Skúška požiarnej odolnosti drevostavby
Pred početným medzinárodným publikom a za mimoriadne veľkého záujmu odbornej verejnosti i médií sa dňa 16. mája 2012 v priestoroch autorizovanej skúšobne Fires, s.r.o, v Batizovciach uskutočnil demonštračný projekt požiarnej odolnosti viacpodlažnej budovy na báze dreva...
Plne rozvinutý požiar
Predmetom skúšky bol model budovy na báze dreva, na ktorom boli simulované podmienky pri vzniku a priebehu reálneho požiaru.
Akciu koordinovala Sekcia drevostavieb Zväzu spracovateľov dreva Slovenskej republiky (SD ZSD SR) v spolupráci s partnerskými firmami, Technickou univerzitou vo Zvolene a Žilinskou univerzitou v Žiline v rámci 7. medzinárodnej vedeckej konferencie WOOD & FIRE SAFETY 2012.
Realizácia demonštračného projektu sa uskutočnila v priestoroch jednej z najmladších európskych skúšobných a certifikačných inštitúcií preto, lebo Fires, s.r.o., je oprávnená vydávať osvedčenie o kvalite a správnosti konštrukčných postupov z hľadiska protipožiarnej bezpečnosti.
Po ukončení skúšky zostal objekt zvonka nepoškodený
Išlo o dvojpodlažnú budovu z drevenej prefabrikovanej panelovej konštrukcie pôdorysných rozmerov 4,9 x 3,7 m, s výškou 5,6 m, s nosným dreveným rámom, ktorý bol tepelne izolovaný – vyplnený minerálnou vlnou. Obvodové steny z interiéru boli doplnené o inštalačnú vrstvu, predsadenú pred dosky OSB, tak ako sa takáto konštrukčná skladba pri drevostavbách realizuje. Bola tak isto izolovaná výplňou z minerálnej vlny. Z vonkajšej strany bol aplikovaný kontaktný zatepľovací systém – dve steny na báze minerálnej vlny a ostatné dve steny z drevovláknitých dosák. Vnútorné povrchy boli obložené sadrokartónovými doskami v niektorých častiach protipožiarnymi, inde štandardnými.
Skladby obvodových stien, stropu, strechy i priečok boli navrhnuté s ohľadom na požiarnu odolnosť stavebného systému blízkej budúcnosti pre nízkoenergetické a energeticky pasívne viacpodlažné domy na báze dreva, pričom boli dimenzované na požiarnu odolnosť v troch medzných stavoch (R - únosnosť, E - celistvosť a I - tepelnú izoláciu) 45 minút. Treba podotknúť, že nešlo o drevenú zrubovú stavbu ani o stavebný systém, v ktorom by bola drevená nosná konštrukcia priamo vystavená účinku požiaru.
Súčasťou stavby boli okná so štandardnou požiarnou odolnosťou, umiestnené nad sebou, na ktorých sa testoval vplyv protipožiarnej rolety, ktorá zabráni preneseniu požiaru po fasáde do horných častí objektu.
Požiarne zaťaženie predstavovalo drevné palivo s hmotnosťou 30 kg/m2 plochy, ktorého horenie bolo iniciované zápalnou látkou a ponechané do štádia plne rozvinutého požiaru. Malo simulovať priebeh požiaru interiéru zariadeného nábytkom, bytovým textilom a ďalšími horľavými súčasťami.
