Vícepodlažní budovy na bázi dřeva
Článek sleduje na základě zahraničních pramenů vývoj několika dřevostaveb a hrázděných domů v Evropě a Severní Americe. Raritou je návrh 24podlažního dřevěného výškového domu ve Vídni ve čtvrti Seestadt Aspern. Stavební práce mají být zahájeny na podzim letošního roku a budova má být dokončena v roce 2018.
Obrázek 1 – Vícepodlažní hrázděné budovy v Německu. Foto Kues
Původní konstrukční typy dřevěných budov o více podlažích byly nízkopodlažní srubové stavby a zejména hrázděné budovy (obrázek 1), které prodělaly odlišný vývoj v Evropě a v Severní Americe.
Zatímco v Evropě dřevěná kostra vyplněná cihelným zdivem pozbyla funkčního významu a postupně vymizela, v Severní Americe se s rozvojem industrializace v 1. polovině 19. století začal používat vylehčený skelet z řeziva standardního průřezu 2“ × 4“ (tj. ca. 5 × 10 cm) a stropními fošnami osazenými v stojaté poloze. Stěny byly původně oplášťovány bedněním z řeziva.
Tento konstrukční princip dřevěných tzv. rámových domů (anglicky Timber Frame Houses, v německé literatuře označovaný jako Holzrahmenbau) se používá v Severní Americe do dnešní doby [1]. Pro více podlaží se u tohoto systému používá zpravidla tzv. plošinová konstrukce (anglicky platform frame), u které se postaví stěny ve výšce poschodí a uloží se na ně mezipatrový strop, který tvoří plošinu a vyztužení pro montáž stěn dalšího poschodí. Druhou možností je použití stěn o výšce dvou poschodí s mezilehlým stropem, zavěšeným mezi stěnami (anglicky baloon frame). V tomto případě svislá zatížení z vyšších podlaží nezatěžují stropní konstrukci kolmo k vláknům, ale jsou převedena průběžnými sloupky a redukuje se sedání. Až do nedávné doby však převládaly nízkopodlažní (přízemní a dvoupodlažní) domy.
Obrázek 2 − Šestipodlažní pečovatelský ústav dřevěné konstrukce Berlín-Lichtenberg, 2005
Ve střední Evropě vícepodlažní dřevěné budovy ztratily po dobu několika desetiletí na významu vzhledem k nedůvěře k tomuto materiálu a k stavebním požárním předpisům, které výšku dřevěných budov staveb výrazně omezovaly, obvykle do 3 podlaží. Teprve v posledním desetiletí získaly dřevěné vícepodlažní stavby na významu díky jejich kvalitě, volnosti architektonického řešení, prefabrikaci a použití průmyslových výrobních metod. Jako příklady uvádíme šestipodlažní pečovatelský ústav v Berlíně-Lichtenberg z roku 2005 [2], administrativní budovu Finnforest [3] a osmipodlažní budovu v Bad Aibling/Německo z roku 2011 [4]
Obrázek 4 – Osmipodlažní obytná budova z panelů na bázi dřeva se sádrovláknitými deskami Fermacell, Bad Aibling, 2011. Výška budovy 25 m, celá nosná konstrukce je dřevěná, schodiště je železobetonové. Nosné fasádní prvky mají rám z rostlého dřeva zesílený a vyztužený vrstveným dřevem a oboustranně oplášťovaný sádrovláknitými deskami Fermacell. Izolaci tvoří nehořlavé desky z minerální vlny a z vnitřní strany je dvojitý plášť Fermacell. KG Foto: Huber & Sohn GmbH & Co. KG
Obrázek 3 – Administrativní budova firmy Finnforest, Tapiola/Finsko, 2005. Skeletová konstrukce z lepeného lamelového dřeva s ocelovými styčníky
Z dostupné literatury jsou informace o dřevěných vícepodlažních stavbách zejména v knize Dřevostavby (autor J. Kolb) [5], ve skriptech Navrhování dřevěných vícepodlažních budov (autor Vladimír Bílek) [6] a v dalších publikacích tohoto autora, v tzb-info z 10.5.2012 [7] aj.
