Galéria (26)

Treba sa obávať požiaru v stavbách z dreva?

24. 01. 2016

Na uvedenú otázku možno dať jednoznačnú odpoveď. Áno, ako v každej inej budove.

Musia drevostavby horieť?

Keby sme sa vrátili hlboko do histórie, najstarší nález o tom, že človek využíval oheň, pochádza z Kene spred 1,4 milióna rokov. O používaní ohňa v praveku svedčia i nálezy z Juhoafrickej republiky spred milióna rokov a z územia Číny približne spred 700-tisíc rokov. Podľa archeológov W. C. Peia, P. Teilharda de Chardina a C. Younga už homo sinantropus vedel využívať oheň. Našli sa náleziská so 6 m vysokou vrstvou zuhoľnateného dreva. Svedčí to o tom, že človek síce vedel oheň využívať, nevedel ho však zakladať.

Samozrejme, najvhodnejším palivom na udržanie ohňa bolo drevo. Od chvíle, ako oheň vstúpil na Zem, nastali s jeho tajomnou silou problémy. Najskôr s jeho udržaním a neskôr s udržaním jeho hraníc užitočných pre človeka.

Údaje o počte požiarov podľa času vzniku požiaru s charakteristickým priebehom počas 24 hodín na základe celoročnej štatistiky.

Oheň, „dobrý sluha“, sa často stával i stáva „zlým pánom“. Keď prerastie do požiaru, znamená pre ľudí nesmiernu katastrofu. Najstarším historicky zaznamenaným požiarom je zničenie Artemidinho chrámu v Efeze (356 pred n. l.). Dva rozsiahle požiare v roku 6 a v roku 64 vypukli v starom Ríme, pričom požiar z 18. júna 64 je považovaný za najväčšiu požiarnu katastrofu staroveku. Človek sa vyčíňaniu požiarov nečinne neprizeral. Muselo prejsť veľa rokov, kým sa ľudstvo dopracovalo k poznaniu, že úspešný boj s priveľkým ohňom je možný združovaním sa v spolkoch, že pomôže účelnejšie vystrojovanie a vyzbrojovanie sa protipožiarnymi prostriedkami a v neposlednom rade aj vydávanie predpisov v oblasti ochrany pred požiarmi.

Charakteristický priebeh požiaru.

odborník radí

Pri vhodnom projekčnom riešení, pri kvalitnom vykonaní remeselných prác a pri aplikácii protipožiarnych technológií je aj z dreva možné stavať požiarne bezpečné budovy.

Všade, kde vznikali civilizácie, v ktorých sa na malom priestore koncentrovalo veľa ľudí, vznikali určité formy ochrany pred požiarom. Prevencia je totiž jej prvým krokom. V bývalom Uhorsku, do ktorého patrilo aj Slovensko, cisár Jozef II. vydal v roku 1788 prvý Požiarny poriadok, na ktorý postupne nadväzovali ďalšie úpravy. Spomínané nariadenie cisára Jozefa II vo svojich predpisoch zakotvuje aj oblasť prevencie, kde sa nariaďuje obíjať drevené trámy tŕstím a následne ich opatriť omietkou, aby sa tým zabránilo šíreniu ohňa.

Požiar 34-poschodovej výškovej budovy v Dubaji, Spojené arabské emiráty

Požiar je fenomén, ktorý sprevádza ľudstvo aj v súčasnosti. Je logické, že ho spájame a materiálmi, ktoré horia, teda aj s drevom. Otázka však znie: Je potrebné požiar spájať aj s drevostavbami? Drevená konštrukcia tvorí budovu, tak ako ju vytvára aj konštrukcia z iných materiálov (oceľ, betón, tehla a i.). Pre každú z nich platia rovnaké protipožiarne predpisy. Budova sa musí z hľadiska protipožiarnej bezpečnosti navrhnúť a postaviť tak, aby pri požiari:

