Drevo a požiar: trieda reakcie na oheň a rýchlosť zuhoľnatenia

Drevo je horľavý materiál, to je fakt. Napriek tomu sa drevené nosné konštrukcie bežne navrhujú aj tam, kde sa požaduje požiarna bezpečnosť. Dôvod je jednoduchý: masívne drevo zuhoľnatieva od povrchu predvídateľnou rýchlosťou, s ktorou Eurokód 5 počíta, a nezuhoľnatený zvyšok prierezu ďalej nesie zaťaženie. V tomto článku vysvetľujeme dva pojmy, ktoré sa pri dreve a požiari uvádzajú najčastejšie: triedu reakcie na oheň a rýchlosť zuhoľnatenia.

Reakcia na oheň a požiarna odolnosť nie sú to isté

• Reakcia na oheň je vlastnosť materiálu. Hovorí, ako veľmi materiál prispieva k vzniku a šíreniu požiaru, koľko dymu vytvára a či z neho odkvapkávajú horiace kvapky. Uvádza sa vo vyhlásení o parametroch výrobku.
• Požiarna odolnosť je vlastnosť konštrukcie. Hovorí, ako dlho konkrétny trám, stĺp alebo stena odolá požiaru a unesie zaťaženie. Závisí od prierezu, zaťaženia a detailov a určuje ju projektant výpočtom.

Trieda D-s2,d0: čo znamenajú písmená

Klasifikácia reakcie na oheň sa skladá z troch častí. Pri konštrukčnom dreve je to typicky D-s2,d0:

Časť	Význam	Čo znamená pri dreve
D	hlavná trieda reakcie na oheň	materiál so stredným príspevkom k požiaru
s2	tvorba dymu (s1 najmenej, s3 najviac)	rýchlosť nárastu dymu do 180 m²/s² a celkové množstvo dymu za 600 s do 200 m²
d0	horiace kvapky a častice (d0 až d2)	počas 600 sekúnd nevznikajú žiadne horiace kvapky ani častice

Pre laika: drevo horí, ale neodkvapkáva a dym vytvára v strednej miere.

Kedy platí D-s2,d0 bez skúšania

Pri dreve nie je potrebné každý výrobok skúšať v laboratóriu. Európska komisia určila, za akých podmienok sa trieda D-s2,d0 priznáva bez skúšania. Rozhodujú dva parametre: minimálna priemerná hustota a minimálna hrúbka.

Výrobok	Min. priemerná hustota	Min. hrúbka	Právny predpis
Konštrukčné rezivo (vizuálne a strojovo triedené, pravouhlý alebo kruhový prierez)	350 kg/m³	22 mm	rozhodnutie Komisie 2003/593/ES
Lepené lamelové drevo (EN 14080) a drevo s klinovým spojom (EN 15497)	380 kg/m³	22 mm (celková hrúbka)	delegované nariadenie Komisie (EÚ) 2017/1227

Pri lepenom lamelovom dreve pôvodne platilo rozhodnutie 2005/610/ES s minimálnou hrúbkou 40 mm. Nariadenie (EÚ) 2017/1227 ho zmenilo a dnes platí 22 mm. Podmienky sa vzťahujú na všetky dreviny a lepidlá, ktoré normy EN 14080 a EN 15497 pokrývajú.

Pre porovnanie s normovými hodnotami: masívne drevo triedy C24 má podľa EN 338 priemernú hustotu 420 kg/m³, lepené drevo GL24h podľa EN 14080 tiež 420 kg/m³ a GL24c 400 kg/m³. Bežné prierezy KVH a BSH sú navyše oveľa hrubšie ako 22 mm. Triedu D-s2,d0 výrobcovia uvádzajú aj vo vyhláseniach o parametroch, napríklad s odkazom na tabuľku 11 normy EN 14080.