K výraznému rozvoji výstavby středně podlažních budov na bázi dřeva dochází v posledních letech ve městech Severní Ameriky (zejména v Britské Kolumbii/Kanada) vzhledem k migraci obyvatel do měst. Současné předpisy v Severní Americe povolují pěti až šestipodlažní obytné budovy na bázi dřeva, které jsou ověřeny u projektantů, architektů i dodavatelů a jsou cenově dostupné. Informace o této výstavbě je v časopise Střechy, fasády, izolace 06/2015 [8]. Na obrázcích 5 a 6 uvádíme další příklady z této výstavby. Podobných komplexů bylo postaveno v posledních letech pouze v Britské Kolumbii více než 150. U těchto vícepodlažních domů na bázi dřeva se používají dva běžné typy konstrukce: plošinová konstrukce (platform framing), u které jsou stropní trámy osazeny přímo na stěnové panely a konstrukce s procházejícími stěnami (ballon framing) se stropem zavěšeným mezi stěnami. Nosné a výztužné stěnové pláště jsou z vodovzdorné překližky nebo desek OSB, venkovní plášť budovy je z nehořlavého materiálu.
Obrázek 5 – Budova v městě Vancouver/ Kanada B.C z r. 2013. Komplex Sail dvou šestipatrových obytných budov obsahuje celkem 170 bytů a dvě úrovně betonových podzemních garáží. Architekt Rositch Hemphill Architects, fotograf Raef Grohne Architectural Photographer
Obrázek 6 – Obytná budova v městě Richmond/Kanada B.C z r. 2014. Původní návrh sedmipatrové betonové budovy byl z ekonomických důvodů nahrazen šesti patry dřevěné rámové konstrukce na betonovém přízemní s obchody. Architekt Cotter Aarchitects Inc, fotograf Cotter Aarchitects Inc, Jonn Bentley
U vícepodlažních budov v USA je častější masivní skelet z lepeného lamelového dřeva, použitý například v budově Bullit-Centre ve Washingtonu (obrázek 7) [9]. V centru Denveru/USA bylo koncem r. 2014 dokončeno 16 třípodlažních domů, ve kterých je celkem 300 bytů [10]. Domy mají nosný skelet z lepeného lamelového dřeva, dřevěné příhradové nekryté stropní nosníky a stěny s hrubým pláštěm z desek OSB (obrázky 8 až 10).
Obrázek 8 – Nosná konstrukce z lepeného lamelového dřeva bytových domů v Denveru/USA
Obrázek 10 – Trojpodlažní dřevěný bytový dům v Denveru/USA
Obrázek 7 – Nosný skelet z lepeného lamelového dřeva budovy Bullit Centre ve Washingtonu
Obrázek 9 – Hrubá stavba dřevěného bytového domu v Denveru/USA. Hrubý nosný a výztužný plášť z desek OSB
Obrázek 11 – Model výškové dřevěné budovy Treet v Bergenu/Norsko, 14 podlaží, 62 bytů. Foto: 3Seksti
V současné době se připravuje výstavba výškových budov na bázi dřeva. V Norsku ve městě Bergen má být na podzim připravena k nastěhování výšková budova Treet o 14 podlažích s 42 byty (obrázek 11).
Obrázek 12 – V dubnu 2016 se začne stavět ve Vídni HolzHochhaus, první výšková budova ze dřeva na světě. Vizualizace, foto: Architekturbüro RLP Rüdiger Lainer + Partner
Ve Vídni v městské čtvrti Seestadt Aspern se v dubnu 2016 začne stavět výšková budova ze dřeva, tzv. HolzHochhaus (obrázek 12) [12]. Fasáda věžáku připomíná kůru stromu. Dřevěné povrchy se objeví i v interiérech bytů a kanceláří. Netradiční dřevostavba v pasivním energetickém standardu bude stát na pozemku o rozloze čtyř tisíc metrů čtverečních.