a)   umožnila bezpečnú evakuáciu osôb, zvierat, prípadne vecí (majetku), z horiacej alebo požiarom ohrozenej budovy, prípadne jej časti, na voľné priestranstvo alebo do iného požiarom neohrozeného priestoru;
b)   bránila šíreniu požiaru medzi jednotlivými požiarnymi úsekmi vnútri budovy;
c)   bránila šíreniu požiaru mimo budovy, napríklad na inú budovu alebo jej časť;
d)   umožnila účinný zásah hasičov pri hasení a záchranných prácach.
Splnenie uvedených požiadaviek sa preukazuje projektovým riešením, ktoré zahrnuje najmä:
•   členenie stavieb na požiarne úseky;
•   určenie požiarneho rizika;
•   určenie požiadaviek na konštrukcie budovy;
•   zabezpečenie evakuácie osôb a zvierat;
•   určenie požiadaviek na únikové cesty;
•   určenie odstupových vzdialeností;
•   určenie požiarnobezpečnostných opatrení;
•   určenie zariadení na zásah.

Ak sú uvedené predpisy splnené a budova je bezpečná, nezáleží na konštrukcii. I napriek tomu sa mnohokrát stretávame s nedôverou v drevené konštrukcie (drevostavby) práve vo vzťahu k požiaru.

Nasledujúca štatistika ukazuje, že na požiar nemá vplyv len materiál. Na obr. 2 a 3 je uvedený charakteristický priebeh výskytu požiarov počas dňa.

Stĺpce výskytu požiarov v jednotlivých hodinách dňa modelujú krivku, ktorá nám hovorí o tom, že príčiny požiarov treba hľadať skôr v ľuďoch ako v materiáloch, výrobkoch, zariadeniach či stavbách. Tie sú rovnako horľavé v každú hodinu dňa, a ak by iba ich vlastnosti mali byť príčinami požiarov, priebeh krivky by mal mať lineárny charakter. {R1}

Priebeh požiaru si môžeme uviesť na modelovom príklade požiaru v byte. Zapáli sa napríklad čalúnenie na pohovke. Zdrojom môže byť cigareta alebo hra so zapaľovačom – malý neškodný plameň. Požiar sa bude vyvíjať takto: plamene šľahajú z operadla pohovky; aby sa oheň mohol rozrásť, potrebuje tri základné ingrediencie – palivo, teplo a kyslík; hlavným zdrojom paliva pre požiar je tu čalúnenie, ako horí, teplo rozkladá ďalšie materiály, tie vytvárajú zmes horľavých plynov a v kombinácii s kyslíkom vzniká v miestnosti oslnivá chemická reakcia a plamene.

Príklad viacpodlažnej výstavby na báze dreva v Rakúsku – krajine s jednou z najkonzervatívnejších protipožiarnych autorít
J. Sandanus

Plameň sála do vnútra pohovky, teplo a oheň konzumuje čím ďalej tým viac paliva. Cyklus sa stále opakuje a oheň sa rýchlo rozrastá. Začína sa šíriť po stenách a pri strope sa hromadí ťažký dym. Dym je horúci plyn, ktorému strop bráni v pohybe. Oheň ohrieva i iné predmety, dochádza k pyrolýze, začína sa z nich dymiť a stávajú sa ďalším palivom. Vzniká rozpálená vrstva, ktorá bude horieť. Aj požiare sa menia a vyvíjajú. Po dvoch minútach po zapálení má tento oheň väčšiu teplotu, ako by mal v minulosti. Dôvodom je materiálová skladba, ktorá sa pri zariaďovaní bytov používa. V roku 1950 vrcholil požiar bytu po 15 minútach a dosahoval teplotu 760 °C, dnes môže dosiahnuť 1 100 °C už po troch minútach. Požiar sa rozrastá z neškodného plameňa a energia, ktorá sa pri tom uvoľnila, zničí byt za menej ako desať minút.

Teraz je už všetko pripravené, aby požiar mohol prejsť do druhej etapy. Celkové priestorové vzplanutie je pri požiari zlomovým okamihom, vtedy prechádza požiar z nebezpečnej do extrémne nebezpečnej situácie. Všetko, čo sa sústredilo do jedného priestoru, náhle exploduje a začína ohrozovať iné priestory a ľudí nebezpečným dymom, plameňmi a vysokými teplotami. Oheň voľne horí a každú sekundu sa zosilňuje.

Moderné drevostavby sa tak ako každá budova tiež nemôžu úplne vyhnúť riziku požiaru.

