
Vizualizácia projektu
Projekt „Via Cenni“ (pomenovaný podľa ulice, na ktorej sa stavia) pozostáva zo štyroch 9podlažných bytových domov, ktoré sú vzájomne prepojené 2podlažnými objektmi. V tomto komplexe vzniklo 124 bytov, spoločné viacúčelové priestory a park s rozlohou 1000 m2. Byty budú buď predávané alebo dlhodobo prenajímané s dohodou o budúcej kúpe. Víťazom súťaže, ktorej sa zúčastnilo viac ako 120 (!!!) návrhov, je architekt Fabrizio Rossi Prodi z Florencie. Projekt je financovaný spoločnosťou Polaris Investment Italia.
Celý projekt bol plánovaný ako stavba z krížom lepeného dreva (CLT, BSP, ... – tento materiál bol v našej rubrike už viackrát predstavovaný). Rozhodnutie použiť plošné drevené prvky v nosnej konštrukcii „padlo“ už na samotnom začiatku projektovania. Hlavným dôvodom bolo hľadanie nových riešení, predovšetkým z hľadiska využitia obnoviteľných surovín (dreva). Ďalšími rozhodujúcimi dôvodmi pre použitie dreva boli pre investorov rýchlosť výstavby a dobré stavebno-fyzikálne vlastnosti dreva.
Viacpodlažná výstavba z dreva
Moderné technológie výstavby drevených konštrukcií umožňujú realizáciu objektov s viacerými podlažiami, čo dokazujú jednotlivé objekty v rôznych krajinách Európy – Veľká Británia, Nemecko, Rakúsko, Švajčiarsko, Fínsko, ... Medzi odbornou verejnosťou sa hovorí, že 10podlažné budovy s drevenou nosnou konštrukciou odrážajú súčasné možnosti dreva v tejto oblasti stavebníctva. A to jednak z pohľadu vedomostí a jednak z pohľadu technologických možností výstavby. Takže už sa nejedná o „prototypy“ alebo o „testovanie“ možností dreva...
Predstavené štyri objekty majú 9 nadzemných podlaží z dreva, pričom pôdorysné rozmery sú cca 13,5 × 19 m, a preto ich možno označiť ako veže. Nosná konštrukcia pozostáva zo stenových a stropných panelov. Všetky pomerne prísne pravidlá navrhovania drevených konštrukcií museli byť, samozrejme, dodržané, pričom museli byť zohľadnené najmä štíhlosť konštrukcie a taktiež seizmické územie miesta stavby (pričom oblasť Milána nepatrí medzi regióny s vysokým seizmickým zaťažením). Seizmicite a navrhovaniu konštrukcií na účinky seizmického zaťaženia sa v posledných rokoch venuje zvýšená pozornosť. Projekt musel mať povolenie z hlavného stavebného úradu v Taliansku (organizačná štruktúra stavebných úradov je iná ako na Slovensku).
K projektu okrem štyroch veží patria aj viaceré dvojpodlažné objekty, v ktorých sú umiestnené rôzne prevádzky patriace k celému komplexu. Tieto sú však postavené nezávisle od 9podlažných veží, samozrejme s drevenou nosnou konštrukciou, čo však nebolo ničím jedinečné.
Nosná konštrukcia 9podlažných veží
Schématické znázornenie jednej steny s otvormi a pôdorysu nosnej konštrukcie
Nosná konštrukcia pozostáva z kontinuálne pospájaných vertikálnych a horizontálnych plošných elementov. Elementy-panely sú zhotovené z krížom lepeného dreva. Nosný systém je stenový, pričom prievlaky alebo stĺpy sa vyskytujú zriedka a majú funkciu lokálneho zosilnenia väčších otvorov.
