Vícepodlažní domy na bázi dřeva v Česku a Německu

Cílem příspěvku je představit zkušenosti s návrhem vícepodlažních budov na bázi dřeva v České republice a Německu s ohledem na rozdílné požadavky, klasifikace a bariéry.

Rodinné domy s dřevěnou rámovou konstrukcí se staly v České republice samozřejmostí. Vícepodlažní domy, které mají ve Skandinávii a Severní Americe dlouhou tradici, u nás stále ještě naráží na problémy. Důvody je nutno hledat především v požadavcích na požární ochranu staveb – za nimi se skrývá strach z možného šíření požáru konstrukčními dutinami a obava pozdějšího selhání nosné konstrukce v důsledku skrytého doutnání.

Dalším velkým problémem je zastaralost českých návrhových norem, které s konstrukcemi na bázi dřeva počítají jen okrajově. Přestože konstrukce vykazují vysokou požární odolnost (až REI 120), lze jich využít k ochraně proti požáru jen minimálně. Je to dáno hlavně zatříděním konstrukcí z hlediska požární odolnosti a reakce na oheň, které se používá pouze v České republice a na Slovensku. Evropa toto zatřídění nemá a nezná!

V poslední době je naděje, že dojde k úpravě normy a diskriminující požadavek na druh konstrukce (DP1) bude nahrazen požadavkem na stanovení doby vznícení nosné dřevěné konstrukce, a to vložením termočlánků mezi jednotlivé vrstvy. Při zkoušce tak získáme obraz o chování celé skladby v případě požáru.

Třídy stavebních prvků a dílců

Na rozdíl od evropské klasifikace reakce na oheň je třídění konstrukčních částí podle jejich příspěvku k rozvoji požáru požadováno pouze národními normami ČSN. Toto třídění je podstatnou součástí procesu navrhování a posuzování požární bezpečnosti staveb v ČR.

Třídění stavebních prvků a dílců komplexně hodnotí stavební systém (dílu, konstrukčního prvku), protože bere do úvahy jak třídu reakce na oheň jednotlivých výrobků, ze kterých je prvek nebo díl složen, tak chování systému při požární zkoušce nebo analýzu jeho předpokládaného chování při požáru.

▪ Slouží dále ke klasifikaci konstrukčního systému stavby (hořlavý, smíšený nebo nehořlavý), který určuje všechny podstatné požadavky a omezení návrhu PBS (má vliv na stanovení stupně požární bezpečnosti, omezení maximální výšky budovy atd.).

Rozlišují se tři druhy konstrukčních částí:

DP1
Nezvyšují v požadované době požární odolnosti intenzitu požáru a podstatné složky konstrukcí sestávají:
a) pouze z výrobků třídy reakce na oheň A1,
b) nebo také z výrobků třídy reakce na oheň A2, jde-li o objekty s požární výškou do 22,5 m (s vyšší požární výškou, jen pokud je v objektu instalováno SHZ),
c) nebo z výrobků třídy reakce na oheň B až F umístěných uvnitř konstrukční části mezí výrobky podle bodu a), b) (např. tepelné a zvukové izolace); v požadované době požární odolnosti nedojde ke vzplanutí hmot obsažených ve výrobcích a na těchto výrobcích není závislá stabilita a únosnost konstrukční části,
d) nebo dalších výrobků ve skladbách specifikovaných v normě pro obvodové stěny, střešní pláště a zasklené konstrukce.

DP2
Nezvyšují v požadované době požární odolnosti intenzitu požáru a podstatné složky konstrukcí sestávají:
a) z výrobků třídy reakce na oheň A1 nebo A2, tvořících povrchové vrstvy konstrukčních částí, u nichž se po dobu požadované požární odolnosti nenaruší jejich stabilita a jejichž tloušťka je ověřena zkouškou prokazující nejméně odolnost E 15, (např. desky na bázi sádry musí mít zpravidla tloušťku alespoň 12 mm),
b) z výrobků třídy reakce na oheň B až D umístěných uvnitř konstrukční části mezi výrobky podle bodu a); na těchto výrobcích je závislá stabilita konstrukční části (např. dřevěné sloupky, dřevěné nosníky),
c) případně také z výrobků třídy reakce na oheň B až E umístěných uvnitř konstrukční části, aniž by na těchto výrobcích byla závislá stabilita konstrukční části (např. tepelné či zvukové izolace).

