BUDOWNICTWO DREWNIANE – TREND ŚWIATOWY
Wzmożenie rozwoju budownictwa drewnianego w ostatnich latach wynika przede wszystkim z bardziej globalnego, wielowymiarowego postrzegania działalności człowieka, co z kolei przekłada się na zmiany legislacyjne, zarówno te europejskie, jak i krajowe. Pojęcia takie jak „neutralność klimatyczna” czy „ślad węglowy” stanowią już dzisiaj jeden z kluczowych elementów brany pod uwagę przez architektów przy projektowaniu budynków.
Europejski Zielony Ład, pomimo tego, że w wielu dziedzinach, np. w motoryzacji czy rolnictwie, budzi kontrowersje i być może wymaga przedefiniowania, w budownictwie jak dotąd staje się coraz bardziej obecny. Dla przypomnienia, według założeń dyrektywy EPBD już wkrótce nowe budynki publiczne powinny być zeroemisyjne, a kilka lat później takie założenia będą dotyczyły również nowych budynków prywatnych. W kolejnym kroku obowiązek ten będzie dotyczył istniejących budynków poddawanych gruntownej renowacji. Powyższe oznacza, że poszukiwane są takie rozwiązania, które umożliwią spełnienie tych wymagań, a do grupy najbardziej uprzywilejowanych w tym aspekcie materiałów budowlanych należy drewno. Podczas gdy zmiany w kontekście europejskim to odzwierciedlenie obecnej wspólnej polityki klimatycznej, wiele krajów już wcześniej stosowało lokalne wymagania, które opierając się na dostępnej bazie surowcowej oraz wieloletniej tradycji, zachęcały do wykorzystywania drewna w budownictwie. Powyższe oznaczało konieczność stworzenia niezbędnych regulacji, szczególnie z zakresu bezpieczeństwa pożarowego. Przykładowo w Szwecji konieczność zmian dostrzeżono już w latach 90. XX wielu, by po kilku latach pracy, w uzgodnieniu z lokalnymi stowarzyszeniami zrzeszającymi m.in. firmy specjalizujące się w budownictwie z drewna, wprowadzić je pod koniec XX wieku. Pozwoliły one na bardzo wiele, w tym na dynamiczny rozwój wielokondygnacyjnego budownictwa drewnianego, przede wszystkim mieszkaniowego [1]. Takie rozwiązanie ma sens, biorąc pod uwagę lesistość Szwecji i dostęp do lokalnie występującego surowca. Podobnych przykładów jest więcej, ale z polskiego punktu widzenia szczególnie istotny jest sukces Niemiec i Austrii w tej dziedzinie, a więc krajów położonych w podobnej strefie klimatycznej. Można się rozpisać o sprzyjających przepisach, tradycji czy wręcz modzie na budownictwo drewniane, jednak najlepiej zobrazować to kilkoma przykładami realizacji o zróżnicowanym przeznaczeniu – wykonanych zarówno w technologii szkieletowej, jak i masywnej, opartej na drewnie klejonym warstwowo i CLT – w tych krajach w ostatnich latach (rys. 1–10).
Globalny trend
Przykłady nowoczesnego budownictwa drewnianego, zarówno te światowe, jak i z otoczenia Polski, nieustanne apele do krajowych władz: producentów, architektów, stowarzyszeń, inwestorów itp. doprowadziły w 2018 r. do branżowego spotkania zorganizowanego przez Ministerstwo Środowiska, obecnie Klimatu. Uznano za konieczne podjęcie działań zwiększających udział technologii drewnianej w budownictwie mieszkaniowym, tym bardziej że wielu polskich producentów mogło prefabrykować tego typu budynki w Polsce, przy czym zmuszone było je wznosić poza granicami Polski (rys. 11). Zidentyfikowano podstawowe bariery ograniczające rozwój systemowego budownictwa drewnianego w Polsce [2], a następnie, na spotkaniu roboczym w siedzibie KG PSP (22 czerwca 2018 r.), przy współudziale przedstawicieli Ministerstwa Środowiska, Ministerstwa Infrastruktury, Ministerstwa Inwestycji i Rozwoju oraz ITB, za konieczne uznano uzgodnienie potencjalnych zmian (w warunkach technicznych) z KG PSP oraz ITB. Odpowiedzią na takie przedstawienie problemu oraz stanowisko KG PSP, która sugerowała potrzebę przeprowadzenia wcześniej wszechstronnych badań w tym zakresie, było rozpoczęcie w ITB kilku prac naukowo-badawczych, m.in. NZP-124, NZP-135 czy NZP-138, w których przebadano w różnych konfiguracjach konstrukcje drewniane zarówno szkieletowe, jak i masywne, wieńcząc jeden z projektów, przy współpracy KG PSP, badaniem w pełnej skali 2-kondygnacyjnego budynku o szkieletowej konstrukcji drewnianej – 3 pożary wewnętrzne oraz 3 pożary zewnętrzne, szczegółowo opisane w [3, 4] (rys. 12). Wszystkie te działania oraz nieustanne naciski stowarzyszeń branżowych, zrzeszających m.in. producentów domów o konstrukcji drewnianej, doprowadziły do przełomu, którego efekt stanowi nowelizacja wybranych przepisów, umożliwiająca szersze stosowanie drewna w budownictwie [5].
