Timber Praha – vícepodlažní dřevostavba bytových domů v Praze

Úvod

Autorem původního projektu pro stavební povolení je architektonická a projektová kancelář Casua, jež návrh projektovala klasicky s nosnou konstrukcí v železobetonu. V prosinci 2021 vedení UBM ve Vídni rozhodlo, že čtyři domy projektu Timber Praha s celkem 62 byty budou upraveny a postaveny jako dřevostavby. Z tohoto důvodu úpravy projektové dokumentace kompletně převzala projektová kancelář UBM Development Czechia v Praze.

Důvodem pro změnu na dřevostavby byla strategie společnosti UBM, která se orientuje poslední roky na obnovitelné stavebnictví s redukcí emisí CO₂. UBM postavila, staví a dále připravuje cca 300 000 m² výstavby dřevěných a hybridních budov především v Rakousku i Německu a tato strategie byla v projektu Timber Praha poprvé propsána rovněž do České republiky.

Parametr výstavby z obnovitelných zdrojů a s nízkými emisemi CO₂ splňují nejlépe stavby s použitím dřeva, které je jedním z nejstarších stavebních materiálů a oproti betonu nebo oceli je plně obnovitelným zdrojem. Na přípravu stavebních prvků je navíc zapotřebí jen cca čtvrtina energetických nákladů než na výstavbu z betonu. Stromy při růstu absorbují CO₂, ukládají uhlík a vytvářejí kyslík. Dřevo má také řadu dalších výhod – obnovitelnost a minimální emise CO₂ patří mezi hlavní důvody, kvůli kterým z něj více stavět.

Pro podmínky v České republice se autoři článku spojili s odborníky Ing. arch. Pavlem Horákem a Ing. Zdeňkem Konvalinou ze společnosti Prodesi/Domesi. Projekt PBŘ a statiku dřevostaveb řešil Ing. Robert Prix. K dispozici bylo také oddělení dřevostaveb v centrále UBM ve Vídni, kde pracuje několik odborníků s dlouholetou praxí ve výstavbě vícepodlažních dřevostaveb. I když projekt bytových domů Timber Praha představuje z pohledu ČR unikátní pionýrský počin, z hlediska dřevostaveb v Rakousku se jednalo pouze o standardní projekt využívající již osvědčená a v zahraničí mnohokrát použitá řešení.

Cílem bylo zároveň dosáhnout ekologické certifikace BREEAM Excellent a PENB v nejúspornější kategorii A, využití vestavby prefabrikovaných koupelen a zákaz použití plynu k vytápění objektů.

Termíny projektu a realizace

Od února 2022 se započala projektovat změna stavby, upravily se dispozice, fasády domů a především vyhrazené domy byly změněny na dřevostavby. Od dubna do října 2022 byla zároveň zpracována dokumentace pro provedení stavby a podklady pro výběr dodavatelů. Do konce roku 2022 pak proběhl výběr hlavních dodavatelů, kde byla pro dřevěné části hrubé stavby, fasádní plášť a kompletní střechy zvolena rakouská firma ELK.

Do května 2023 se zpracovávala výrobní dokumentace v ELKu a rovněž u dodavatele prefabrikovaných koupelen Sanika, čítaje v to jejich korekce. U dřevostaveb se jedná o nezbytnou detailní výrobní dokumentaci, kde se jednotlivé prvky vyrábějí na výrobní lince včetně všech vestavěných komponentů.

Na začátku minulého roku byly rovněž vyvrtány geotermální vrty a od března do června proběhla betonáž hrubé stavby suterénů. Hlavní montáž hrubé stavby ze dřeva, fasády i výplní otvorů a hydroizolace střechy se uskutečnila v období od 27. června 2023 do 20. září 2023.

Do konce roku 2023 firma ELK provedla dokončující práce, úpravu spojů, balkonů, zábradlí a dalších dílčích prvků a paralelně byla zahájena vnitřní výstavba a montáž TZB. Kolaudace všech objektů Timber ­Praha
se plánuje na konec léta 2024. Celá stavba bude trvat cca o šest měsíců kratší dobu než druhá etapa projektu Arcus City, stavěná klasickou cestou. Výstavba Timber Praha díky technologii montáže dřevostaveb druhou etapu časově předstihla.

Popis objektů

Projekt dřevostaveb sestává ze čtyř bytových domů, třípodlažních L a M a čtyřpodlažních J a K, s celkovým počtem 62 bytových jednotek s dispozicemi 1+kk až 4+kk o velikosti od 39 m² až do 110 m².

Objekty J a K

Objekty J a K jsou situovány na jihozápadním okraji obytného souboru, podél hlavní komunikace Poncarova. Svým architektonickým výrazem s výraznými průběžnými balkony, které mají oblé rohy, a stupňovitě uskakující fasádou navazují na pojetí nejen objektů L a M, ale i ostatních domů druhé etapy souboru Arcus City. Výjimkou je severozápadní fasáda chodbového traktu s předsazenými výtahy, která tvoří zároveň hlukovou clonu vůči hlavní ulici.