V počiatočnej fáze plamene olizujú strop a plazia sa po stenách. Horľavé plyny unikajú k stropu, nemajú sa kde rozplynúť a vytvárajú vrstvu horúceho dymu. Po určitom čase (v závislosti od paliva a priestoru) teplota stúpa a prostredie v priestore sa mení. Časť dymu je nasávaná späť k ložisku ohňa. Vzniká zóna nízkeho tlaku, ktorá umožňuje ohňu dýchať. Dym a teplo sú z hornej vrstvy vytláčané a zo dna sa nasáva vzduch, ktorý oheň vyživuje. V priestore sú dve zóny s rozdielnou teplotou. Horúce plyny vytvoria vrstvu dymu, ktorý tlie pri teplotách presahujúcich 800 °C.
Dym si vytvára vlastnú tepelnú turbulenciu, pulzuje ako živý tvor. Teplota stúpa. Ak sa v dyme začnú objavovať plamene, blíži sa celkové vzplanutie. Po krátkom čase sa plyny na rozohriatych stenách zahrejú vďaka chemickým reakciám na rovnakú teplotu, ako má sám oheň. Teplota dosiahne okolo 900 °C a plynové kapsy začínajú reagovať s chladnejším kyslíkom pod sebou. Prehriate plynné zmesi sú v neustálom nútenom pohybe smerom od priestoru priameho plameňového horenia do priestorov s menším tlakom. Tam sa miešajú so vzduchom a so vzdušným kyslíkom tvoria horľavý súbor s vysokým energetickým potenciálom. Keď horľavý súbor pod stropom dosiahne horľavú koncentráciu, vznieti sa alebo vzplanie (v závislosti od lokálnych podmienok). Takto vzniknutý oheň sa bude ďalej šíriť pod stropom až po najvyššiu úroveň. Dochádza k vznieteniu samotných plynov, nasleduje ich pulzácia nazývaná aj tanec anjelov.

V tejto súvislosti je dôležité pripomenúť, že pri tzv. efekte rollover ide o plyny, ktoré horia pod stropom miestnosti, zatiaľ čo pri efekte nazývanom flashover (priestorové vzplanutie) je v plameňoch celý objem zasiahnutého priestoru (t. j. tepelnou radiáciou spôsobené prehriatie povrchov a vytváranie energeticky vysoko dotovaného primárneho horľavého súboru).

Treťou etapou požiaru je úplne rozvinutý požiar. Na podmienky úplne rozvinutého požiaru sa testujú konštrukcie stien, stropov, uzáverov a ostatných zákonom predpísaných častí stavieb, pri ktorých sa stanoví ich požiarna odolnosť.

Posledná etapa je zánik požiaru, a to vyhorením paliva alebo likvidáciou hasičmi. Na obr. 5 sú fotografie z požiarov výškových budov moderného typu s moderným požiarnobezpečnostným zariadením a bez prítomnosti horľavého materiálu v konštrukciách. I napriek tomu požiar vznikol, bola nutná jeho likvidácia, evakuácia osôb a odstránenie spôsobených škôd.

Drevu v spojení s inými materiálmi možno zabezpečiť pozitívne protipožiarne vlastnosti.

Čo bráni stavať viacpodlažné drevostavby na Slovensku?

Moderné drevostavby sa tak ako každá budova tiež nemôžu úplne vyhnúť riziku požiaru. Na tomto mieste treba upozorniť, že pod drevostavbou nechápeme konštrukciu z ranej éry prefabrikovaných konštrukcií (známe pod názvom Okal alebo Unimobunka), v časoch ich realizácie sa totiž protipožiarnej ochrane drevostavieb nevenovala taká pozornosť ako dnes.
Súčasná drevostavba je komplexne riešená aj z hľadiska protipožiarnej ochrany. Ak vznikajú požiare, vznikajú väčšinou v procese výstavby, rekonštrukcie a veľmi malé percento je v čase prevádzky takejto budovy. Ak by sme sa sústredili len na prevádzku, množstvo požiarov vzniká od vykurovacích telies, hlavne od vykurovacieho telesa na pevné palivo (kozub), ktoré nie sú vždy inštalované podľa pravidiel protipožiarnej ochrany. Rovnako technické riešenie vývodov týchto telies nie je korektné a už na prvý pohľad sa stáva zdrojom prípadného požiaru. Ak sa vyhneme týmto chybám, budova z drevenej konštrukcie bude rovnako bezpečná ako budova z inej konštrukcie.

