Vícepodlažní budovy na bázi dřeva

Datum: 14.9.2015  |  Autor: Ing. Bohumil Koželouh, CSc., soudní znalec  |  Recenzent: doc. Ing. Bohumil Straka, CSc., VUT Brno

Článek sleduje na základě zahraničních pramenů vývoj několika dřevostaveb a hrázděných domů v Evropě a Severní Americe. Raritou je návrh 24podlažního dřevěného výškového domu ve Vídni ve čtvrti Seestadt Aspern. Stavební práce mají být zahájeny na podzim letošního roku a budova má být dokončena v roce 2018.

Obrázek 1 – Vícepodlažní hrázděné budovy v Německu. Foto Kues
Obrázek 1 – Vícepodlažní hrázděné budovy v Německu. Foto Kues

Původní konstrukční typy dřevěných budov o více podlažích byly nízkopodlažní srubové stavby a zejména hrázděné budovy (obrázek 1), které prodělaly odlišný vývoj v Evropě a v Severní Americe.

Zatímco v Evropě dřevěná kostra vyplněná cihelným zdivem pozbyla funkčního významu a postupně vymizela, v Severní Americe se s rozvojem industrializace v 1. polovině 19. století začal používat vylehčený skelet z řeziva standardního průřezu 2“ × 4“ (tj. ca. 5 × 10 cm) a stropními fošnami osazenými v stojaté poloze. Stěny byly původně oplášťovány bedněním z řeziva.

Tento konstrukční princip dřevěných tzv. rámových domů (anglicky Timber Frame Houses, v německé literatuře označovaný jako Holzrahmenbau) se používá v Severní Americe do dnešní doby [1]. Pro více podlaží se u tohoto systému používá zpravidla tzv. plošinová konstrukce (anglicky platform frame), u které se postaví stěny ve výšce poschodí a uloží se na ně mezipatrový strop, který tvoří plošinu a vyztužení pro montáž stěn dalšího poschodí. Druhou možností je použití stěn o výšce dvou poschodí s mezilehlým stropem, zavěšeným mezi stěnami (anglicky baloon frame). V tomto případě svislá zatížení z vyšších podlaží nezatěžují stropní konstrukci kolmo k vláknům, ale jsou převedena průběžnými sloupky a redukuje se sedání. Až do nedávné doby však převládaly nízkopodlažní (přízemní a dvoupodlažní) domy.

Obrázek 2 − Šestipodlažní pečovatelský ústav dřevěné konstrukce Berlín-Lichtenberg, 2005
Obrázek 2 − Šestipodlažní pečovatelský ústav dřevěné konstrukce Berlín-Lichtenberg, 2005

Ve střední Evropě vícepodlažní dřevěné budovy ztratily po dobu několika desetiletí na významu vzhledem k nedůvěře k tomuto materiálu a k stavebním požárním předpisům, které výšku dřevěných budov staveb výrazně omezovaly, obvykle do 3 podlaží. Teprve v posledním desetiletí získaly dřevěné vícepodlažní stavby na významu díky jejich kvalitě, volnosti architektonického řešení, prefabrikaci a použití průmyslových výrobních metod. Jako příklady uvádíme šestipodlažní pečovatelský ústav v Berlíně-Lichtenberg z roku 2005 [2], administrativní budovu Finnforest [3] a osmipodlažní budovu v Bad Aibling/Německo z roku 2011 [4]