Princíp prenosu zaťaženia vetrom v stenách na monolitickej stene (vľavo) a na prerušovanej stene (vpravo)
Steny sú osadené v štyroch osiach v jednom a v troch osiach v druhom – kolmom smere. Tvoria vertikálnu konštrukciu od základov až po najvyššie podlažie, pričom sú prerušované okennými a dvernými otvormi. Rozmiestnenie dverí a okien nie je síce úplne pravidelné, avšak sú dodržané určité zákonitosti, aby nosná konštrukcia mala svoju logiku a aby požadované šírky boli zachované. Smerom nahor bolo možné šírky stien mierne zmenšovať, avšak prerušenie vertikálneho pásu nebolo možné. Tým bol dosiahnutý jednoznačný a ľahko kontrolovateľný prenos síl od horného podlažia smerom do základov.
Objekt je stavaný po podlažiach, takže steny sú v každom podlaží „prerušené“ stropom. Spojenie stien nad a pod stropom je zabezpečené mechanickými spájacími prostriedkami – skrutkami a oceľovými plechmi. Stropy ležia priamo na stenách a nasledujúca stena opäť priamo na stropnej doske. Prievlaky sú vo väčšine prípadov riešené priamo časťou stenového panela. Balkóny sú vytvorené vykonzolovaním stropných dosiek alebo samostaným pripojením pomocou oceľových spojok. Stropné panely sú spájané vzájomne aj v pozdĺžnom smere, takže celý strop tvorí v horizontálnom smere výstužnú rovinu.
Objekt má jedno podzemné podlažie zo železobetónu, do ktorého sú drevené steny prvého podlažia kotvené pomocou skrutiek a oceľových plechov osadených v drážke.
Nosné elementy – stropy
Stropné panely sú zhotovené z krížom lepeného dreva, pričom horná a spodná vrstva každého panelu je orientovaná v smere väčšieho namáhania. Vďaka nerovnakej dispozícii bytov a balkónov môžu byť stropy orientované v oboch smeroch, čím bolo dosiahnuté rovnomernejšie zaťaženie priečnych aj pozdĺžnych stien. Rozpätia stropov sú rôzne, pričom hrúbky stropných dosiek boli zjednotené na dve hodnoty – do rozpätia 5,7 m je to 200 mm (5vrstvové CLT) a do rozpätia 6,7 m je to 230 mm (7vrstvové CLT).
Spájanie stien a stropov od štvrtého podlažia nahor
Nosné elementy – steny
Stenové panely sú zhotovené z krížom lepeného dreva, pričom vonkajšia a vnútorná vrstva každého panelu je orientovaná vo vertikálnom smere kvôli lepšiemu prenosu zaťaženia. Hrúbky stien klesajú smerom nahor – v prvom podlaží je to 200 mm, v druhom, treťom a štvrtom 180 mm, v piatom a šiestom 160 mm, v siedmom a ôsmom 140 mm a v poslednom podlaží iba 120 mm. Všetky steny sú zložené z 5vrstvového CLT.
Na steny, stropy, schodiská a výťahové šachty bolo spotrebovaných celkovo 6100 m3 krížom lepeného dreva.
Nosné elementy – schodiská
Schodiská sú zhotovené z CLT, nosná drevená konštrukcia bude následne obložená dvoma vrstvami sádrokartónu.
„Filozofia“ resp. koncept požiarnej ochrany konštrukcie je v Taliansku a v mnohých iných krajinách úplne odlišný ako na Slovensku. V týchto krajinách nie je rozhodujúce, či je použitý „horľavý“ materiál. Je rozhodujúce, či sú splnené požiadavky na požiarnu odolnosť konštrukcie - pri tomto projekte bola pre schodiská požadovaná hodnota REI 60, ktorá bola splniteľná použitím dreva (!!!) obloženého dvoma vrstvami sádrokartónu. V schodiskových ani iných priestoroch nemuseli byť inštalované žiadne iné zariadenia (napr. Sprinklery).
Kedy budú požiadavky na požiarnu odolnosť konštrukcií na Slovensku aspoň „priblížené“ ostatným krajinám EÚ???