Stavební práce pro 24podlažní dřevěný výškový dům mají být zahájeny na podzim 2015. Budova o výšce 84 m bude za tří čtvrtin ze dřeva, pouze nosná konstrukce výtahů, zásobovacích šachet apod. bude z betonu. Přísná protipožární opatření budou zajištěna automatickým hasicím zařízením a malými požárními úseky. Budova má být dokončena v roce 2018.
Citované prameny
- [1] Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5 – STEP 2 – Navrhování detailů a nosných systémů, Kapitola E.10-11, vydal IC ČKAIT Praha, 2004
- [2] Sechsgeschossiges Pflegeheim in Holzbauweise. Bauen mit Holz 2005/1
- [3] Finnforest Modular Office, http://www.archiweb.cz/buildings
- [4] http://www.fermacell.de/de/content/holzrahmenbau
- [5] Josef Kolb, Dřevostavby, Grada Publishing 2011
- [6] Vladimír Bílek: Navrhování dřevěných vícepodlažních budov, skripta, nakladatelství ČVUT 2006
- [7] Ing. Jaroslav Benák: Vícepodlažní domy na bázi dřeva:zkušenosti z České republiky a Německa, TZB-info 10. 5. 2012
- [8] Bohumil Koželouh: Vícepodlažní bytové domy na bázi dřeva v Severní Americe. Střechy, fasády, izolace 06/2015
- [9] Bullitt centre – nejzelenější budova na světě. Podle podkladů APA – The Engineered Wood Association, USA, zpracoval Ing. Bohumil Koželouh. TZB-info, 28. 10. 2014
- [10] APA Case study – Glulam beams carry the load at downtown Denver garden apartments
- [11] http://www.ingenieur.de/mediaviewer/show
- [12] http://www.wien.gv.at/stadtentwicklung/projekte/aspern-seestadt/
Problematika týkající se bytových a komerčních objektů je v současné době velmi aktuální. Z vývoje dřevěných konstrukcí je zřejmé, že perspektivně se význam dřevěných vícepodlažních a výškových budov bude ve stavebním oboru zvyšovat.
V úvodu příspěvku autor stručným, ale výstižným způsobem uvádí historický vývoj základních konstrukčních typů dřevěných domů od přízemních a nízkopodlažních domů až k vícepodlažním a výškovým objektům (v příspěvku je uvedena výšková budova ve Vídni o výšce 84 m; existují návrhy na budovy ještě větší výšky pro tzv. „dřevěné mrakodrapy“ – například od architekta M. Greena výšky nad 90 m). Tento trend potvrzuje, že autor zvolil pro příspěvek důležité téma.
Hlavní částí příspěvku je charakteristika vybraných typů moderních budov postavených v období 2005 až 2014 a budov, které se začnou stavět v následujícím období. Autor zařadil do příspěvku reprezentativní typy vícepodlažních domů. Zařazení administrativní budovy Bullit centre (USA, Seattle, 2013) považuji za velmi vhodné, protože se jedná o budovu splňující nejpřísnější kritéria (LBC - Living Building Challenge), a to z konstrukčního, uživatelského a energetického hlediska. Také uvedení výškové budovy ve Vídni, jejíž výstavba bude zahájena v roce 2016, je jistě pro čtenáře přitažlivé.
Čtenáři se zájmem o tématiku dřevěných vícepodlažních budov se prostřednictvím článku mohou seznámit s podstatnými a zajímavými charakteristikami budov konstruovaných na bázi moderních dřevěných materiálů a spojovacích prostředků.
I po formální stránce je příspěvek zpracován přehledně, zařazené obrázky s textem pod obrázky účelně doplňují text. V příspěvku jsou uvedeny odkazy na literaturu a internetové zdroje. Příspěvek bude přínosný pro stavební instituce, projektanty a firmy, které se zabývají navrhováním, výrobou a realizací budov s dřevěným nosným systémem, dále pro investory, studenty stavebních fakult a odborných škol i pro širší odbornou veřejnost.
Beginning application – Examples from Europa – Examples from North America – Upcoming high-rise timber buildings