Graf porovnania požiarnej odolnosti hliníkových, oceľových a drevených nosníkov.

Súčasné predpisy na Slovensku nedovoľujú stavať viacpodlažné drevostavby. V legislatíve je to zakotvené hlavne prostredníctvom vzťahu výšky objektu a charakteru materiálu – je klasifikovaný ako horľavý. Takže ak je na nosnú konštrukciu použité drevo, hoci impregnované retardérom horenia, obložené niekoľkými vrstvami protipožiarnych nehorľavých materiálov a dôsledne odizolované tepelne odolnou izoláciou, v zmysle klasifikácie konštrukcie ako zmiešaného konštrukčného celku nemôže byť použité na viacpodlažnú výstavbu, dokonca ani keď je požiarne riziko podstatne znížené technickými zariadeniami, napríklad automatizovanými samohasiacimi hlavicami (sprinklermi).

Obytný komplex sedempodlažných budov v Berllíne – Esmarchstraße (2008); architekti: Architekten Kaden/Klingbeil (zdroj: architecturelab.net)
architecturelab.net

Požiarne deliace stavebné konštrukcie ohraničujú požiarne úseky a zabraňujú šíreniu požiaru.

Prečo sa to inde dá?

Odborníci si kladú celý rad otázok typu: Iné drevo horí inak? Majú v krajinách, kde je povolená viacpodlažná výstavba, benevolentnejšie protipožiarne predpisy? Je potrebné poznamenať, že súčasné moderné drevostavby sú stavané z materiálov, čo sú certifikované a majú deklarované svoje technické vlastnosti, ktoré sa overujú v akreditovaných skúšobniach. To sa pozitívne odráža aj v protipožiarnej ochrane. Je logické, že drevo sa zapáli a šíri plameň, ale aj to sa dá upraviť práve retardérmi horenia. Na základe výskumov vykonaných v renomovaných inštitúciách sa však zistilo, že drevo má niektoré dobré vlastnosti aj z hľadiska protipožiarnej ochrany. Zaujímavé je, že drevu v spojení s inými materiálmi možno zabezpečiť pozitívne protipožiarne vlastnosti.

Spôsob odhorievania stropných trámov (zdroj: Buchannan) a) pri použití sadrokartónovej dosky, b) bez použitia sadrokartónovej dosky

Na vyššie uvedených obrázkoch vidieť, že kovové konštrukcie vplyvom teploty strácajú svoje pevnostné vlastnosti skôr ako drevené. Drevo má tzv. autoretardačný charakter. Horením vzniká zuhoľnatená vrstva, ktorá sama osebe predstavuje izoláciu – ďalej spomaľuje samotné horenie. Tieto poznatky sa využívajú v hodnotení požiarnej odolnosti a uvedené vlastnosti sa dajú deklarovať skúškami a výpočtami.

Stanovenie požiarnej odolnosti je harmonizovaný postup klasifikácie stavebných výrobkov a prvkov stavieb. Táto klasifikácia je založená na skúšobných postupoch. Určuje sa postup klasifikácie stavebných výrobkov a prvkov stavieb na základe údajov zo skúšok požiarnej odolnosti a zo skúšok tesnosti proti prieniku dymu.

Odhorievanie stropných nosníkov podľa použitia izolácie (zdroj: Buchannan)

