Požárně bezpečné konstrukční systémy vícepodlažních dřevostaveb
Vícepodlažní dřevostavby jsou aktuálně velmi žádané, ale musíme je umět postavit bezpečné, znělo na konferenci Požární bezpečnost staveb. Tomuto tématu se věnovala přednáška doc. Ing. Petra Kuklíka, CSc., ve které vysvětluje, jaké konstrukční systémy připadají v úvahu, jak je navrhovat z hlediska statiky a bezpečnosti, a především jaké se chystají změny v přístupu k navrhování těchto budov. Přednášku si poslechněte exkluzivně na estav.tv.
Článek zpracovala redakce TZB-info podle přednášky doc. Ing. Petra Kuklíka, CSc.
„Klíčovými tématy u těchto typů budov není jen požární bezpečnost, ale i akustika a statika,“ říká Petr Kuklík. Přednášející rekapituluje, že z pohledu statiky není u vícepodlažních dřevostaveb rozhodující veličinou svislé zatížení, ale vodorovné. Proto tyto budovy potřebují velmi tuhé stropní desky. Použití pouze dřevěných prvků nemusí stačit, velmi vhodné jsou proto dřevo-betonové stropy. CLT panely je možné použít za určitých podmínek.
Požární bezpečnost je základní požadavek na stavby, avšak platí i pro výstavbu a užívání. Její princip spočívá v omezení rozvoje a šíření ohně a kouře ve stavbě. To může být podle slov Petra Kuklíka problém především u přiznaných CLT panelů v interiéru, které jsou z hlediska designu pěkné, ale z hlediska šíření ohně nejsou ideální. Dále je třeba zajistit omezení šíření na okolní stavby, bezpečnou evakuaci osob a umožnit bezpečný zásah hasičů. Po určitou nutnou dobu tedy musí být zaručena únosnost a stabilita nosných konstrukcí a celistvost a izolace požárně dělících konstrukcí.
V přednášce je prezentován vývoj několika výškových staveb v zahraničí, začínající v roce 2009 postavením budovy s 8 podlažími a v roce 2020 ve Vídni dokonce s 24 podlažími. Přednášející uvádí, že pro tyto stavby se používají velice masivní konstrukční systémy z CLT nebo z lepeného lamelového dřeva. U vybraných výškových staveb porovnává limitní výšky dle místních norem a předpisů a skutečně realizované výšky, kterých bylo dosaženo na základě použití požárněinženýrského přístupu.
Mezi prezentovanými realizacemi byla dřevostavba výškové rezidenční budovy v Bergenu. Projekt s názvem Treet představil sám její autor na jednom z předchozích ročníků konference Požární bezpečnost staveb.
Konstrukční systémy dřevostaveb obecně používané v zahraničí jsou z 55 % lehké dřevěné skelety, především z důvodů nízké ceny. V případě CLT panelů (27 %) se hojně používá modulové pojetí (kompletované boxy). Již méně se používají těžké dřevěné skelety (9 %), především pro administrativní budovy kvůli volné dispozici, a jen z 8 % to jsou panelové stavby z CLT panelů – u nich je především důležité provést správné spojení odolávající účinkům vodorovného zatížení.
Jaká je u nás v současnosti klíčová problematika v navrhování tohoto druhu staveb? Je to především dělení konstrukcí DP, které se objevuje pouze v českých a slovenských normách. V technické normalizační komisi TNK 27 si tento rozdíl podle slov přednášejícího uvědomují a v nově vznikajících normách se toto dělení již nepoužívá.
Co se týká konstrukčních systémů, při požadavku na větší výšky budov je podle slov Petra Kuklíka třeba používat masivní dřevěné systémy. První podlaží domu by mělo být z betonu kvůli tzv. disproporčnímu kolapsu, neboli kolapsu neúměrnému příčině. Betonová jádra se schodištěm a výtahy zajistí stavbě příčnou tuhost a zároveň zajistí bezpečný únik osob. Při splnění těchto podmínek je možné na ostatní konstrukce použít dřevo a ideálně dřevobetonové stropy. Jelikož dřevo hůře odolává tlaku a tahu kolmo na vlákna, používají se také úložné prahy z betonu. Tím je třeba zajistit rozměrovou a tvarovou stabilitu konstrukce. CLT i GLT je lepený materiál, proto je vhodné u těchto typů staveb zkouškou u každé série výrobků ověřit, zda lepidlo za vysokých teplot neztrácí svou funkci.
doc. Ing. Petr Kuklík, CSc., ČVUT v Praze, konference Požární bezpečnost staveb 2023
Odstupové vzdálenosti při požáru v přednášce Petr Kuklík demonstruje na velkorozměrové požární zkoušce. Upozorňuje na značně vysoké teploty, které ale naštěstí pro dřevostavby na rozdíl od ocelových konstrukcí nejsou určující. Dřevěné konstrukce neřešíme v doméně teploty. Při srovnání vícepodlažních dřevostaveb a jejich odstupových vzdáleností v různých zemích vychází Česká republika přibližně ve středu spektra.
Jako příklad z praxe je uvedena výstavba městských bytů ve Vídni, kde staví zhruba 30 tis. bytů za rok. Na jejich stavbu používají převážně právě dřevěné CLT panely v kombinaci s betonovým přízemím a jádry a dřevobetonovými stropy. Jejich skladby splňují požadavek únosnosti, celistvosti a izolace 90 minut (REI 90), kdežto požadavek na pláště, které chrání dřevěnou konstrukci, je pouze 60 min.
Od srpna letošního roku máme v ČR novou normu ČSN EN 13501-2, ve které je možné nalézt určení požární klasifikace stavebních výrobků a konstrukcí staveb. Takto můžeme klasifikovat například stavební dílec opláštěný sádrokartonem. Ve spolupráci se společností Rigips byla provedena zkouška na 60 minut, při které byly prokázány výborné výsledky, podkladní deska zůstala po požáru ve skvělém stavu.
Jak zmiňuje Petr Kuklík, odborníci dělají, co můžou, aby vytvořili vhodnější podmínky pro dřevostavby. V září se podle slov přednášejícího povedlo dovršit také druhou generaci eurokódů pro navrhování dřevěných konstrukcí na účinky požárů, kde už by měly být veškeré chybějící potřebné informace pro navrhování. Pro CLT panely je v ní možnost stanovit jak požární, tak statickou odolnost.
Jedním z hlavních úkolů současnosti je též uplatnění požárněinženýrského přístupu PBD a zavádění ISO norem vyhlášením, což znamená, že se již zahraniční normy nebudou překládat do češtiny, aby se urychlilo jejich použití v praxi. Předpokládá se totiž, že požárněinženýrské přístupy budou dělat specialisté na tuto tématiku jen pro určité objekty, nikoliv v širším měřítku.
Problém vícepodlažních dřevostaveb je však i voda, proto bychom měli být schopní různé problémy a poruchy (např. potrubí, sprchových koutů atp.) monitorovat v průběhu existence konstrukce. K tomuto účelu jsou vyvíjeny systémy tzv. integrovatelné diagnostiky. Ambicí je rozšíření systému i na diagnostiku šíření požáru v různých dutinách, abychom v budoucnu mohli předejít nečekaným situacím.
Celou přednášku si můžete poslechnout ve videu v úvodu článku.
doc. Ing. Petr Kuklík, CSc., ČVUT v Praze, konference Požární bezpečnost staveb 2023
doc. Ing. Petr Kuklík, CSc., ČVUT v Praze, konference Požární bezpečnost staveb 2023