Požární odolnost dřevostaveb

Autor: Ing. Jan Karpaš, CSc.

V posledním únorovém týdnu proběhla v Praze mezinárodní výstava dřevostaveb. Byly předvedeny dřevěné konstrukce od různých výrobních firem s vývojem, směřujícím k větší pohodě (difúzně otevřené konstrukce bez parotěsných zábran) a větším energetickým úsporám při stabilizaci tepelného prostředí v interiéru.

   Požární bezpečnost těchto dřevostaveb je většinou řešena tak, že dřevěná nosná konstrukce je z vnitřní strany opláštěna sádrovláknitými nebo sádrokartonovými deskami. Tímto opatřením lze docílit požadované hodnoty požární odolnosti konstrukcí při směru působení požáru z interiéru (i→o).

            Problémy nastávají při vymezení požárně nebezpečných prostorů a odstupových vzdáleností. Za účelem vytvoření požárně uzavřených nebo částečně otevřených ploch obvodových stěn jsou navrhovány různé varianty správných či méně vhodných řešení vnějších úprav fasád.

            Česká návrhová norma ČSN 73 0802:5/2009 a ČSN 73 0810:4/2009 posunula možnost použití stavebních prvků s hořlavým konstrukčním systémem do požární výšky objektu 12 m. Tím nabízí dřevostavbám jejich širší uplatnění. To ovšem ve svém dopadu znamená přísnější požadavky na řešení požární odolnosti stavebních konstrukcí, respektive na řešení požární odolnosti dřevostavby jako celku.

            Dovoluji si stručně připomenout historii a uvést současný stav řešení požární odolnosti dřevostaveb:

Historie řešení požární odolnosti dřevostaveb v ČR

            Asi před 30 lety vydala Hlavní správa Sboru požární ochrany MV doporučení, týkající se prokazování celistvosti ve spojích mezi dřevěnými konstrukcemi. Např. spoj mezi nosnými stěnami - obvodovou a vnitřní stěnou nebo mezi nosnou obvodovou stěnou a nosnou stropní konstrukcí, resp. v nároží ohraničeném stěnami a stropem. Tyto zkoušky byly realizovány na dvou prostorových naprosto shodných zkušebních vzorcích.

            Kromě toho se požární odolnost u převážné většiny dřevostaveb prokazovala zkouškami. Mezi základní zkoušky patřila zatížená stěna a zatížená stropní konstrukce. Součástí zkušebních vzorků byla problematická místa „požárních mostů“ jako např. zapuštěné elektrické krabice, zapuštěná svítidla apod. Již tenkrát se prováděla některá měření navíc (nad rámec požadavků zkušebních norem) za účelem možnosti jejich teoretické extrapolace.

            Již před 40 lety se v Československu prováděly statické a termodynamické výpočty dřevěných skládaných konstrukcí, vystavených účinkům požáru. K tomu sloužily publikované podklady vydané VÚPS Praha - např. „Hodnoty požární odolnosti stavebních konstrukcí“ (Vladimír Reichel), a  „Směrnice pro výpočet požární odolnosti ocelových konstrukcí“ (Jan Karpaš). Zejména termodynamické výpočty, do kterých bylo promítnuto chování výrobků při požáru, byly ověřovány československými i zahraničními zkouškami.

Současný stav řešení požární odolnosti dřevostaveb v ČR a v Evropě:

            Vývoj pokročil a od jara roku 2010 se nabízí prokazování požární odolnosti dřevěných konstrukcí v některých případech bez nutnosti zkoušek - podle Eurokodu 5, resp. podle ČSN EN 1995-1-1 a ČSN EN 1995-1-2. Je to „velmi lákavé“. Ušetří se čas a peníze za zkoušky.

            Výpočetní postupy, uvedené ve výše citovaných normách mají však jistá pravidla a omezení. Ne všechny případy se dají totiž bez základního ověření zkouškou posoudit podle výpočtem.

            Podle těchto norem lze posoudit požární odolnost především nechráněných nosných tyčových prvků (kritérium R - nosnost). Za účelem možnosti rychlé klasifikace požární odolnosti jsou k dispozici tabelární údaje základních dřevěných prvků, které jsou uvedeny v publikaci PAVUS - „Hodnoty požární odolnosti stavebních konstrukcí podle Eurokodů“ (Roman Zoufal a kol.).

            Kromě toho lze posuzovat nosníky a sloupy stěn, zabudovaných do plošných konstrukčních sestav, jejichž dutiny jsou prázdné, nebo jsou vyplněny izolací, pokud není požadována požární odolnost vyšší než 60 minut. V této evropské normě jsou uvedeny příslušné vztahy pro stanovení času porušení desek (kritérium E - celistvost) na bázi dřeva nebo sádrokartonových desek (vybraných typů - A, H, F). Mimoto jsou uvedeny základní vztahy pro posouzení izolačních schopností těchto desek (kritérium I - izolace). K dispozici jsou i účinnosti izolačních vláknitých materiálů vyplňujících dutiny - v závislosti na druhu použitého vlákna (skelné nebo minerální) a jejich objemových hmotností.

            Teoretické výpočty požární odolnosti prováděné podle těchto norem by měly být, oproti průkazu zkouškami, na straně bezpečnosti. Základním předpokladem je návrh dřevěné konstrukce podle ČSN EN 1991-1-1 a dalších platných norem. Ale je tento požadavek vždy splněn ?

            V porovnání k poměrně přísným zkušebním normám, jako např. ČSN EN 1365-1, ČSN EN 1365-2; a normám řady EN 13 381 - x (příspěvky ke zvýšení požární odolnosti stavebních konstrukcí), umožňuje ČSN EN 1995-1-2 (zřejmě dosud jako jediná EN) využití superpozice.

            Na základě těchto výpočtů může být provedena certifikace stavebních konstrukcí dřevostaveb bez zkoušek.

            Závěrem si dovoluji podotknout, že v České republice, kromě evropských norem zůstávají nadále v celé šíři platné i české návrhové normy řady 73 08 .. (požární bezpečnost staveb), které např. rozlišují:

-       druhovost konstrukcí - u dřevostaveb: DP2, nebo DP3 ;

-       požární otevřenost či uzavřenost ploch obvodových stěn.

Kromě toho jsou platné normy zkušební, zejména ČSN 73 0863 Šíření plamene po povrchu stavebních konstrukcí, ČSN 73 0865 Odkapávání hmot z podhledů stropů a střech, ČSN ISO 13785-1 Zkoušky reakce na oheň pro fasády - Část 1: Zkouška středního rozměru.

          Stanovení národních požadavků je právem každé členské země EU. Např. v Německu stále platí normy DIN 4102 a zavedení Eurokodů a zřejmě i uznávání výpočtů podle nich se časově posouvá.

            Kromě toho se stále častěji setkávám s požadavkem dodatečného průkazu možných nebezpečných lokalit v dřevěných konstrukcích (kterým již byl udělen certifikát), jako jsou spoje, prostupy, zapuštěné rozvody instalací apod. Tyto požadavky jsou většinou zcela oprávněné. Proto se domnívám, že zejména u vícepodlažních budov s konstrukcemi na bázi dřeva by měly být tyto problémy dořešeny. Správné dělení budov do požárních úseků přispívá k zajištění bezpečnosti osob při požáru.

Informace:

Za účelem hodnocení požární odolnosti stávajících vybraných stavebních konstrukcí a výrobků pro použití při změnách staveb byla vypracována normativní Příloha D ČSN 73 0834, která bude k dispozici zřejmě koncem prvního pololetí letošního roku 2011.