Odhorievanie stropných nosníkov podľa použitia izolácie

Všeobecne sa požaduje určenie nosnosti, celistvosti alebo izolácie. Špecifikujú sa aj ďalšie voliteľné vlastnosti, menovite radiácia, mechanické hľadiská, schopnosť samouzatvárania a prienik dymu. Požiarna odolnosť sa musí stanoviť pri všetkých stavebných konštrukciách, nielen pri tých na báze dreva. Hodnotiacimi kritériami sú:
Nosnosť a stabilita R je schopnosť prvku konštrukcie odolávať určitý čas požiaru pôsobiacemu na jednu alebo viacero strán pri určenom mechanickom namáhaní bez straty jeho konštrukčnej pevnosti. Kritériá na hodnotenie hroziaceho zrútenia sa menia v závislosti od druhu nosného prvku. Pri prvkoch zaťažených ohybom, napríklad pri stropoch a strechách, je to rýchlosť deformácie (rýchlosť priehybu) a medzný stav pre skutočnú deformáciu (priehyb), alebo pri osovo zaťažených prvkoch, napríklad pri stĺpoch a stenách, je to rýchlosť deformácie (rýchlosť kontrakcie) a medzný stav pre skutočnú deformáciu (kontrakciu).

Požiarne odolný pás okolo komína bezpečne oddeľuje drevenú konštrukciu (zdroj: archív autora).
Anton Osvald

Požiarne odolný pás okolo komína bezpečne oddeľuje drevenú konštrukciu

Celistvosť E je schopnosť prvku konštrukcie, ktorý má požiarnu deliacu funkciu, odolávať požiaru pôsobiacemu len z jednej strany bez jeho prenosu na nenamáhanú stranu v dôsledku prieniku plameňov alebo horúcich plynov. Tie môžu spôsobiť vznietenie buď nenamáhaného povrchu, alebo akéhokoľvek materiálu nachádzajúceho sa v jeho blízkosti.

Hodnotenie celistvosti sa všeobecne robí na základe nasledujúcich troch stavov porušenia kritéria celistvosti:
•   trhliny alebo otvory presahujúce určené medze;
•   vznietenie bavlneného vankúšika;
•   trvalé horenie plameňom na nenamáhanej strane.

Celistvosť sa musí zisťovať počas skúšky všetkými tromi spôsobmi, pričom bavlnený vankúšik je priložený, kým sa nevznieti, potom sa odstráni a skúška pokračuje, kým nenastanú všetky tri stavy (objednávateľ skúšky má však možnosť zastaviť skúšku, len čo sa dosiahla želaná úroveň). Zaznamenáva sa čas porušenia celistvosti pri dosiahnutí každého stavu. Porušenie kritéria nosnosti sa takisto musí považovať za porušenie celistvosti.

Požiarna deliaca stena (Feuermauer) z drevenej konštrukcie s požiarnou odolnosťou 90 min

Tepelná izolácia I je schopnosť prvku konštrukcie odolávať požiaru pôsobiacemu len z jednej strany bez prenosu požiaru ako dôsledku významného prechodu tepla z namáhanej strany na nenamáhanú. Prechod tepla musí byť obmedzený tak, aby sa ani nenamáhaná strana ani nijaký materiál v jej tesnej blízkosti nevznietili. Prvok musí poskytovať aj zábranu proti šíreniu tepla dostatočnú na ochranu ľudí v jeho blízkosti.

Klasifikácia celistvosti závisí od toho, či sa prvok klasifikuje, alebo neklasifikuje aj z hľadiska izolácie. Ak sa klasifikuje z hľadiska celistvosti E aj izolácie I, hodnota rozhodujúca pri klasifikácii celistvosti sa určí ktorýmkoľvek z troch stavov porušenia kritéria celistvosti podľa toho, ktorý stav nastal prvý. Ak sa prvok klasifikuje z hľadiska celistvosti E, ale nie z hľadiska izolácie I, hodnotu pre klasifikáciu celistvosti určuje čas do porušenia kritéria celistvosti dosiahnutím stavu „trhliny/otvory“ alebo stavu trvalého horenia plameňom podľa toho, ktorý stav nastal ako prvý.

Prerušenie dreveného obkladu rímsou s oplechovaním vytvára predel proti šíreniu plameňa. Ten rozdeľuje celú odvetranú vzduchovú medzeru kvôli komínovému efektu
Jozef Štefko

Pri všetkých deliacich prvkoch okrem dverí a uzáverov sa za medzný stav na určenie tepelnej izolácie považuje vzrast priemernej teploty na nenamáhanom povrchu, obmedzený na 140 °C nad začiatočnú priemernú teplotu, pričom vzrast maximálnej teploty v ktoromkoľvek bode je obmedzený na 180 °C nad začiatočnú priemernú teplotu.