Obrázek 4 – Osmipodlažní obytná budova z panelů na bázi dřeva se sádrovláknitými deskami Fermacell, Bad Aibling, 2011. Výška budovy 25 m, celá nosná konstrukce je dřevěná, schodiště je železobetonové. Nosné fasádní prvky mají rám z rostlého dřeva zesílený a vyztužený vrstveným dřevem a oboustranně oplášťovaný sádrovláknitými deskami Fermacell. Izolaci tvoří nehořlavé desky z minerální vlny a z vnitřní strany je dvojitý plášť Fermacell. KG Foto: Huber & Sohn GmbH & Co. KG
Obrázek 4 – Osmipodlažní obytná budova z panelů na bázi dřeva se sádrovláknitými deskami Fermacell, Bad Aibling, 2011. Výška budovy 25 m, celá nosná konstrukce je dřevěná, schodiště je železobetonové. Nosné fasádní prvky mají rám z rostlého dřeva zesílený a vyztužený vrstveným dřevem a oboustranně oplášťovaný sádrovláknitými deskami Fermacell. Izolaci tvoří nehořlavé desky z minerální vlny a z vnitřní strany je dvojitý plášť Fermacell. KG Foto: Huber & Sohn GmbH & Co. KG
Obrázek 3 – Administrativní budova firmy Finnforest, Tapiola/Finsko, 2005. Skeletová konstrukce z lepeného lamelového dřeva s ocelovými styčníky
Obrázek 3 – Administrativní budova firmy Finnforest, Tapiola/Finsko, 2005. Skeletová konstrukce z lepeného lamelového dřeva s ocelovými styčníky
 

Z dostupné literatury jsou informace o dřevěných vícepodlažních stavbách zejména v knize Dřevostavby (autor J. Kolb) [5], ve skriptech Navrhování dřevěných vícepodlažních budov (autor Vladimír Bílek) [6] a v dalších publikacích tohoto autora, v tzb-info z 10.5.2012 [7] aj.

K výraznému rozvoji výstavby středně podlažních budov na bázi dřeva dochází v posledních letech ve městech Severní Ameriky (zejména v Britské Kolumbii/Kanada) vzhledem k migraci obyvatel do měst. Současné předpisy v Severní Americe povolují pěti až šestipodlažní obytné budovy na bázi dřeva, které jsou ověřeny u projektantů, architektů i dodavatelů a jsou cenově dostupné. Informace o této výstavbě je v časopise Střechy, fasády, izolace 06/2015 [8]. Na obrázcích 5 a 6 uvádíme další příklady z této výstavby. Podobných komplexů bylo postaveno v posledních letech pouze v Britské Kolumbii více než 150. U těchto vícepodlažních domů na bázi dřeva se používají dva běžné typy konstrukce: plošinová konstrukce (platform framing), u které jsou stropní trámy osazeny přímo na stěnové panely a konstrukce s procházejícími stěnami (ballon framing) se stropem zavěšeným mezi stěnami. Nosné a výztužné stěnové pláště jsou z vodovzdorné překližky nebo desek OSB, venkovní plášť budovy je z nehořlavého materiálu.

Obrázek 5 – Budova v městě Vancouver/ Kanada B.C z r. 2013. Komplex Sail dvou šestipatrových obytných budov obsahuje celkem 170 bytů a dvě úrovně betonových podzemních garáží. Architekt Rositch Hemphill Architects, fotograf Raef Grohne Architectural Photographer
Obrázek 5 – Budova v městě Vancouver/ Kanada B.C z r. 2013. Komplex Sail dvou šestipatrových obytných budov obsahuje celkem 170 bytů a dvě úrovně betonových podzemních garáží. Architekt Rositch Hemphill Architects, fotograf Raef Grohne Architectural Photographer
Obrázek 6 – Obytná budova v městě Richmond/Kanada B.C z r. 2014. Původní návrh sedmipatrové betonové budovy byl z ekonomických důvodů nahrazen šesti patry dřevěné rámové konstrukce na betonovém přízemní s obchody. Architekt Cotter Aarchitects Inc, fotograf Cotter Aarchitects Inc, Jonn Bentley
Obrázek 6 – Obytná budova v městě Richmond/Kanada B.C z r. 2014. Původní návrh sedmipatrové betonové budovy byl z ekonomických důvodů nahrazen šesti patry dřevěné rámové konstrukce na betonovém přízemní s obchody. Architekt Cotter Aarchitects Inc, fotograf Cotter Aarchitects Inc, Jonn Bentley

