K překonávání výškových limitů u dřevostaveb lze využít inženýrský přístup

Moderní urbanizace přináší řadu výzev, mezi které patří nejen růst měst a potřeba nových staveb, ale také důraz na udržitelnost a environmentální odpovědnost. V tomto kontextu je zásadní zaměřit se na ekologické materiály a energeticky úsporné technologie, jež minimalizují negativní dopady na životní prostředí.

DŘEVOSTAVBY NA VZESTUPU

Významným trendem je rostoucí zájem o výškové stavby ze dřeva. Dřevostavby jsou jednou z možností výstavby pozemních staveb, nicméně je důležité zmínit, že nepředstavují zásadní ekologické řešení ve srovnání s ostatními stavebními materiály. Stejně jako u betonových či zděných staveb je i u dřevostaveb většina uhlíkové stopy spojena s provozem a údržbou budovy během celého jejího životního cyklu. Navíc dřevostavby tvoří ve stavebnictví minoritní segment s relativně malým dopadem na celkovou uhlíkovou stopu, kterou sektor stavebnictví vytváří.

Zájem o dřevostavby však vyvolává otázky ohledně požární bezpečnosti, zejména u výškových staveb, kde jsou rizika spojená s požáry mnohem vyšší. Navzdory pokrokům v ochraně dřevěných materiálů, jako jsou protipožární nátěry a vrstvené dřevěné nosníky, přetrvávají obavy stran bezpečnosti zejména u správních orgánů, pojišťoven a veřejnosti. Hořlavost dřeva vede k vyšším nárokům na bezpečnostní opatření, což může zvýšit celkové náklady na výstavbu a snížit dostupnost bydlení. K nalezení rovnováhy mezi těmito prioritami je nutné integrovat nové technologie a postupy, které zajistí, že udržitelné budovy budou nejen ekologické, ale i bezpečné a dostupné pro širší veřejnost.

Při použití postupů doporučených v normách je v současnosti možné v ČR navrhovat dřevostavby s maximální výškou 12 metrů. Při využití tzv. požárněinženýrského přístupu je pak možné projektovat stavby s nadlimitní výškou danou v normách. Na druhou stranu není vhodné bez dalšího doporučení povolit stavby s hořlavým konstrukčním systémem bez přísnějších požadavků s ohledem na jejich výšku.

Vzhledem ke zmíněné skutečnosti se zde budeme zabývat problémy, které nastávají při výstavbě vyšších dřevostaveb, vlivem nadlimitní výšky na požární bezpečnost a využitím požárněinženýrského přístupu při jejich projektování. Dále rozebereme, co požárněinženýrský přístup obnáší a jaká může být jeho náročnost a položíme otázky, jak vše zkombinovat s udržitelností a dostupným bydlením.

LEGISLATIVA K VÝSTAVBĚ DŘEVOSTAVEB

Od začátku roku 2024 se stále častěji hovoří o možnostech výstavby dřevostaveb, a to z pohledu udržitelnosti i překonání výškových limitů s ohledem na požární bezpečnost. V rozhovoru s Danielem Miklósem [1], zástupcem generálního ředitele Hasičského záchranného sboru, se zmiňuje potřeba posunutí normových limitů v oblasti požární bezpečnosti, což by umožnilo výstavbu budov s hořlavým konstrukčním systémem vyšších než 12 metrů.

Bylo publikováno mnoho příspěvků zabývajících se klasifikací konstrukčních systémů podle Požárního kodexu na nehořlavé, smíšené a hořlavé. Normový limit pro stavby s hořlavým konstrukčním systémem je stanoven na 9 metrů bez chráněné únikové cesty a na 12 metrů s chráněnou únikovou cestou. V souvislosti s tzv. rozborovými úkoly, které zpracovává UCEEB ČVUT, by mohlo dojít k úpravě tohoto limitu, například přidáním jednoho či dvou podlaží.

