Vnímám potřebu vymezit pojem masivní dřevěná konstrukce jako samostatnou disciplínu

Jako čerstvý absolvent oboru konstrukce a statika staveb jsem před čtvrtstoletím s nadšením nastoupil do svého prvního zaměstnání a začal pracovat na prvních projektech. Tehdy jsem ještě nevnímal nutnost specializace v oboru stavebních konstrukcí. Vybaven základním vhledem skoro do všech materiálových druhů stavebních konstrukcí jsem v rámci svých prvních projektů zpracovával nosné skelety stavebních konstrukcí z betonu a oceli. Na přelomu tisíciletí se však objevilo mnoho zakázek na rekonstrukce podkroví klasických pražských činžovních domů, kde bylo nutné kombinovat různé materiály a zahrnout také dřevěné konstrukce.

Lukáš Krbec, spolumajitel společnosti A2 Timber.

Jako absolvent stavební fakulty jsem měl za sebou přibližně jeden semestr navrhování dřevěných konstrukcí. Teprve v prvním zaměstnání jsem postupně začal objevovat, co je lepený nosník, gang-nail vazník a jakým způsobem lze navrhovat těžké dřevěné skelety. O 15 let později, už jako živnostník, jsem poprvé narazil na konstrukci zvanou CLT (cross laminated timber). Tehdy jsem se chystal navrhnout běžnou nástavbu na stávající rodinný dům. V češtině tehdy byly k dispozici pouze dimenzační tabulky – matice s předpokládaným zatížením v řádcích a výrazně předimenzovanými tloušťkami desek ve sloupcích. Proto jsem se nejprve vydal do skriptáren stavebních fakult, abych našel odborné materiály o navrhování těchto konstrukcí. Marně. Dalším krokem bylo oslovit dodavatele tohoto materiálu. Obracet se však na zaneprázdněného a tehdy těžko dostupného statika kdesi v Rakousku nemělo příliš smysl. Vydal jsem se tedy cestou samostudia a zamířil na TU Graz, kde jsem našel odbornou literaturu o navrhování CLT konstrukcí v angličtině. Zároveň jsem objevil rozšířený obor navrhování MASIVNÍCH DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ.

Aktuální situace zařazení oboru masivních dřevěných konstrukcí v Česku

Snad můj obsáhlejší úvod posloužil jako krátký vhled do počátků oboru i realizace MASIVNÍCH DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ (MASS TIMBER STRUCTURE) u nás. Ano, lepené vazníkové haly jsou v Česku známé přibližně od 70. let, avšak spíše jako okrajová řešení bez pevného teoretického zázemí. Je pravda, že tehdy nemohly – a ani dnes nemohou – konkurovat dlouholeté akademické tradici betonových a ocelových konstrukcí. Z tohoto pohledu vnímám masivní dřevěné konstrukce jako relativně mladý obor v oblasti stavebnictví v ČR. V posledních pěti letech však postupně přestávají být okrajovou disciplínou a získávají na významu.

Při pohledu na trh v České republice je zřejmé, že vznikají konstrukce, které už nelze považovat za okrajové ani je jednoduše zařadit mezi dřevostavby. Pojem dřevostavba vnímám jako samostatnou disciplínu a jsem přesvědčen, že návrh komplexní MASIVNÍ DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE vyžaduje hluboké znalosti nejen statiky, ale také akustiky a dalších přidružených disciplín.

V konstrukčním navrhování je nutné přestat vnímat dřevěné prvky pouze jako prutové 1D prvky. Zejména u CLT konstrukcí je klíčové chápat je jako 2D plošné systémy. Při jejich výpočtu a návrhu pak vznikají komplexní 3D struktury, zahrnující deskostěnové, rámové a sloupové skelety, podobně jako v tradičním oboru betonových konstrukcí. Díky vyspělejšímu trhu v západní a severní Evropě je dnes k dispozici výpočtový software, který již obsahuje integrované nástroje pro návrh masivních dřevěných konstrukcí, a to jak s využitím prutových, tak plošných prvků. Otázkou však zůstává, jak široké je povědomí o těchto možnostech. Ve své firemní praxi a při přípravě soutěžních nabídek se často setkávám s podklady, které tyto možnosti nevyužívají. Není výjimkou, že otevřu statický výpočet CLT konstrukce, kde jsou stěny a desky nesprávně modelovány jako izotropní dřevěný prvek C24.

Při podpoře architektonických projektů už v rané fázi spolupráce s architektem často narážím na překvapení ze strany partnera. Zpravidla přichází ve chvíli, kdy vysvětlím, že tvary objektů, které lze realizovat jako monolitickou betonovou konstrukci, lze stejně dobře dosáhnout i s využitím MASIVNÍ DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE. V těchto chvílích rád předávám klíčovou informaci – dnes máme všechny potřebné nástroje k tomu, abychom mohli navrhovat masivní dřevěné konstrukce stejným způsobem, jakým by to udělal kolega specializující se na betonové či ocelové konstrukce. Stejná diskuse, posunutá o zpracovanou studii, nás pak čeká při prezentaci návrhu investorovi. Právě tento popis aktuálního stavu ve mně posiluje potřebu pokusit se vymezit obor MASIVNÍCH DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ JAKO SAMOSTATNOU DISCIPLÍNU, rovnocennou návrhu betonových a ocelových konstrukcí.