Nowelizacja przepisów
Warto zwrócić uwagę na okoliczności zmian. Dotyczą one tylko czterech paragrafów, jednego z zakresu usytuowania budynków względem granicy działki (§ 12), porządkującego wątpliwości interpretacyjne i precyzyjnie to przedstawiające na rysunkach w nowym załączniku 1a, oraz trzech ściśle związanych z budownictwem drewnianym. Takie podejście pozwoliło na sprawne procedowanie i chociaż nie rozwiązuje wszystkich bolączek budownictwa drewnianego, dla pewnej klasy budynków ewidentnie włączone zostało „zielone światło”. Większe zmiany w podejściu do przepisów z zakresu budownictwa drewnianego wymagałyby ingerencji w znacznie więcej obszarów opisanych w rozporządzeniu [6], np. uwzględnienia SUG, jak to jest w innych krajach, na co nie było czasu.
Wracając jednak do nowelizacji [5] w zakresie drewna, zmianie uległ § 216 ust. 2, w którym po punkcie 3 dodano punkty 4 i 5 w brzmieniu:
4) konstrukcyjnych elementów liniowych (o dominującym jednym wymiarze), w szczególności belek i słupów, wykonanych z drewna klejonego warstwowo o minimalnym wymiarze przekroju poprzecznego co najmniej 14 cm, w budynku niskim (N) ZL, jeśli klasa odporności ogniowej tych elementów jest nie niższa niż R 30 i zastosowano rozwiązania ograniczające możliwość rozprzestrzeniania się pożaru między kondygnacjami;
5) konstrukcyjnych dachowych elementów liniowych (o dominującym jednym wymiarze), wykonanych z drewna klejonego warstwowo o minimalnym wymiarze przekroju poprzecznego co najmniej 14 cm, w budynku niskim (N) lub średniowysokim (SW) hali sportowej lub krytego basenu, jeżeli klasa odporności ogniowej tych elementów jest nie niższa niż R 30.
Warto przypomnieć, że wspomniany ust. 2 dotyczy elementów budynku, które powinny być nierozprzestrzeniające ognia, przy czym dopuszcza się zastosowanie słabo rozprzestrzeniających ogień (zgodnie z załącznikiem 3 są to elementy spełniające klasę reakcji na ogień: C-s1, d0; C-s2, d0; C-s3, d0 oraz D-s1, d0).
Teoretycznie ta zmiana niewiele wnosi, bo drewno bez dodatkowych badań charakteryzuje się klasą reakcji na ogień D-s2, d0, a więc nie spełnia kryterium przypisanego do elementów słabo rozprzestrzeniających ogień. Uwzględniając jednak liniowy charakter dopuszczonych elementów oraz sposób badania, istnieją przesłanki, potwierdzone badawczo, pozwalające na uzyskanie np. klasy C-s2, d0, a więc spełnienie wymagań. Dodatkowo w świetle współczesnych badań, zarówno przeprowadzonych w Norwegii (SINTEF), jak i w Polsce (ITB) [7],
impregnacja ogniochronna klejonych elementów drewnianych do klasy reakcji na ogień B jest co najmniej problematyczna, jeśli w ogóle wykonalna, co w zasadzie wyklucza użycie tego materiału w formie odsłoniętej i oznacza konieczność jego zabudowy. Nowelizacja przepisów w tym zakresie może nie otwiera, a jedynie uchyla furtkę, by można było spełnić wymagania nie tylko w zakresie „formalnym, tzn. na papierze”, ale również rzeczywistym. Zabezpieczenie elementów z drewna klejonego do klasy reakcji na ogień C, w odróżnieniu od klasy B, jest wykonalne, oczywiście pod warunkiem spełnienia dodatkowych wymagań, m.in. związanych z trwałością spoiny, kontrolą jakości, omówionych m.in. w artykule [1].