Je však nutné poznamenat, že již nyní je možné navrhovat vyšší stavby za předpokladu využití tzv. požárněinženýrského přístupu (PIP). Tento přístup je definován v § 99 zákona č. 133/1985 Sb., o požární ochraně [2], avšak konkrétní návod k jeho využití chybí. Existují dokumenty, které se využitím PIP zabývají v konkrétních oblastech (čtyři metodiky z výzkumného projektu MV ČR VI20162019034 – Výzkum a vývoj ověřených modelů požáru a evakuace osob a jejich praktická aplikace při posuzování požární bezpečnosti staveb – pro oblasti modelování požáru, modelování mechanické odezvy konstrukcí, ověřování modelů, požárněbezpečnostního řešení vybraných typů staveb, modelování sprinklerů). Konkrétní návod pro dřevostavby však není k dispozici.

VYUŽITÍ POŽÁRNĚINŽENÝRSKÉHO PŘÍSTUPU

V současné době se mezi požárními projektanty a hasiči, kteří se k projektům vyjadřují, často vyskytuje názor, že normy jsou dogmatem, které je nutné splnit bez ohledu na kontext. Tvorba norem zahrnuje stanovení rizik a jejich kompenzaci, což je zvláště důležité při použití dřeva jako hlavního konstrukčního materiálu. Norma může obsahovat oprávněné požadavky, jež řeší zvýšené riziko, ale v některých případech mohou být v praxi neproveditelné, například instalace panikové kliky na památkově chráněné dveře nebo využití normových výpočtů pro dosažení požární odolnosti na moderní skladby materiálů. Normy jsou sice nezbytným krokem pro typizované stavby, ale často nejsou dostatečně flexibilní, aby postihly všechny možné varianty, zejména při využívání novodobých materiálů, jako jsou typicky nyní používané hybridní konstrukce využívající přednosti dílčích použitých materiálů, například dřevobetonové stropy, nebo při využívání neomezených geometrických tvarů konstrukčních prvků. Zatímco standardizované předpisy mohou účinně řešit tradiční stavební postupy, nové technologie a materiály, které přinášejí specifická rizika, vyžadují mnohem individuálnější přístup. Norma tedy nemusí plně reflektovat inovace a technologický pokrok, což může vést k tomu, že při využívání moderních udržitelných materiálů, jako jsou například lepené dřevěné nosníky využívající předepnutí pomocí ocelových tyčí nebo složité detaily spojů těchto konstrukcí, narazí projektanti a stavitelé na situace, kdy stávající normy nejsou zcela aplikovatelné, nebo dokonce v praxi proveditelné. Je tedy klíčové, aby při tvorbě norem bylo zohledněno nejen zajištění požární bezpečnosti, ale i pružnost umožňující efektivní a bezpečné využívání moderních materiálů bez zbytečných omezení či zvýšených nákladů, které by mohly ohrozit dostupnost bydlení.

Pohled na využívání PIP projektantem požární bezpečnosti staveb a statikem je při návrhu jejich řešení velmi rozdílný. Statik není normativními požadavky svázán do té míry, aby odkazem na specifický článek normy prokázal správnost jeho návrhu nebo s využitím tabulkové hodnoty rozměru prvku zajistil jeho spolehlivost nejen při požáru. Pro statika je využití metod PIP zcela běžné. V případě návrhu konstrukce čistě podle stávající legislativy bez využití inženýrského přístupu často dochází ve spojení těchto dvou oblastí – požární bezpečnosti a statiky – k neřešitelným nebo nesmyslným požadavkům (např. nadbytečné obložení dřevěných prvků nehořlavými deskami, i když požární odolnost konstrukce lze dosáhnout pouze dřevem). V těchto případech, kdy normový postup nevede k úsporným či jinak výhodným variantám řešení, je nezbytné využít PIP ve spolupráci obou odborníků. To zahrnuje ověření návrhu objektu, zvážení možných přidaných rizik pro bezpečný provoz stavby za běžných podmínek i při požáru a následné přijetí opatření, jež mohou tato rizika kompenzovat.

Nepřistupuje-li se k problematice s nadhledem, který by umožnil stanovit rizika při návrhu a jejich kompenzaci, je docíleno řešení, jež je předimenzováno, nebo se již v počáteční fázi projektování raději ustoupí od využití dřeva a přistoupí se k návrhu konstrukce z nehořlavých materiálů. Při použití dřeva jako hlavního konstrukčního materiálu je třeba udělat i něco navíc z hlediska bezpečnosti objektu, než co říká norma. Toto zvážení rizika udělali tvůrci norem za projektanty, jimž právě předepsali například maximální možnou požární výšku objektu. Ti, kteří se chtějí vydat touto cestou inženýra, čeká zvážení limitů pro jejich specifický návrh. Na druhou stranu metod, jak zvážit a kompenzovat rizika při návrhu, je mnoho, ať od těch jednodušších, jako jsou analýzy FTA [3] a ETA [4], které jsou definovány normami, tak po ty složitější.

