Drevené zrubové stavby sú požiarne bezpečné

• Foto

Na to aby mohlo horieť sú nevyhnutné tri zdroje požiaru. Sú to dva materiálové zdroje – palivo a kyslík (väčšinou obsiahnutý vo vzduchu), tretím zdrojom je energetický zdroj – teplo. Ak sú tieto zdroje v súlade vo svojich fyzikálnych hodnotách (vzdialenosť, čas, hmotnosť, teplota a celý rad ďalších) položené tak, že nemôže nastať ich vzájomné ovplyvnenie, reakcie potrebné k začatiu horenia a teda aj požiaru nenastanú.

Jedným zo troch zdrojov požiaru je aj horľavý materiál – drevo. Pre stavebné účely drevo malo a má mnoho predností. Horenie dreva, vlastnosť tak výhodná pri dreve – palive, pri dreve – stavebnom materiáli je vlastnosťou veľmi negatívnou. Človek sa však vyčíňaniu ohňa - požiaru neprizeral nečinne. Okrem toho, že zriaďuje zbory na likvidáciu požiaru, snaží sa aj požiarom vopred zabrániť.

Jednou z možnosti je poznanie ako sa materiál chová v podmienkach požiaru. Drevo ako horľavý materiál má tak trochu „schizofrenické“ správanie. Na jednej strane sa pomerne ľahko zapáli, šíri plameň, na druhej strane má vynikajúce vlastnosti čo sa týkajú požiarnej odolnosti. Ľahko je to možné dokázať pri drevených lepených prvkoch, pri ktorých sa požiarna odolnosť ľahko dá vypočítať pomocou eurokódov. Ťažšie overenie je u zrubových konštrukcií, kde je nevyhnutné vykonať test na certifikovanom pracovisku, alebo pomocou eurokodov rátať s určitou nepresnosťou.

V rámci vedeckých prác a prác doktorandského štúdia (Ing. Dalibor Houdek, Ph.D.) boli na našom pracovisku vypracované aj modelové skúšky požiarnej odolnosti fragmentu zrubovej konštrukcie, ktorá bola potom overená v reálnom teste v certifikovanej skúšobni. Výsledky testov uvádzame na niekoľkých fotografiách. O účinnosti a intenzite veľkého zdroja (100 W.m^–2) svedčí hneď obr. 1. Už v 21 sekunde pokusu začína povrch dreva splynovať, tmavnúť a sú badateľné známky horenia. Rýchlo sa utvára zuhoľnatená vrstva na povrchu s popolom. Uvedený fakt je znázornený na obr. 2, ktorý bol zaznamenaný v 20 min. experimentu. V 31 minúte začína drevo horieť plameňom (obr. 3), ktorý však po niekoľkých minútach uhasne. V 47 minúte bola zhotovená záverečná fotografia (obr. 4), kedy drevo nehorelo. Po ukončení pokusu boli fragmenty zrubu rozrezané v polovici, v mieste najintenzívnejšieho pôsobenia tepelného zdroja (obr. 5). Z tohto obrázku najlepšie vidieť koľko materiálu odhorelo a ako vyzerá druhá strana fragmentu konštrukcie, ktorá nebola vystavená ohňu. Je nevyhnutné povedať, že zrub bol budovaný tak, že kontakt medzi drevenými prvkami bol vyplnený minerálnou vlnou pozri detail na obr. 6.

Po takto odskúšaných fragmentoch bola odskúšaná celá zrubová stena (3 × 3 m) v certifikovanej skúšobni na požiarnu odolnosť. Požiarna odolnosť takto zmontovanej steny bola dosiahnutá 180 min. Môžeme si položiť otázku prečo je tomu tak? Drevo má tzv. autoretardačný charakter, čo znamená, že čím dlhšie horí tým sa vytvára silnejšia vrstva zuhoľnateného dreva. Tá oddeľuje drevo od plameňa, zhoršuje prístup kyslíka, výstup a tvorbu horľavých a prchavých plynov. Pôsobí aj tzv. fyzikálnu retardáciu. Zuhoľnatená vrstva je pórovitá o nižšej hustote, čím zhoršuje prestup tepla. Všetky tieto faktory spôsobujú to, že drevo len veľmi pomaly mení svoj prierez, „zdravá“ (teplom neovplyvnená) časť si zachováva svoju stabilitu a dobre dimenzované drevené konštrukcie majú lepšiu požiarnu odolnosť ako konštrukcie z iných – nehorľavých materiálov. Spomínaný autoretardačný efekt sa prejavuje pri všetkých drevených konštrukciách nielen pri zrubových.

V jednej zbierke citátov bolo uvedené čínske príslovie „Ak si chorý choď k lekárovi, ak ti nedokáže pomôcť presťahuj sa do dreveného domu“. Kvôli negatívnej vlastnosti – horeniu, nemusíme zanedbávať respektíve nevyužívať ostatné dobré vlastnosti dreva ako stavebného materiálu. Myslím tým jeho fyzikálne, mechanické, tepelné ale aj ekologické a psychosomatické vlastnosti. Nesmieme však zabudnúť na správnu prevenciu pred požiarom a dodržiavanie protipožiarnej disciplíny. To však musíme robiť v obydliach z iného druhu materiálu.

Wooden log cabins are safe structures from the fire safety point of view
The article deals with fire endurance of wooden log cabin constructions. Wood as a combustible material has certain “schizophrenic“ behaviour. On one hand, it can light up quite easily, it spreads flames, on the other hand, it has excellent characteristics what concerns fire endurance. It may be easily proved with wooden glued elements when fire endurance may be calculated easily using eurocodes. It is more difficult to prove it with log cabin structures where it is necessary to perform test on a certified workplace or using eurocodes to calculate with certain precision. The article describes model tests of fire endurance of a log cabin structure fragment which was then verified in a real test in a certified test room.

Autor

• Prof. Ing. Osvald Anton CSc.