U vícepodlažních budov v USA je častější masivní skelet z lepeného lamelového dřeva, použitý například v budově Bullit-Centre ve Washingtonu (obrázek 7) [9]. V centru Denveru/USA bylo koncem r. 2014 dokončeno 16 třípodlažních domů, ve kterých je celkem 300 bytů [10]. Domy mají nosný skelet z lepeného lamelového dřeva, dřevěné příhradové nekryté stropní nosníky a stěny s hrubým pláštěm z desek OSB (obrázky 8 až 10).

Obrázek 8 – Nosná konstrukce z lepeného lamelového dřeva bytových domů v Denveru/USA
Obrázek 8 – Nosná konstrukce z lepeného lamelového dřeva bytových domů v Denveru/USA
Obrázek 10 – Trojpodlažní dřevěný bytový dům v Denveru/USA
Obrázek 10 – Trojpodlažní dřevěný bytový dům v Denveru/USA
Obrázek 7 – Nosný skelet z lepeného lamelového dřeva budovy Bullit Centre ve Washingtonu
Obrázek 7 – Nosný skelet z lepeného lamelového dřeva budovy Bullit Centre ve Washingtonu
Obrázek 9 – Hrubá stavba dřevěného bytového domu v Denveru/USA. Hrubý nosný a výztužný plášť z desek OSB
Obrázek 9 – Hrubá stavba dřevěného bytového domu v Denveru/USA. Hrubý nosný a výztužný plášť z desek OSB
 
Obrázek 11 – Model výškové dřevěné budovy Treet v Bergenu/Norsko, 14 podlaží, 62 bytů. Foto: 3Seksti
Obrázek 11 – Model výškové dřevěné budovy Treet v Bergenu/Norsko, 14 podlaží, 62 bytů. Foto: 3Seksti

V současné době se připravuje výstavba výškových budov na bázi dřeva. V Norsku ve městě Bergen má být na podzim připravena k nastěhování výšková budova Treet o 14 podlažích s 42 byty (obrázek 11).

Obrázek 12 – V dubnu 2016 se začne stavět ve Vídni HolzHochhaus, první výšková budova ze dřeva na světě. Vizualizace, foto: Architekturbüro RLP Rüdiger Lainer + Partner
Obrázek 12 – V dubnu 2016 se začne stavět ve Vídni HolzHochhaus, první výšková budova ze dřeva na světě. Vizualizace, foto: Architekturbüro RLP Rüdiger Lainer + Partner

Ve Vídni v městské čtvrti Seestadt Aspern se v dubnu 2016 začne stavět výšková budova ze dřeva, tzv. HolzHochhaus (obrázek 12) [12]. Fasáda věžáku připomíná kůru stromu. Dřevěné povrchy se objeví i v interiérech bytů a kanceláří. Netradiční dřevostavba v pasivním energetickém standardu bude stát na pozemku o rozloze čtyř tisíc metrů čtverečních.

Stavební práce pro 24podlažní dřevěný výškový dům mají být zahájeny na podzim 2015. Budova o výšce 84 m bude za tří čtvrtin ze dřeva, pouze nosná konstrukce výtahů, zásobovacích šachet apod. bude z betonu. Přísná protipožární opatření budou zajištěna automatickým hasicím zařízením a malými požárními úseky. Budova má být dokončena v roce 2018.