Wiele uwag zgłaszano do minimalnego wymiaru poprzecznego przekroju. Pomimo sugestii ze strony środowiska producentów o zastosowanie 12 cm zostało zapisane 14 cm, co wynikało z kompromisu, w zakresie którego idąc na pewne ustępstwa, uzyskano większe korzyści gdzie indziej. Pamiętajmy również, że drewno klejone powstaje z elementów (lamel) struganych i ostatecznie gotowy element również jest poddawany tego typu obróbce, a do tego ma fazowane krawędzie. Jest to również jeden ze sposobów, który „zabezpiecza” element drewniany przed zbyt wczesnym zapaleniem się. Oczywiście można sobie wyobrazić, że gotowy element klejony nie będzie miał wygładzonych powierzchni, szczególnie w przypadku znacząco niższej ceny, niemniej jednak nie wydaje się logiczne, by inwestor dopuścił do takiej sytuacji, szczególnie gdy element ma być widoczny. Zasadniczo zmiany dotyczą budynków ZL niskich (N), przy czym w pkt 5 rozszerzono zapisy również na budynki średniowysokie (SW) o charakterze sportowym, np. pływalnie, w których powyższe zmiany są możliwe w przypadku konstrukcji dachowej. Zachodzi pytanie, dlaczego nie dotyczy to również słupów, jednak tutaj wytłumaczenie jest dosyć logiczne i związane z miejscem powstawania ewentualnego pożaru na powierzchni hali, z którą stykają się zazwyczaj słupy, a znacznie rzadziej dźwigary.
Zdecydowanie ważniejszą nowelizacją jest zmiana zapisów § 232, w którym dodano ust. 8 i 9.
8. Wewnątrz warstwowego elementu oddzielenia przeciwpożarowego w budynku niskim (N) ZL III lub w budynku niskim (N) ZL IV dopuszcza się stosowanie elementów nośnych wykonanych z drewna litego czterostronnie struganego z fazowanymi narożnikami lub drewna klejonego warstwowo, o klasie reakcji na ogień nie niższej od D z dodatkowymi klasyfikacjami s1, d0 lub s2, d0, pod warunkiem spełnienia łącznie następujących wymagań: • zabezpieczenia ogniochronnego elementów nośnych wykonanych z drewna przed ich zapaleniem okładziną klasy K2 60;
• wypełnienia pustych przestrzeni powietrznych materiałami o klasie reakcji na ogień co najmniej A2, d0;
• nieprowadzenia wewnątrz warstwowego elementu oddzielenia przeciwpożarowego instalacji oraz nieumieszczania tam urządzeń, a także niewystępowania w tym elemencie otworów instalacyjnych, z wyjątkiem otworów zabezpieczonych w sposób, o którym mowa w § 234 ust. 1 i § 268 ust. 4–6.
9. Wymagania, o którym mowa w ust. 8
pkt 1, nie stosuje się w przypadku ścian oddzielenia przeciwpożarowego wykonanych w postaci dwóch niezależnych konstrukcyjnie ścian, jeżeli każda z tych ścian samodzielnie spełnia wymagania w zakresie klasy odporności ogniowej z uwagi na nośność ogniową, szczelność ogniową i izolacyjność ogniową (R E I), określone w ust. 4.
Zmiana ta pozwala na budowanie w drewnianej technologii szkieletowej budynków o charakterze np. szeregowym, bez konieczności wstawiania ścian oddzielenia przeciwpożarowego wykonanych w innej technologii, np. murowanej, co zawsze stanowiło utrudnienie w przypadku zaawansowanej prefabrykacji. Nowelizacja dotyczy budynków niskich, ale należy pamiętać, że w przypadku budynków wielorodzinnych ZL IV pozwoli to na budowanie do 4 kondygnacji, a w przypadku budynków ZL III, np. biurowych, do 12 m wysokości. Oczywiście stawiane są obostrzenia, niemniej jednak nie są one uciążliwe i bez problemu mogą być zrealizowane przez konstrukcje drewniane. Dzieje się to zresztą często przy okazji spełnienia wymagań z zakresu akustyki.