Rozdíl mezi dřevostavbou amasivní dřevěnou konstrukcí

Trápí mě – a předpokládám, že podobně to vnímají i další odborníci z oboru – že se pojmy DŘEVOSTAVBA a MASIVNÍ DŘEVĚNÁ KONSTRUKCE často slučují do jednoho celku. Osobně vnímám pojem DŘEVOSTAVBA jako samostatnou a potřebnou disciplínu komplexního charakteru pro menší stavby typu rodinných domů. Domnívám se, že díky zavedeným firmám v tomto oboru jsme překonali porodní bolesti z konce minulého tisíciletí. Tehdy se na trhu rychle rozšiřovaly první two by four systémy, často realizované garážovými firmami bez dostatečného teoretického zázemí a bez důrazu na klíčové konstrukční a stavebně-fyzikální zásady. Dnes je situace zcela odlišná. Tyto domy se staví s pevnou teoretickou základnou ve všech klíčových disciplínách, s profesionálním přístupem a pod vedením stavebních společností, které mají dlouholetou tradici v realizaci dřevostaveb.

Právě v tomto bodě vnímám potřebu vymezit pojem MASIVNÍ DŘEVĚNÁ KONSTRUKCE. Vidím prostor pro definování tohoto směru jako samostatné disciplíny, která využívá a do budoucna pravděpodobně využívat bude mírně odlišné nástroje i postupy provádění. Ano, základní disciplíny, jako je stavební fyzika, budou vycházet ze stejných principů. Nicméně už při návrhu nosné konstrukce je zapotřebí hlubší odborné znalosti, které reflektují specifika masivních dřevěných konstrukcí.

Zatímco ve světě dřevostaveb lze například výztužnou stěnu navrhnout pomocí empirických nástrojů dodavatele systému – zejména u standardních dispozic rodinných domů – v oblasti MASIVNÍCH DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ očekávám, že této části konstrukce bude věnována samostatná kapitola ve statickém výpočtu. A to s plným využitím odborných znalostí i citu statika, který se opírá o vlastní zkušenosti, teoretické zázemí a aktuální normy Eurocode 5, přičemž výhled na novou generaci této normy slibuje významný přínos pro návrh dřevěných inženýrských konstrukcí.

Tyto rozdíly je nutné vnímat i u konstrukčně podobných prvků – například u vaznice v rodinném domě, podepřené sloupky po 4,5 m, oproti nosníku zastřešujícímu prodejní plochu s rozponem 25 m. Zatímco základní principy návrhu spojitého nosníku zůstávají stejné, je nezbytné pečlivě zohlednit detaily uložení, dlouhodobé chování konstrukce a logistiku výstavby. Právě proto vnímám DŘEVOSTAVBU a MASIVNÍ DŘEVĚNOU KONSTRUKCI jako dvě odlišné disciplíny, které je třeba rozlišovat.

Dřevěný skelet nelze navrhnout podle normové kuchařky – vždy bude vyžadovat inženýrský cit a zkušenosti zpracovatele. Přesto lze připustit, že i v tomto oboru dochází, a možná již docházelo, ke standardizaci návrhu. Hlavní roli v tom hrají dodavatelé inženýrských spojovacích komponentů, které usnadňují práci statikům nejen při návrhu, ale i při samotné realizaci konstrukcí.

Masivní dřevěná konstrukce, a jak dál?

Moje úvaha se zde zaměřovala na snahu vymezit a etablovat pojem MASIVNÍ DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE na českém trhu. V první řadě bych si přál, aby byl tento typ konstrukcí vnímán jako rovnocenný ostatním tradičním materiálům, a to jak z pohledu navrhování, tak realizace nosných systémů. Jinými slovy – aby vedle ocelového a betonového skeletu byl samozřejmou volbou i skelet dřevěný.

Stejně důležité jako postavení MASIVNÍCH DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ na roveň ostatním materiálovým řešením je jejich propagace. Přestože jde o relativně mladý obor ve srovnání s dlouhou tradicí ocelových a betonových konstrukcí, již dnes disponuje moderní a rozvinutou znalostní základnou. Ta umožňuje další rozvoj a tvorbu rozsáhlejších konstrukčních celků, podobně jako u betonových a ocelových staveb. Nová generace Eurocode 5, na kterou již netrpělivě čekáme, se bezpochyby stane významným pomocníkem – nejenže tuto odbornou bázi upevní, ale zároveň ji shrne do souboru praktických zásad pro navrhování a realizaci staveb.

Také jasné vymezení pojmů DŘEVOSTAVBA a MASIVNÍ DŘEVĚNÁ KONSTRUKCE usnadní klientům orientaci při výběru projektanta či dodavatele nosné konstrukce. Je zcela přirozené rozlišovat, které firmy se specializují na DŘEVOSTAVBY a které na MASIVNÍ DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE. Často to naznačuje i samotný název společnosti, což může být užitečným vodítkem při rozhodování.

Pokud vezmeme v úvahu přípravu odborníků, bylo by jistě přínosné věnovat více času a prostoru získávání hlubších znalostí v oblasti návrhu těžkých dřevěných konstrukcí s využitím nejnovějších poznatků a technologií spojených s moderními inženýrskými dřevařskými produkty, které výrazně rozšiřují možnosti tohoto oboru.

Závěrem bych rád požádal pozorného čtenáře, aby tuto úvahu nevnímal jako ustanovující manifest pro obor MASIVNÍ DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE, ale spíše jako podnět k otevření diskuse na toto téma. Bylo by jistě přínosné se mu věnovat více – ať už na odborných konferencích, kde se pravidelně setkáváme, nebo v dnešní době i prostřednictvím sociálních sítí. Tento článek si klade za cíl zahájit debatu a budu rád, pokud následné diskuse ukáží, zda je potřeba vymezit MASIVNÍ DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE jako samostatnou disciplínu, nebo zda zůstane součástí širšího kontextu stavebních konstrukcí.