Pokud by měl být termín PIP definován stručně, ale i obsáhle, lze jej popsat jako přístup, který pro efektivní zajištění požární bezpečnosti budov využívá nejnovějších poznatků vědy a pokročilého inženýrství, přičemž zohledňuje její specifické vlastnosti, rozměry, požadavky atd.

Tento přístup umožňuje flexibilnější a efektivnější řešení, zejména u nestandardních nebo složitých staveb (například právě překročení limitu maximální požární výšky objektu). PIP umožňuje inženýrům použít počítačové modelování, poznatky z výzkumu a z požárních zkoušek, pokročilé nenormové metody k návrhu optimálního řešení, která zajistí bezpečnost osob v objektu, zasahujících hasičů nebo použitelnost objektu z hlediska jeho životnosti.

Výhody požárněinženýrského přístupu zahrnují větší svobodu návrhu, potenciální snížení nákladů na výstavbu (i když je nutný větší výdaj z hlediska náročnosti času pro návrh všech opatření) a možnost realizace inovativních řešení, která by nebyla možná podle striktních předpisových norem. Pro lepší představu o potřebném času pro výpočet teplot uvádíme dva příklady:

• Obr. 1: Výpočet teplot v detailu dřevěného spoje s ocelovými svorníky a vnější ocelovou deskou trvá přibližně tři dny.
• Obr. 2: Výpočet teplot v lehkém střešním plášti tvořeném trapézovým plechem s minerální vatou trvá přibližně čtyři dny.

Obr. 1 – Příklad numerického MKP modelu sledující vývoj teplot ve spoji dřevěných nosníků, spojovací prvky svorníky s vnější ocelovou deskou, rozměry nejsou uvedeny na přání objednavatele modelu.

Obr. 2 – Příklad numerického MKP modelu sledující vývoj teplot ve skladbě lehké střechy s trapézovým plechem a statickou výměnou, rozměry nejsou uvedeny na přání objednavatele modelu.

Otázkou, kdy se finančně nebo časově vyplatí použít PIP, se zabýval tým vědců [5] v případové studii, která se zaměřila na ekonomický dopad požární ochrany v budovách a její efektivitu pomocí analýzy nákladů a přínosů (CBA). Výzkumníci navrhli metodologii založenou na výpočtu čisté současné hodnoty (Present Net Value – PNV), která kombinuje specializované stavební databáze, požární statistiky a numerické modelování k odhadu jednotlivých složek nákladů a přínosů. Tato metodologie byla aplikována na čtyři konkrétní případové studie, aby vědci mohli ukázat, jak lze systematicky sbírat data, analyzovat požární ztráty a hodnotit různá rozhodnutí v oblasti požární ochrany.

Případové studie zahrnovaly různé typy budov a opatření: instalaci sprinklerů v rodinném domě, nasazení detekčního systému a dodatečného schodiště ve vícepodlažní vládní budově, pasivní požární ochranu ocelových konstrukcí v kancelářské budově a kombinaci sprinklerů a vliv obkladů jako ochrany v dřevěné rezidenční budově. Výsledky ukázaly, že správně implementovaná požární ochrana může být nejen finančně výhodná, ale také zlepšuje bezpečnost obyvatel. Například ve studii rodinného domu se ukázalo, že za každým investovaným dolarem do sprinklerů se ušetří přibližně 1,06 dolaru.

Obr. 3 – Přehled PNV pro případovou studii instalace sprinklerů v rodinném domě. [5]

Vědci rovněž provedli citlivostní analýzy, které ukázaly, že výsledek investičních doporučení je robustní vůči změnám různých klíčových parametrů. Studie poskytuje cenné informace pro správní orgány, pojišťovny i majitele budov a zdůrazňuje, že správné investice do požární ochrany mohou výrazně snížit nejen materiální škody, ale také ochránit lidské životy a zdraví. Výsledky z jedné případové studie jsou ukázány na obr. 3. Je ale nutné poznamenat, že v tomto hodnocení není zahrnuto například pojištění celé nemovitosti.