Nowelizacja dopuszcza dwa warianty. Pierwszy, kiedy mamy ścianę pojedynczą, przy czym jej okładzina spełnia wymagania klasy K2 60. K jest to zdolność do zabezpieczenia ogniochronnego i jest cechą z zakresu odporności ogniowej, stosowaną np. w Niemczech. Tak naprawdę to zdolność okładziny ściennej lub sufitowej do zapewnienia przez określony czas materiałowi znajdującemu się za okładziną ochrony przed zapaleniem, zwęgleniem lub innym uszkodzeniem. Oznacza to, że cokolwiek znajduje się za taką okładziną, przez dany czas klasyfikacyjny jest zabezpieczone przed zniszczeniem na skutek pożaru. Rozróżniamy dwie wielkości: K1 i K2, przy czym ta druga występuje w czasach klasyfikacyjnych (10 min, 30 min lub 60 min). Badanie przeprowadza się z podkładem np. z płyty wiórowej o gęstości 680 (±50) kg/m3 i grubości 19 (±2) mm, który reprezentuje wszystkie materiały pod okładziną. Na rynku dostępne są takie rozwiązania i przykładowo taką klasę powinny zagwarantować okładziny gipsowe w układzie 2 × 18 mm g-k DF.
Drugi wariant dotyczy podwójnej konstrukcji ściany, pod warunkiem że każda z tych ścian samodzielnie spełnia wymagania w zakresie klasy odporności ogniowej. To rozwiązanie wydaje się szczególnie przydatne, bo tego typu rozwiązania są stosowane w praktyce. Jedyną nowością będzie konieczność płytowania ścian z dwóch stron symetrycznie, co dotychczas nie zawsze miało miejsce.
Pozostałe wymagania, które należy spełnić łącznie, wydają się bardzo logiczne. Przede wszystkim trzeba wypełnić puste przestrzenie materiałem niepalnym, np. wełną mineralną, co pozwoli na odcięcie palnej konstrukcji drewnianej od możliwości bezpośredniego oddziaływania ognia oraz zamknie wszystkie pustki, w których mógłby pojawić się ogień. W przypadku ścian szkieletowych są to przestrzenie pomiędzy słupkami nośnymi oraz przestrzeń pomiędzy ścianami, natomiast w przypadku ścian masywnych CLT wypełnić wełną mineralną należy wyłącznie całą przestrzeń pomiędzy dwiema ścianami. Takie rozwiązania eliminują ewentualny rozwój pożaru w tych przestrzeniach.
Ostatnim z warunków odnoszących się do wymagań § 232 jest zakaz prowadzenia wewnątrz takich oddzieleń przeciwpożarowych instalacji, przy czym możliwe jest przeprowadzenie przez nie otworów z instalacjami pod warunkiem, że będą to uszczelnienia przejść instalacyjnych wykonane w klasie odporności ogniowej nie niższej niż sama przegroda.
Nowelizacja uwzględniła również zmiany dotyczące konstrukcji schodów, co jest powiązane logicznie z powyżej opisanymi zmianami. W przypadku schodów również mieliśmy dotychczas warunek niepalności, ale dzięki nowelizacji dla pewnej klasy budynków będzie można wykonać schody w tej samej technologii co cały budynek o konstrukcji drewnianej. Zmiana została zapisana w § 249, gdzie po ust. 5 dodano ust. 5a w brzmieniu:
5a. W budynku niskim (N) ZL III lub w budynku niskim (N) ZL IV wykonanym w klasie odporności pożarowej co najmniej „C” dopuszcza się występowanie w biegach lub spocznikach schodów lub pochylni o budowie warstwowej elementów nośnych wykonanych z drewna litego czterostronnie struganego z fazowanymi narożnikami lub drewna klejonego warstwowo, o klasie reakcji na ogień nie niższej od D z dodatkowymi klasyfikacjami s1, d0 lub s2, d0, pod warunkiem spełnienia łącznie następujących wymagań:
1) wykonania biegów lub spoczników schodów lub pochylni w klasie odporności ogniowej podwyższonej o co najmniej 30 minut w stosunku do klasy określonej w ust. 3;
2) wypełnienia pustych przestrzeni powietrznych materiałami o klasie reakcji na ogień co najmniej A2, d0;
3) obudowania od spodu biegów lub spoczników schodów lub pochylni okładzinami ognioochronnymi wykonanymi w sposób ograniczający rozprzestrzenianie się ognia do ich wnętrza.