Izolácia riadená radiáciou W je schopnosť prvku konštrukcie odolávať požiaru pôsobiacemu len z jednej strany a znížiť pravdepodobnosť prenosu požiaru ako dôsledku významného množstva vyžiareného tepla buď cez prvok, alebo z jeho nenamáhanej strany na materiály ležiace v jej blízkosti. Prvok môže byť potrebný aj na ochranu ľudí v okolí. Prvok, ktorý spĺňa kritériá tepelnej izolácie I, h alebo I2, sa súčasne považuje za schopný vyhovieť aj požiadavke W v tom istom časovom intervale.

Návrh 30-podlažnej budovy z dreva vo Vancouvri od architekta Michaela Greena (zdroj: constructiondatacompany.com)
constructiondatacompany.com

Porušenie kritéria celistvosti stavom „trhliny a otvory presahujúce určené medze“ alebo stavom „trvalé horenie plameňom na nenamáhanej strane“ znamená automaticky porušenie kritéria radiácie. Prvky, pri ktorých sa hodnotí radiácia, sa označia pridaním W ku klasifikácii (napr. EW, REW). V prípade týchto prvkov je klasifikácia daná časom, v priebehu ktorého maximálna hodnota radiácie meraná podľa skúšobnej normy nepresiahne 15 kW . m².

Požiarne odolné dvere na báze dreva ako požiarny uzáver a zároveň uzáver vzduchotesnej roviny
Jozef Štefko

Postaviť výťahovú šachtu z materiálov na báze dreva je vrcholom vedomostí o materiáli a konštrukcii.

Overuje sa aj požiarna odolnosť jednotlivých skladieb konštrukcií. Zaujímavé štúdie uvádza vo svojej práci známy expert na protipožiarnu bezpečnosť drevených stavieb Buchannan. Uvažuje o odhorievaní stropných nosníkov, ktoré je znázornené na obr. 8. Znázorňuje situácie, keď sa použije sadrokartónová doska z hornej strany alebo keď sa použije izolácia po bokoch nosníka. Obr. 9 od toho istého autora znázorňuje rozdiel degradácií stropných nosníkov, ak je stropná konštrukcia bez izolácie dutín alebo s ňou. Vykonané sú aj experimenty a konštrukčné návrhy na požiarne bezpečné vedenie elektroinštalácie a riešenie iných požiarne rizikových miest.

Už v 80. rokoch minulého storočia sa stavali v Nemecku požiarne bezpečné drevostavby, kde bola navrhovaná deliaca stena (Feuermauer) z drevenej konštrukcie s požiarnou odolnosťou 90 min na základe výpočtov a meraní podľa Kordinu a Mayer – Ottensa.

Požiarna deliaca stena (Feuermauer) z drevenej konštrukcie s požiarnou odolnosťou 90 min

Požiarne deliace stavebné konštrukcie ohraničujú požiarne úseky a ich účelom je zabrániť šíreniu požiaru mimo požiarom napadnutého požiarneho úseku vo vodorovnom alebo zvislom smere. Medzi tieto požiarne deliace konštrukcie patria:
a)   požiarne steny;
b)   požiarne stropy;
c)   obvodové steny.
Požiarna odolnosť požiarnych deliacich konštrukcií (požiarnych stien, požiarnych stropov a obvodových stien) sa nesmie znížiť alebo porušiť nikami či inými oslabenými miestami (napríklad škárami, stykmi), alebo požiarne neuzavretými otvormi a priestupmi technických alebo technologických zariadení pod požadovanú požiarnu odolnosť.

Otvory v požiarnych stenách a otvory v požiarnych stropoch musia byt‘ požiarne uzatvárateľné. Časť požiarnej steny alebo požiarny uzáver sa môže nahradiť automatickými požiarnotechnickými zariadeniami, ktoré majú schopnosť zamedziť šíreniu požiaru najmenej na taký čas, na aký je stanovená ich požadovaná požiarna odolnosť.