Využití požárněinženýrského přístupu (PIP) při zpracování požárněbezpečnostního řešení stavby a prolomení již zmíněných požárních limitů představuje značnou výzvu. Tento přístup často vyžaduje nestandardní řešení a specifický přístup k návrhu.

Je důležité mít jasně definované, co PIP obnáší, ale pouhá metodika nebo příručka, která striktně udává určité aplikace dle vlastností stavby, lze si představit jako „pro správné použití PIP aplikujte kroky 1–5 pro stavby se zhoršenou evakuací, body 3–8 pro problematiku statiky atd.“, nebude vždy dostatečná. Je nezbytné zohlednit mnoho různých kombinací faktorů. U projektů zahrnujících PIP nelze očekávat, že budou dokončeny během několika týdnů nebo že budou vyhovovat hned na první pokus. V komplikovaných případech je vhodné kontaktovat i státní správu a přizvat její zástupce na konzultační a koordinační jednání. Je důležité jim následně podrobně představit jednotlivé detaily a úvahy, které byly řešeny, a to z důvodu objasnění složitosti problému. Zatímco tým projektantů má na přípravu projektu měsíce, jednotliví zástupci státní správy mají na přezkoumání celého problému omezený čas. Diskuse o zohledněných rizicích a přijatých opatřeních je nezbytná k prokázání, že i při překročení závazných norem je objekt navržen správně.

To však neznamená, že celý objekt musí být kompletně modelován pomocí pokročilých postupů a modelů, které by například simulovaly vývoj požáru ve všech požárních úsecích, ověřovaly bezpečnou evakuaci či navrhovaly požární odolnost konstrukcí pomocí numerických modelů. Každý projekt by měl být posuzován individuálně, s ohledem na jeho specifické potřeby a rizika.

Pro prokázání závěrů z PIP a pro bezpečnou stavbu lze sledovat například následující kritéria přijatelnosti:

• bezpečnost osob,
• stabilita konstrukce,
• požární odolnost nosných konstrukcí,
• omezení šíření požáru,
• kontrola šíření kouře a tepla,
• evakuace osob,
• spolehlivost a efektivita systémů odvodu kouře a tepla,
• ochrana majetku,
• omezení škod, ekologické a ekonomické dopady,
• a další.

Na začátku prací je nutné definovat, jaká „kritéria přijatelnosti“ budou sledována, nebo jaká bude sledována kombinace těchto kritérií. Zároveň je nezbytné specifikovat minimální hodnoty, jichž je nutné dosáhnout. Tyto hodnoty by neměly být pouze převzaté z norem, ale měly by být specifikovány s ohledem na smysluplný návrh PIP, aby nebyla opatření aplikována náhodně.

Je důležité poznamenat, že uvedený seznam kritérií přijatelnosti není vyčerpávající a že je možné definovat další kritéria a jejich propojení. Správný výběr kritérií přijatelnosti závisí na zkušenostech projektanta a celého týmu podílejícího se na daném PIP. Závěry pro jednotlivá kritéria přijatelnosti musí být stručně, ale zároveň detailně popsány.

Výsledky musí projít důkladným procesem připomínkování. Počet otázek týkajících se PIP neznamená, že byl proveden nekvalitně. Naopak, dobře provedený PIP se vyznačuje tím, že na mnoho otázek od připomínkujících lze ihned odpovědět bez nutnosti dalších výpočtů či ověřování.

PŘÍKLADY VYUŽITÍ PIP

Bezpečnost osob je jedním z nejvýznamnějších a nejčastěji řešených aspektů v rámci PIP. Tento přístup nezahrnuje pouze splnění norem týkajících se délek únikových cest, ale především zajištění dostatečného času pro evakuaci všech osob. Je nezbytné zaměřit se na kritická místa, kde může docházet ke koncentraci osob, a to i při možném překročení projektovaného počtu osob. PIP přináší možnost řešení specifických nebo rizikových míst pomocí tzv. behaviorálních agentních modelů, které popisují každou osobu jako samostatnou entitu (agenta), chování skupiny osob je určeno vzájemnými interakcemi jednotlivých agentů mezi sebou, v některých situacích je aplikován agentní model s behaviorálními vlastnostmi, které jsou schopny reprodukovat psychologické a sociologické aspekty evakuačního procesu. Je však nutné upozornit na to, že žádný evakuační model není schopen reprodukovat všechny behaviorální a fyziologické parametry všech osob v objektu. Uživatel modelu proto musí znát tyto nedokonalosti existující mezi realitou a modelem a na základě svých zkušeností minimalizovat dopad těchto rozdílů na výsledek.