Sama koncepcja przepisu jest podobna do wyżej opisanych, zgodnie z którymi osłaniamy palne drewno materiałami niepalnymi. W tym przypadku dodano jednak jeszcze zwiększenie o 30 minut w stosunku do wymaganej przepisami klasy odporności ogniowej z uwagi na fakt, że schody pełnią funkcję ewakuacyjną, ale również stanowią kluczowy element w prowadzeniu akcji ratowniczej. W rzeczywistości będzie to oznaczało dodanie jednej więcej warstwy niepalnej okładziny, co nie jest ceną zbyt wygórowaną w stosunku do uzyskanych możliwości, a biorąc pod uwagę charakter obciążeń na schodach, podwyższy to również ich sztywność, co w konsekwencji będzie skutkowało ograniczeniem pęknięć itp.
Zmiany ewolucyjne
Podsumowując, wprowadzone zmiany w rozporządzeniu [5], mimo że nie zadowalają wszystkich, którzy chcieliby wyeliminować na przykład konieczność spełnienia wymagania NRO przez drewniane elementy liniowe czy jako skrajny wymiar przyjąć 12 cm, są one efektem kompromisu, liberalizującym możliwość szerszego wykorzystania drewna w budownictwie. Są to zmiany ewolucyjne, które dadzą czas na obserwację, jak one funkcjonują, i być może dostarczą niezbędnej wiedzy i zapewnią, że kolejna zmiana przepisów w tym zakresie nie będzie podnosiła zagrożenia pożarowego, które dla PSP jest najistotniejszym czynnikiem branym pod uwagę przy wprowadzaniu wszelkich zmian w przepisach. W przypadku odpowiedzialnego podejścia producentów – w tej technologii dbałość o szczegóły ma bardzo istotne znaczenie, braku negatywnych statystyk pożarowych tego typu budynków w przyszłości, będzie realna szansa, by nasze przepisy w zakresie budynków o konstrukcji drewnianej były jeszcze bardziej zbliżone do tych, które obowiązują np. w Niemczech czy Austrii, a więc w państwach, w których tego typu budownictwo stanowi poważną część całego przemysłu budowlanego.
Kończąc, chciałbym osobiście złożyć podziękowania zaangażowanym w nowelizację pracownikom Departamentu Architektury, Budownictwa i Geodezji Ministerstwa Rozwoju i Technologii oraz Biura Przeciwdziałania Zagrożeniom Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej, ponieważ dzięki ich zaangażowaniu, wiedzy i sprawczości udało się wprowadzić nowe przepisy. Wszyscy pamiętamy, że nie był to proces łatwy, a wcześniejsze próby, np. z 2020 r. czy z 2022 r., nie zakończyły się powodzeniem z przyczyn niezależnych od osób pracujących nad zmianami. Dzisiaj jednak uczyniliśmy krok w dobrym kierunku, uwalniając nieco potencjał budownictwa drewnianego Polsce. W przyszłości czekamy jednak na więcej.
Literatura:
[1] Kotwica E.I., Sulik P. (2024). Konstrukcje drewniane a bezpieczeństwo pożarowe w zakresie NRO i klasy reakcji na ogień – fakty, wymagania, ograniczenia. „Izolacje”, nr 4.
[2] Sulik P. (2018). Bariery prawne wykorzystania drewna konstrukcyjnego w budownictwie. „Materiały Budowlane”, nr 556 (12), s. 90–92.
[3] Sulik P. (2020). Bezpieczny pożarowo dom o konstrukcji drewnianej. „Builder”, R. 24, nr 11, s. 52–55.
[4] Sulik P. (2021). Bezpieczeństwo pożarowe budynków o konstrukcji drewnianej. „Izolacje”, R. 26, nr 7–8, s. 86–88, 90, 92–95.
[5] Rozporządzenie Ministra Rozwoju i Technologii z dnia 9 maja 2024 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 14 maja 2024 r. poz. 726).
[6] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity Dz.U. z 9 czerwca 2022 r. poz. 1225). [7] Sulik P., Rykaczewski M. (2024). Wpływ impregnacji na prędkość zwęglania drewna klejonego krzyżowo. „Materiały Budowlane”, nr 621 (5), s. 14–19.