Priestorová konštrukcia – spoje
Hrúbky stropov a najmä stien sú v porovnaní s celkovými rozmermi objektu veľmi malé. Priestorové spolupôsobenie jednotlivých elementov je dosiahnuté iba vtedy, ak sú elementy vzájomne dostatočne pospájané. A to tak, aby bola dosiahnutá požadovaná únosnosť a zároveň požadovaná tuhosť konštrukcie. Tuhosť takto spájanej drevenej konštrukcie je závislá od tuhosti jednotlivých spojov a samotných spájacích prostriedkov. Keďže spoj drevo-drevo pomocou mechanických spájacích prostriedkov je do určitej miery vždy poddajný, ovplyvňovala poddajnosť spojov tuhosť celej konštrukcie. Návrhu spojov musela byť venovaná vyššia pozornosť v porovnaní so spojmi menejpodlažných objektov. Ako spájacie prostriedky boli zvolené skrutky so širokým závitom, ktorými boli kontinuálne spájané stropy so stenami, stropy vzájomne a steny vzájomne. Všetky spoje sú riešené „kontinuálne“ po celej dĺžke spájaných hrán, čím je dosiahnutý rovnomernejší prenos zaťaženia. Spoje mohli byť potom modelované ako líniové (nie bodové). Takýto spôsob spájania si vyžaduje veľmi veľký počet spájacích prostriedkov (skrutiek) relatívne malých priemerov. Montáž skrutiek je však veľmi jednoduchá, pre použité typy skrutiek nie je potrebné predvŕtanie dier.
Drevo vo viacpodlažnej výstavbe
Využitie dreva v nosných konštrukciách stavieb s deviatimi podlažiami bolo prvýkrát prezentované na projekte bytového domu Murray-Grove v Londýne v roku 2009. Potom prišiel projekt 8podlažného bytového domu v Bad Aibling (D) a 8podlažného objektu Life Cycle Tower v Dornbirne (A). Bytové domy s piatimi, šiestimi alebo siedmimi podlažiami už ani nepočítam...
Predstavený projekt z Milána má v porovnaní s vyššie uvedenými „malú“ odlišnosť, ktorou posunul možnosti CLT opäť o krok ďalej – je navrhnutý a postavený so zohľadnením seizmického zaťaženia.
Krížom lepené drevo použité ako stenový a stropný prvok má v porovnaní s inými materiálmi v tomto type výstavby nesporne viacero výhod. Hodnotenie „výhodnosti“ stavby sa v krajinách západnej Európy už dlhý čas nerobí iba podľa počiatočnej ceny stavby, pretože takéto hodnotenie je „krátkozraké“.
Ak sa súčasný trend hodnotenia stavieb presadí aj u nás, tak drevo ako stavebný materiál (nielen) nosných konštrukcií bude oveľa atraktívnejšie nielen pre architektov, ale aj pre investorov...
foto: archív autora a Proholz Austria
Montáž nosnej konštrukcie z panelov CLT
Dokončená nosná konštrukcia jednej veže
Dokončená nosná konštrukcia jednej veže
Montáž tepelnej izolácie (polystyrén s prísadou grafitu)
Model projektu
Stavba v polovici marca 2013
Stavba v polovici marca 2013
Vnútorné obklady nosnej konštrukcie sádrokartónom
Skladba steny zvnútra: 2× sádrokartón, nosná konštrukcia, polystyrén, omietka
Kotvenie drevenej konštrukcie na základ
Montáž tepelnej izolácie, v pozadí autobusová stanica
Konzolovité vyloženie strechy bolo dosiahnuté pomocou oceľových prievlakov
Oceľové prievlaky pri väčších otvoroch v najvyššom podlaží
Oceľové prievlaky pri väčších otvoroch v najvyššom podlaží
Oceľové prievlaky pri väčších otvoroch v najvyššom podlaží
Cross Laminated Timber (CLT) as a material was described to detail in TZB-info in November and December 2012 by author. In submitted report very successful utilization of timber in residential complex Via Cenni in Milan is presented. Four nine-storey residential houses with 124 apartments that are connected together with two-storey buildings almost made of timber were built.