Obr. 4 – Příklad numerického CFD modelu v řezu sledující vývoj kouře s předpokládaným flashoverem; v místnosti dva dřevěné sloupy, jeden dřevěný nosník a stěny obloženy dřevem; zdroj ohně v rohu místnosti o výkonu 300 kW.

Důležitým faktorem je také možnost snížené viditelnosti na únikových cestách, což představuje problém zejména u nechráněných únikových cest. V budovách s výrazným zastoupením dřeva, například u pohledových úprav stěn, je nutné posoudit možnost snížené viditelnosti způsobené vypařováním vody ze dřeva.

Ačkoli normy předepisují výšky pro umístění bezpečnostních tabulek, jež tento problém řeší, tyto výšky byly stanoveny pro standardní normové řešení. Při návrhu přetlakového větrání se obvykle počítá s jedněmi otevřenými dveřmi. Nicméně pro zvýšení bezpečnosti je vhodné snížit množství kouře, které těmito dveřmi může pronikat do chráněné únikové cesty, nebo zvážit možnost, že otevřených dveří bude více. Na základě numerických modelů šíření kouře je možné navrhnout větší dělení do kouřových sekcí nebo dodatečný systém odvětrání v požárním úseku, nezávislý na systému v chráněné únikové cestě.

Jedním z potenciálních kritérií přijatelnosti by mohla být „viditelnost a orientace unikajících osob“, přičemž limitem pro splnění by mohlo být ověření viditelnosti například na vzdálenost 15 metrů, což v této souvislosti by byla délka potřebná pro vstup do chráněné únikové cesty. Výstupem by mohlo být instalování kouřotěsných dveří v rámci chodby, což by zlepšilo podmínky pro bezpečný únik. Při zpětném pohledu na možný seznam kritérií přijatelnosti je najednou patrné, že byla zkombinována kritéria „Bezpečnost osob“ a „Kontrola šíření kouře“.

Obr. 5 – Příklad numerického CFD modelu sledující vývoj kouře s předpokládaným flashoverem; v místnosti dva dřevěné sloupy, jeden dřevěný nosník a stěny obloženy dřevem; zdroj ohně v rohu místnosti o výkonu 300 kW.

Další velice důležité kritérium je „Únosnost a stabilita konstrukce“. Tento pojem je často zaměňován s „Požární odolností konstrukce“, protože oba zahrnují odolnost konstrukčních prvků vůči vysokým teplotám. Požární odolnost je schopnost konstrukce odolávat účinkům vysokých teplot, aniž by došlo k narušení únosnosti či dalších požadovaných funkcí během požadované doby. Únosnost konstrukce je schopnost budovy odolávat účinkům kombinace zatížení při požáru (mechanickému i teplotnímu). Jedná se o předpověď chování celé konstrukce, jejích částí či prvků při vysokých teplotách, s cílem zajistit, aby nedošlo k ohrožení evakuovaných osob a zasahujících hasičů. Při návrhu konstrukce na účinek teploty pomocí pokročilých modelů požáru (parametrické teplotní křivky, zónové modely, CFD modely), které zahrnují fázi chladnutí, je například možné sledovat únosnost či stabilitu po celou dobu požáru, tedy do doby, dokud se teplota v požárním úseku neochladí na původní teplotu před požárem. Je tak možné zabránit kolapsu budovy i v době po požáru. V případě, kdy je požadovaná doba požární odolnosti stanovena pro čas před dosažením maximální teploty požáru, je nutné ověřit, že zasahující hasiči budou schopni provádět úkony spojené s požární obranou a že v době selhání konstrukce již bude evakuace úspěšná. Výstupem z PIP by mohlo být například navržení vyšší požární odolnosti spojů, které mohou být z důvodu změn deformací a napětí v prvcích během fáze chladnutí kritickým aspektem, či úprava vertikálních konstrukcí používaných pro zásah. Ověření integrity a stability konstrukce nevyjímaje.