▪ Za konstrukce druhu DP2 se bez ohledu na podlahovou část považují také dřevěné trámové stropy se záklopem a podhledem z desek třídy reakce na oheň A1 či A2 tloušťky ověřené zkouškou (nejméně E 15), nebo alespoň 12 mm.

▪ Konstrukcemi druhu DP2 jsou stěny s dřevěnou nosnou konstrukcí opláštěné výrobky třídy reakce na oheň A1 či A2 (např. deskovými materiály, u nichž byla tloušťka ověřena zkouškou (E 15), nebo minimálně 12 mm, bez ohledu na tepelnou či zvukovou izolaci (třídy A1 až E)
uvnitř stěny.

DP3
Zvyšují v požadované době požární odolnosti intenzitu požáru. Zahrnují podstatné složky konstrukcí, které nesplňují požadavky na konstrukce druhu DP1 a DP2.

Na příkladu obrázku č. 2 si představíme zatřídění stavebních prvků na základě požární zkoušky. Rozhodující pro zatřídění DP2 / DP3 je u zkoušeného prvku teplota na nosné dřevěné konstrukci. Jelikož teplota na konstrukci v 60 minutě je nižší než 300 °C bude tato konstrukce zatříděna jako REI 60 DP2 a REI 90 DP3.

Na grafice obrázku č. 3 je popsáno rozdílné hodnocení konstrukcí z hlediska požární bezpečnosti v České republice a okolních státech.

Konstrukce na bázi dřeva se v německy mluvících zemích navrhují z hlediska požární odolnosti (REI) a dále účinné požární ochrany „K“ – kritérium.

Účinná požární ochrana (K)

Požárně ochranná účinnost opláštění se zkouší podle ČSN EN 14135 a zkouška se provádí ve vodorovné peci. Zkoušené opláštění se upevní přes termočlánky do nosného zkušebního prvku a termočlánky přesně určí požárně ochrannou účinnost. Výstupem je ukazatel K xx, kde xx (nejčastěji 10 až 60) je doba, po kterou chrání obklad spodní konstrukci. Pro zkoušku jsou v peci tyto teploty:

K 10: ~ 680°C
K 30: ~ 840°C
K 60: ~ 950°C

Za porušení mezního stavu se přitom považuje nárůst teploty pod opláštěním o 270 °C nad počáteční teplotou.

Závěr

Tématika, probíraná v rámci tohoto příspěvku popisuje rozdílný pohled na zatřídění konstrukcí v České republice a jiných zemích (německy mluvících). Konstrukční systémy druhu DP1 / DP 2 / DP3 je možno jednoduše nahradit evropským parametrem „K“ – Stanovení požárně ochranné účinnosti ČSN EN 14 135. Toto zjednoduší navrhování domů na bázi dřeva a odstraní „zastaralé“ návrhové metodiky. Evropský koncept navrhování je nutno prosadit do českých návrhových norem, a tím odstranit diskriminaci dřeva v konstrukcích staveb.

Dalšími základy pro požárně bezpečnou dřevostavbu je ucelený požární koncept, který komplexně řeší celý objekt od detailů až po realizaci.

To je základem pro úspěšnou stavbu ze dřeva.

JAROSLAV BENÁK

Dipl. Ing. Jaroslav Benák (*1977)
Absolvoval odbor Dřevařské inženýrství na Vysoké škole užitých věd a umění v německém Hildesheimu (Dolní Sasko). V roce 2004 nastoupil do společnosti Fermacell jako projektový konzultant. V současnosti zde působí ve funkci technického ředitele.

Seznam použité literatury:
[1] Publikace fermacell Navrhování a provádění dřevostaveb –Komplexní řešení konstrukcí na bázi dřeva, vydání 7/2015, autoři tým fermacell
[2] ČSN EN 14135 Obklady, Stanovení požárně ochranné účinnosti. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2005
[3] Publikace fermacell Požární a akustický katalog konstrukcí fermacell, vydání 11/2019, autoři tým fermacell

Publikováno v Ročence ČKLOP 2020, www.cklop.cz