Poškodená bola iba prvá vrstva sadrokartónu
Demonštračným pokusom sa podarilo naplniť vypočítaný zámer deštrukčného požiaru a dosiahnuť minimálne 45-minútovú požiarnu odolnosť jedného priestoru bez toho, aby sa požiar rozšíril na vrchné podlažie domu. Celá konštrukcia odolala deštrukcii ohňa a dom na prvý pohľad zvonku neutrpel nijaké viditeľné konštrukčné poškodenie. Po 60-tich minútach hasiči uhasili doznievajúci požiar, aby sa konštrukcie modelu mohli posúdiť po účinku požiaru. Po vychladnutí požiaroviska bolo odstránené vnútorné sadrokartónové obloženie stien, pričom sa zistilo, že drevo nosnej časti drevenej konštrukcie zostalo neporušené. To znamená, že nosná konštrukcia vrátane výstužných dosiek OSB nejavila známky poškodenia a objekt by po nahradení obhorených sadrokartónových dosiek a okenných výplňových konštrukcií mohol opätovne slúžiť svojmu účelu.
Kľúčovú úlohu z hľadiska požiarnej odolnosti zohral dvojnásobný vnútorný obklad stien a trojnásobný obklad stropov sadrokartónom s vystriedaním a dôsledným vytmelením stykov. Výplňové materiály na báze minerálnej vlny zase zabránili šíreniu sa tepla a tým porušeniu medzného stavu „I“ (tepelnej izolácie). Teplotný priebeh požiaru bol monitorovaný termovíznymi kamerami a množstvom termočlánkov, ktoré sa vopred rozmiestnili v priestoroch, na povrchoch i v skladbách konštrukcie, čo umožní hlbšiu analýzu správania sa celej konštrukcie z hľadiska účinku požiaru.
Nepoškodené časti po odstránení vrstiev
Predbežné výsledky ukázali, že zatiaľ čo teplota vo vnútornom priestore pri rozvinutom požiari dosiahla 600 oC a trvala niekoľko desiatok minút (najvyššia v priestore zapálenia bola 860 °C), teploty na vonkajšej strane fasád neprekročili 20 oC. Na stenách vo vnútri pod sadrokartónovými doskami sa pohybovali od 60 do 117 °C, čo nie sú zápalné teploty pre drevo a materiály na báze dreva.
Teploty v žiadnom nosnom konštrukčnom prvku nepresiahli hodnotu, ktorá by spôsobila zmenu ich mechanických vlastností. Podrobné výsledky budú zverejnené v samostatnej monografii, ktorú autori demonštračného pokusu plánujú vydať počas letných mesiacov. Čitatelia a priaznivci časopisu Dom a Byt budú jedni z prvých, ku ktorým sa vyhodnotenia skúšky dostanú.
Členovia Sekcie drevostavieb ZSD SR chcú údaje a argumenty vyplývajúce z demonštračnej skúšky využiť na radikálnu zmenu legislatívy v protipožiarnej ochrane v Slovenskej republike, ktorá je dnes už prežitá a nedovoľuje stavať stavby vyššie ako 2 obývateľné nadzemné podlažia z nosnej konštrukcie na báze dreva.
Vo vyspelej Európe je pritom povolený počet podlaží vyšší, napríklad:
V Českej rep.: 4
V Nemecku: 4
Vo Švajčiarsku: 4
V Rakúsku: 5
Vo Veľkej Británii: bez obmedzenia
V Škandinávii: bez obmedzenia
Filozofia moderných protipožiarnych noriem vrátane „eurokódov“ je v súčasnosti postavená na komplexe požiarno-bezbečnostných opatrení so systémovým prístupom, čo umožňuje bezpečnú výstavbu aj z konštrukčných celkov, ktorých nosné jadro je z dreva a drevných materiálov.
Práve nedostatočná, zastaraná legislatíva na Slovensku vyvoláva neochotu projektantov, pustiť sa do odvážnych projektov nielen v individuálnej bytovej výstavbe, ale predovšetkým v stavbách verejného významu.
Aj demonštratívny požiar domu, v ktorom boli naprojektované a použité bežne dostupné konštrukčné systémy, dokázal, že drevostavby – ak sú kvalitne projektované a kvalitne zhotovené – spĺňajú požiadavky požiarnej odolnosti a sú bezpečné z pohľadu ich užívateľa.
Prof. Ing. Jozef Štefko, CSc.
Prof. Ing. Anton Osvald, CSc.