 

Obr. 6 – Začátek experimentu v Room corner testu; foto: Bc. Jiří Ryszawy, Výpočetní a informační centrum ČVUT.

Obr. 8 – Vytvořená vrstva kouře zhoršující únik osob při požáru během experimentu v Room corner testu; foto: Bc. Jiří Ryszawy, Výpočetní a informační centrum ČVUT.

Obr. 7 – Typický tvar plamenů při experimentu v Room corner testu; foto: Bc. Jiří Ryszawy, Výpočetní a informační centrum ČVUT.

Výběr vhodného modelu požáru pro účely posouzení únosnosti a stability konstrukce je klíčový i vzhledem k moderní výstavbě plné geometricky neomezených prostor v budovách. Například pro rozlehlé prostory typu open space, propojená podlaží či atria jsou tradiční návrhové teplotní křivky nedostačující. V podobných typech požárních úseků je běžné, že se požár rozšíří z lokálního zdroje přes další hořlavé materiály na větší plochu. Vznikají tak místa s vyšší a nižší teplotou plynu a rozhodně se nedá mluvit o rovnoměrně rozložené teplotě v celém požárním úseku (horizontálně ani vertikálně), jak uvažují některé tradiční návrhové metody. Nerovnoměrné teploty mají zásadní vliv na vznik napětí v konstrukcích a mohou vést k dřívějšímu kolapsu prvků. V tomto případě vede bezesporu aplikace pokročilých metod PIP k efektivnímu a bezpečnému návrhu a posouzení všech požadavků na konstrukce.

U dřevěných konstrukcí má výběr vhodného modelu požáru stejné, ne-li vyšší priority. Nedávné experimenty provedené autory tohoto článku prokázaly, že poloha dřevěných prvků a jejich orientace vůči zdroji tepla významně ovlivňují hloubku zuhelnatělé vrstvy, viz publikovaný článek v časopise Konstrukce [6]. Pro představu uvádíme fotografie z výzkumu chování dřevěných sloupů při přirozeném požáru na obr. 6 až obr. 8 a z provedených experimentů pro výzkum chování dřevěného podhledu stropu na obr. 9 až obr. 12. Hloubka zuhelnatění tak může v některých případech překročit hodnoty uvažované normovým výpočtem. Při návrhu dřevěných konstrukcí s nadlimitní výškou mohou metody založené na PIP odhalit tato úskalí již v projektové fázi. Pokročilé výpočetní přístupy v rámci požárního inženýrství je u dřevostaveb s hybridními systémy integrující dřevo s jinými materiály, jako je ocel a beton, ke zvýšení únosnosti a řešení specifických konstrukčních problémů, jako jsou velká rozpětí a osamělá svislá zatížení, mnohdy jedinou možnou cestou.

 

Obr. 9 – Měření teploty povrchu zkušební pece, teploty v peci 850 °C, povrch pece 308 °C; foto: Bc. Jiří Ryszawy, Výpočetní a informační centrum ČVUT.

Obr. 10 – Ukončení požárního experimentu; foto: Bc. Jiří Ryszawy, Výpočetní a informační centrum ČVUT.

Co když ale bude nutné posoudit požární odolnost budovy, v níž mohou být výrazné dynamické síly? A to i ty, které mohou být vyvolané vlivem požáru: exploze, náhlého zhroucení částí konstrukce nebo nuceného větrání prostorů (rozechvění tenkostěnných konstrukcí rychlým prouděním vzduchu). Pomocí PIP je možné ověřit, zda konstrukce odolá těmto dynamickým silám, nebo zda je na ně náchylná.

Obr. 12 – Tvar zuhelnatělé vrstvy dřevěného podhledu se znatelnými trhlinami; foto: Bc. Jiří Ryszawy, Výpočetní a informační centrum ČVUT.

Jako další kombinaci kritérií lze uvést „Omezení šíření požáru a kontrola šíření kouře a tepla“. Kdy při této kombinaci lze řešit takřka cokoli. Vliv viditelnosti nebo vývoje kouře lze ale také řešit v rámci bezpečnosti osob. Lze se ale také zabývat ověřením stavu rozšíření požáru na celou plochu, typicky ve skladech. Jedním z normových postupů tohoto přístupu je rozdělení budovy na menší požární úseky, které jsou navrženy tak, aby zabránily šíření požáru z jednoho úseku do druhého. Co když ale není toto dělení možné, nebo dělení by bylo pomocí vodních clon? Jak ověřit navrhovaný stav, že je stále bezpečný? Kouř a teplo mohou rychle zaplnit budovu, ztížit orientaci a ohrozit životy, ale také znehodnotit výrobky, průmyslové stroje.