Rýchlosť zuhoľnatenia

Pri navrhovaní na požiar podľa Eurokódu 5, časť 1-2 (EN 1995-1-2) sa počíta s tým, že drevo na povrchu postupne zuhoľnatieva určitou rýchlosťou. Zvyšný, nezuhoľnatený prierez musí uniesť zaťaženie. Norma pracuje s dvoma hodnotami:

• β₀ – jednorozmerná rýchlosť zuhoľnatenia. Používa sa pri požiari z jednej strany, typicky pri doskových prvkoch, stropoch a stenách.
• β_n – nominálna (náhradná) rýchlosť zuhoľnatenia. Zahŕňa vplyv zaoblenia rohov a trhlín a používa sa pri ostatných prvkoch, najmä trámoch a stĺpoch.

Ihličnaté drevo (ρk ≥ 290 kg/m³)	β0 [mm/min]	βn [mm/min]
Masívne drevo (napr. KVH)	0,65	0,8
Lepené lamelové drevo (BSH)	0,65	0,7

Podmienka ρ_k ≥ 290 kg/m³ je pri bežných triedach splnená s rezervou: C24 má charakteristickú hustotu 350 kg/m³, GL24h 385 kg/m³ a GL24c 365 kg/m³.

Ilustračný prepočet

Aby si čísla vedel predstaviť aj laik, uvádzame jednoduchý prepočet. Ide len o vynásobenie rýchlosti časom, nie o návrh podľa normy:

Čas požiaru	β0 = 0,65 mm/min	βn = 0,7 mm/min (BSH)	βn = 0,8 mm/min (masívne drevo)
30 min	19,5 mm	21 mm	24 mm
60 min	39 mm	42 mm	48 mm

Za pol hodiny tak zuhoľnatie z každej exponovanej strany približne 2 až 2,5 cm dreva. Z toho je zrejmé, prečo pri požiarnej odolnosti tak veľmi záleží na veľkosti prierezu. Zároveň vidno, že BSH má nižšiu nominálnu rýchlosť zuhoľnatenia ako masívne drevo.

Skutočný návrh na požiarnu odolnosť je zložitejší. Norma predpisuje ďalšie podmienky a postupy a výsledok závisí okrem iného od zaťaženia, statickej schémy, počtu exponovaných strán a riešenia spojov. Preto ho vždy robí projektant alebo špecialista požiarnej bezpečnosti.

Čo si z toho odniesť

• KVH aj BSH bežne spĺňajú triedu reakcie na oheň D-s2,d0. Podmienky bez skúšania stanovujú predpisy 2003/593/ES a (EÚ) 2017/1227.
• Trieda reakcie na oheň nehovorí, ako dlho konštrukcia vydrží. To je otázka požiarnej odolnosti a výpočtu.
• Ihličnaté drevo zuhoľnatieva rýchlosťou rádovo 0,65 až 0,8 mm za minútu. Väčší prierez znamená väčšiu rezervu.

Dôležité upozornenie

Plné znenie noriem STN EN je platené. Hodnoty v článku sme prevzali zo zdrojov, ktoré normy a predpisy citujú, a slúžia na orientáciu. Pre návrh konštrukcie a jej požiarnej odolnosti platí originálna norma a projektant.

Masívne KVH v triede C24 nájdete v katalógu KVH, lepené hranoly v katalógu BSH. Väčšie prierezy a vyššie triedy vám pripravíme v rámci BSH na zákazku. Cenu posielame na dopyt.

Zdroje

1. Measurlabs: EN 13501-1 fire classification – performance classes and criteria
2. Rozhodnutie Komisie 2003/593/ES zo 7. augusta 2003
3. EUR-Lex: Delegované nariadenie Komisie (EÚ) 2017/1227
4. Delegované nariadenie Komisie (EÚ) 2017/1227 (PDF)
5. Rozhodnutie Komisie 2005/610/ES (Lexaris)
6. Mayr-Melnhof Holz: Vyhlásenie o parametroch BSH DOP_MMHW_101
7. Prof. Dr. Andrea Frangi (ETH Zürich): Brandschutz (2017)
8. Dr. Martin Teibinger: Brandschutz im mehrgeschossigen Holzbau II (2023)
9. Metsä Wood: Kerto manual – Fire resistance
10. Studio Madera: Classi di resistenza legno massiccio di conifera (EN 338:2016)
11. HASSLACHER: Brettschichtholz (produktová brožúra, hodnoty podľa EN 14080)