Citované prameny

  • [1] Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5 – STEP 2 – Navrhování detailů a nosných systémů, Kapitola E.10-11, vydal IC ČKAIT Praha, 2004
  • [2] Sechsgeschossiges Pflegeheim in Holzbauweise. Bauen mit Holz 2005/1
  • [3] Finnforest Modular Office, http://www.archiweb.cz/buildings
  • [4] http://www.fermacell.de/de/content/holzrahmenbau
  • [5] Josef Kolb, Dřevostavby, Grada Publishing 2011
  • [6] Vladimír Bílek: Navrhování dřevěných vícepodlažních budov, skripta, nakladatelství ČVUT 2006
  • [7] Ing. Jaroslav Benák: Vícepodlažní domy na bázi dřeva:zkušenosti z České republiky a Německa, TZB-info 10. 5. 2012
  • [8] Bohumil Koželouh: Vícepodlažní bytové domy na bázi dřeva v Severní Americe. Střechy, fasády, izolace 06/2015
  • [9] Bullitt centre – nejzelenější budova na světě. Podle podkladů APA – The Engineered Wood Association, USA, zpracoval Ing. Bohumil Koželouh. TZB-info, 28. 10. 2014
  • [10] APA Case study – Glulam beams carry the load at downtown Denver garden apartments
  • [11] http://www.ingenieur.de/mediaviewer/show
  • [12] http://www.wien.gv.at/stadtentwicklung/projekte/aspern-seestadt/
 
Komentář recenzenta
doc. Ing. Bohumil Straka, CSc., VUT Brno
Problematika týkající se bytových a komerčních objektů je v současné době velmi aktuální. Z vývoje dřevěných konstrukcí je zřejmé, že perspektivně se význam dřevěných vícepodlažních a výškových budov bude ve stavebním oboru zvyšovat.
V úvodu příspěvku autor stručným, ale výstižným způsobem uvádí historický vývoj základních konstrukčních typů dřevěných domů od přízemních a nízkopodlažních domů až k vícepodlažním a výškovým objektům (v příspěvku je uvedena výšková budova ve Vídni o výšce 84 m; existují návrhy na budovy ještě větší výšky pro tzv. „dřevěné mrakodrapy“ – například od architekta M. Greena výšky nad 90 m). Tento trend potvrzuje, že autor zvolil pro příspěvek důležité téma.
Hlavní částí příspěvku je charakteristika vybraných typů moderních budov postavených v období 2005 až 2014 a budov, které se začnou stavět v následujícím období. Autor zařadil do příspěvku reprezentativní typy vícepodlažních domů. Zařazení administrativní budovy Bullit centre (USA, Seattle, 2013) považuji za velmi vhodné, protože se jedná o budovu splňující nejpřísnější kritéria (LBC - Living Building Challenge), a to z konstrukčního, uživatelského a energetického hlediska. Také uvedení výškové budovy ve Vídni, jejíž výstavba bude zahájena v roce 2016, je jistě pro čtenáře přitažlivé.
Čtenáři se zájmem o tématiku dřevěných vícepodlažních budov se prostřednictvím článku mohou seznámit s podstatnými a zajímavými charakteristikami budov konstruovaných na bázi moderních dřevěných materiálů a spojovacích prostředků.
I po formální stránce je příspěvek zpracován přehledně, zařazené obrázky s textem pod obrázky účelně doplňují text. V příspěvku jsou uvedeny odkazy na literaturu a internetové zdroje. Příspěvek bude přínosný pro stavební instituce, projektanty a firmy, které se zabývají navrhováním, výrobou a realizací budov s dřevěným nosným systémem, dále pro investory, studenty stavebních fakult a odborných škol i pro širší odbornou veřejnost.
English Synopsis
Multistoried timber buildings

Beginning application – Examples from Europa – Examples from North America – Upcoming high-rise timber buildings

 

Hodnotit:  

Datum: 14.9.2015
Autor: Ing. Bohumil Koželouh, CSc., soudní znalec
Recenzent: doc. Ing. Bohumil Straka, CSc., VUT Brno



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)


 
 

Aktuální články na ESTAV.czČernobílý interiér obývacího pokoje je vyladěn do posledního detailuPraha zapracuje do územního plánu podzemní železniční tratěNový bezbariérový práh EasystepOdborná porota vybrala vítěze „Soutěže o nejlepší projekt“ společnosti Wienerberger