Komplex USACE Seattle District headquarters v USA (architekti: ZGF Architects; zdroj: themilitaryengineer.com)
zdroj: themilitaryengineer.com

V Európe i na celom svete sa stavajú viacpodlažné drevostavby

Zúročením uvedených poznatkov a pri dodržaní všetkých bezpečnostných a protipožiarnych pravidiel sa už bezpečne stavajú viacpodlažné drevostavby. V niektorých krajinách sa pravidlá sprísňujú, ale aj to je cesta k povoľovaniu viacpodlažných drevostavieb. Ak v prípade použitia iného materiálu postačuje požiarna odolnosť 60 min., pre drevostavbu sa predpíše 90 min., drevený stavebný prvok sa odskúša v autorizovanej skúšobni, vyhovie skúške, dostane certifikát a môže sa

Montáž výťahovej šachty z materiálov na báze dreva (zdroj: archív autora)

12 Montáž výťahovej šachty z materiálov na báze dreva

stavať. Vrcholom odvahy vraj je postaviť v drevostavbe výťahovú šachtu z materiálov na báze dreva (obr. 12). Tvrdíme, že to nie je vrchol odvahy, ale vedomostí o materiáli a konštrukcii. Dôležitá je aj dôvera v kvalitu vykonaných prác. Potom sa niet čo čudovať, že vznikajú stavby veľkých viacpodlažných komplexov a pripravujú sa projekty výškových budov s drevenou nosnou konštrukciou.

Technológie protipožiarnej ochrany nezabránia vzniku požiaru, ale určite zabránia jeho rozšíreniu.

Aj u nás vieme postaviť viacpodlažnú drevostavbu

Drevostavba podľahla vede. Pod týmto titulkom uviedla spravodajská televízia na Slovensku v máji 2012 správu z modelového požiaru dvojpodlažnej modernej drevostavby, ktorý bol súčasťou 7. medzinárodnej vedeckej konferencie Wood & Fire Safety. Cieľom skúšky bolo overiť, že i v podmienkach na Slovensku je možná výstavba bezpečných viacpodlažných stavieb na báze dreva, taktiež získať cenné výsledky z pohľadu výskumu a vývoja, ktorý v súčasnosti rezonuje na celom svete. Mnohé popredné inštitúcie sa totiž v súčasnosti zaoberajú práve skúmaním protipožiarnej bezpečnosti budov na báze dreva. Naša skúška prebehla v priestoroch renomovanej certifikovanej skúšobne Fires, s. r. o., Batizovce. Táto inštitúcia poskytla aj meraciu aparatúru, pomocou ktorej boli získané výsledky prezentované v tejto publikácii. Model budovy v reálnej mierke i samotný priebeh riadeného požiaru, ktorým bola stavba otestovaná, boli navrhnuté tak, aby simulovali skutočné podmienky reálne postavenej viacpodlažnej budovy z dreva pri zničujúcom požiari. Všetky použité materiály boli aplikované v zmysle reálnej výstavby a požiadaviek na protipožiarnu bezpečnosť. Konštrukcia a konštrukčné skladby boli dimenzované a kontrolované výpočtom podľa európskej normy Eurokód 5. Každá stena pritom reprezentovala inú materiálovú skladbu, aby bolo možné zohľadniť rozmanitosť na stavebnom trhu.

Úrad životného prostredia Dessau (Umweltbundesamt, Dessau, 2004; architekti: Sauerbruch Hutton, Berlin/London, zdroj: europein90.wordpress.com)
europein90.wordpress.com