SHRNUTÍ

Doposud je trend posledních let používání dřeva jako primárního konstrukčního materiálu pro výstavbu nejen výškových budov možné vidět zejména v zahraničí, i když výškových staveb je jen zlomek z celkového objemu dřevostaveb. V ČR vznikají nové návrhy v podobě bytových domů či dalších budov infrastruktury s dřevěnou nosnou konstrukcí.

Obr. 11 – Kontrola na stav ohoření dřevěného podhledu po zkoušce; foto: Bc. Jiří Ryszawy, Výpočetní a informační centrum ČVUT.

Problém s překonáváním výškových limitů, dílem daným současnou legislativou v ČR, je i přes pokroky ve výzkumu a vývoji stavebních materiálů a prováděcích technik sváděn na požární bezpečnost. Stavební předpisy a normy vyžadují přísné zkoušení a certifikaci, aby byla zajištěna shoda s bezpečnostními požadavky, což zvyšuje složitost a náklady dřevařských firem. Tyto subjekty si však nemusejí zoufat. Není třeba čekat, než dojde k úpravě výškového limitu, například přidáním jednoho či dvou podlaží v rámci tzv. rozborových úkolů, které zpracovává UCEEB ČVUT. Pro návrh efektivního řešení výškové dřevostavby lze využít tzv. požárněinženýrského přístupu (PIP).

Ekonomická proveditelnost výškových dřevěných budov s využitím pokročilých metod PIP je další oblastí probíhajících debat. Zatímco dřevostavba může v určitých kontextech nabídnout úspory nákladů, počáteční investiční náklady mohou představovat překážky pro široké přijetí. Využití PIP vyžaduje delší fázi příprav s důrazem na komunikaci napříč jednotlivých odborností. Je nutné investovat do odborníků, vzdělání zaměstnanců, nových technologií a materiálů. Obavy z rozporu názorů se schvalovacími správními orgány lze předejít včasnou komunikací a přestavením všech úskalí a navržených řešení stavby.

Závěrem lze říci, že veškeré problémy, stejně jako ty v každodenním životě, je možné vyřešit výběrem vhodného postupu, s dostatečnou mírou trpělivosti a s dostatečnými financemi. Prosazování dřeva jako primárního konstrukčního materiálu pro výškové budovy i následování dalších výzev stavebního odvětví ze zahraničí nám dělá radost a ze všech sil se snažíme pomocí poznatků z výzkumu tento trend podporovat. Do budoucna bychom rádi výzkumnou práci zaměřili na oblast materiálových inovací (hybridní a recyklované materiály i jako požární ochrana), stavební techniky a digitálních technologií. Tyto oblasti otevírají nové možnosti pro vyšší a udržitelnější dřevěné stavby. Řešení technických výzev a posílení průmyslové spolupráce se stává zásadní pro realizaci plného potenciálu dřeva jako životaschopné alternativy ve výškových stavbách.

Literatura

[1] https://domaci.hn.cz/c7-67306680-16856e-b6beae0523f561f

[2] Zákon č. 133/1985 Sb. Zákon České národní rady o požární ochraně.

[3] ČSN EN 61025 (2007). Analýza poruchových stromů (FTA).
Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví.

[4] ČSN EN 62502 (2011). Techniky analýzy spolehlivosti – Analýza stromu událostí (ETA).
Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví.

[5] Van Coile, R., Lucherini, A., Chaudhary, R. K., Ni, S., Unobe, D., & Gernay, T. (2023).
Economic impact of fire: Cost and impact of fire protection in buildings.
Fire Technology, 59, 2023–2053. https://doi.org/10.1007/s10694-023-01419-2

[6] Šejna, J.; Šejnová Pitelková, D. Překračujeme normy v oblasti zuhelnatění
dřevěných konstrukcí při přirozeném či orientovaném požáru,
Konstrukce. 2024, 23 88-94. ISSN 1803-8433.