Stavba bola na začiatku zapálená v dolnom podlaží silným iniciátorom. Požiar sa postupne rozšíril po obidvoch podlažiach, po niekoľkých minútach zlikvidoval zabudované okenné krídlo (nenosnú konštrukciu) a v krátkom čase teplota v ohnisku požiaru dosiahla 1 000 °C. Stavba horela asi hodinu, pričom experiment bol naplánovaný na 45 min. požiarnej odolnosti. Priebeh testu znázorňuje fotodokumentácia. Okno horného podlažia bolo opatrené protipožiarnou zábranou, aby sa otestovala aj schopnosť zabrániť šíreniu požiaru medzi podlažiami prostredníctvom zničených okenných otvorových výplní. Najdôležitejší poznatok zo skúšky je, že po skončení riadeného požiaru nosná konštrukcia drevostavby zostala fakticky nedotknutá. Budova odolala zničujúcemu požiaru a požiarna odolnosť sledovaných konštrukcií vyhovela vo všetkých medzných stavoch (únosnosť, celistvosť i izolácia) viac ako predpokladaných 45 min. Požiar doznel zhruba po 1 h, to znamená, že jej odolnosť by fakticky nebola ani limitovaná. V skutočných podmienkach by v tomto čase bolo požiar možné uhasiť a budovu bezpečne evakuovať. Množstvo účastníkov experimentu si mohlo po ochladení hasičmi stavbu pozrieť aj zvnútra. Na obrázkoch vidieť stopy po požiari v priestore, kde bol úmyselne založený. Druhé podlažie nevykazovalo známky požiaru, aj keď meraním sa dokázalo, že požiar tam prenikol. Samozrejme, že experiment nebol dokumentovaný len fotograficky, ale bolo vykonaných aj 70 meraní teplôt z rôznych miest budovy a z rôznych polôh v konštrukcii.

Priebeh teplôt podľa teplotnej normovej krivky (TNK) a podľa termočlánku Č2, ktorý bol umiestnený v ohnisku požiaru – priestore nad iniciátorom, ktorý zapaľoval palivo.

16 Priebeh teplôt podľa teplotnej normovej krivky (TNK) a podľa termočlánku Č2, ktorý bol umiestnený v ohnisku požiaru – priestore nad iniciátorom, ktorý zapaľoval palivo.

Z mnohých meraní uvádzame iba dva grafy. Na obr. 16 je meranie z miesta, kde bol založený požiar, a porovnávame ho s normovanou teplotnou krivkou, podľa ktorej sa vykonávajú skúšky požiarnej odolnosti. Ako vidieť v grafe na obr. 16, požiar sa rozháral pomalšie, ale dosiahol vyššiu teplotu, ako predpisuje norma. Teploty pod protipožiarnou izoláciou na druhom podlaží boli pritom v rozpätí 15 až 20 °C, hoci pod tými meracími miestami bola teplota asi 1 000 °C.

Teploty pod protipožiarnou izoláciou na druhom podlaží

Montáž integrovaného signalizačného a samohasiaceho systému umožňuje podstatne zvýšiť protipožiarnu bezpečnosť drevostavieb (zdroj: Chaffeybuildinggroup.com).
Chaffeybuildinggroup.com

Protipožiarne technológie

Vo všetkých budovách ohrozených požiarom sa aplikujú protipožiarne technológie. Aj keď je ťažké nazvať napríklad hasiaci prístroj technológiou, je základným povinným vybavením mnohých budov. Vybrané viacpodlažné verejné budovy a budovy na bývanie či ubytovanie (hotely, penzióny a pod.) musia byť vybavené systémom požiarnej signalizácie s hlásičmi požiaru. Týka sa to všetkých konštrukcií, nielen drevostavieb. V súčasnosti sa bežne v rodinných domoch aplikujú autonómne hlásiče požiarov, alebo aj detektory život ohrozujúcich dymov ako splodín horenia.

Interiér miestnosti, v ktorej sa nachádzalo ohnisko požiaru. Významne bola poškodená len prvá vrstva dvojvrstvového obkladu zo štandardných požiarnych sadrovláknitých platní
ForDom s.r.o.

Požiarne hydranty (vonkajšie i vnútorné) sú predpísané a vypočítané na základe druhu stavby. Moderné sprchové systémy sa neriešia len v priemyselných objektoch, ale napríklad aj v strešných konštrukciách. V zhromaždovacích priestoroch (kaviarňach, reštauráciách, kongresových centrách) sa bežne aplikujú hmlové sprchové systémy. Technológie protipožiarnej ochrany nezabránia vzniku požiaru, ale určite zabránia jeho rozšíreniu. Nesmieme zabúdať ani na v súčasnosti dobre vybavené a vycvičené zložky hasičského a záchranného zboru.

Vhodným projekčným riešením, aplikáciou certifikovaných materiálov, pri kvalitnom vykonaní remeselných prác a pri aplikácii protipožiarnych technológií je aj z dreva možné stavať požiarne bezpečné budovy.