Objekty J a K jsou v nadzemních podlažích řešeny jako samostatné, propojuje je však jeden společný suterén. Objekt J má pět bytů na každém podlaží a celkový počet dvacet bytů. Objekt K má tři byty na podlaží a celkový počet dvanáct bytů. Jednotlivá patra jsou, až na výjimku ve vstupním podlaží, zcela identická. Každá budova má vstup ze severozápadní strany od obslužné komunikace a neruší tak velkorysé předzahrádky bytů v přízemí, které jsou situovány na jihovýchodní stranu. V podzemní části se nachází parkovací stání, sklepy, místnost pro kočárky a kola, strojovna chlazení a topení, místnost pro elektro, úklid atd. Vjezd do garáží umožňuje sjezdová rampa ze severovýchodní strany.

Objekty L a M

Objekty L a M projektu Timber Praha jsou umístěny v centrální části komplexu Arcus City. Tvoří dvojici symetricky stejných samostatných domů, měřítkem a velikostí mají charakter viladomů. Architektonický koncept opět koresponduje s ostatními objekty. Opakuje se prvek průběžných balkonových desek s oblými rohy a stupňovitě uskakující fasádou.

Budovy L a M mají tři nadzemní a jedno podzemní podlaží. Oproti objektu J a K jsou zcela autonomní z hlediska přístupu i parkování. Každý dům má pět bytů na podlaží, celkový počet bytů je patnáct. Na severní straně objektu se nacházejí vstupy, na které navazuje vnitřní trojramenné schodiště, v jehož zrcadle je umístěn výtah. Všechny byty v přízemí mají na jižní straně předzahrádky.

I zde se v suterénu nachází parkovací stání, sklepy, místnost pro kočárky a kola, strojovna chlazení a topení, místnost pro elektro, úklid atd. Vjezdové rampy do garáží vedou ze severní strany.

Konstrukční řešení

Nadzemní část

Celá nadzemní část kromě spodní stavby je řešena jako dřevostavba. Nosnou konstrukci dřevostavby tvoří masivní deskový systém, konkrétně panely z křížem vrstveného dřeva CLT (Cross Laminated Timber), v Německu a Rakousku známé jako BSP (tzn. Brettsperrholz). Výhodou CLT panelů je jejich výborná statická únosnost, jsou difuzně otevřené, od tloušťky 60 mm i vzduchotěsné, rozměrově přesné i stálé a mají dobrou požární odolnost. V České republice se osvědčily na stavbách rodinných domů, jejich potenciál je však daleko větší. Tato technologie je natolik pokročilá, že umožňuje stavět i daleko vyšší budovy. Panely jsou až pětkrát lehčí než betonové, a to při zachování velmi dobré nosnosti.

Tyto panely jsou použity pro veškeré nosné vnitřní stěny, stropy a balkony. Je z nich dokonce realizována i výtahová šachta, první tohoto druhu v České republice. Výjimku tvoří objekt J, kde jsou schodiště a výtahová šachta v celé výšce budovy z požárních důvodů betonové. Nosné stěnové panely jsou tloušťky 140 mm, nenosné ztužující tloušťky 100 mm. Objekt J a K má stropní panely tloušťky 200 mm, střešní 180 mm. Objekty L a M s menšími rozpony mají stropní desky tloušťky 180 mm, střešní 160 mm. Balkonové panely jsou shodné dimenze. Na vnějším obvodu průběžných balkonů jsou jako podpora použity ocelové sloupky.

Pro dosažení požadovaných hodnot vzduchové a kročejové neprůzvučnosti jsou u konstrukcí z CLT panelů zcela klíčové spoje těchto prvků. Ty jsou důsledně řešeny vypodložením všech stěnových panelů ve stycích vůči stropním panelům s použitím elastomerových izolačních pásů v kombinaci s vhodnými kotevními prvky, kde i spojovací L kotvy mají akustické provedení.

Fasádní stěny

Nosná dřevěná konstrukce vnějších fasádních stěn je zhotovena ze sloupkové rámové konstrukce, nazývané také TBF (Two By Four). Jsou použity sloupky KVH 60 × 200 mm. Důvodem pro použití tohoto systému byla především menší celková tloušťka fasádní stěny a nižší náklady. Tepelněizolační výplň mezi sloupky je z minerální vlny. Rámovou konstrukci z vnitřní strany zaklápí protipožární sádrokartonová deska s vloženou parozábranou, z vnější strany je záklop ze sádrovláknité desky. Vestavěná dřevěná okna jsou zasklena izolačním trojsklem a mají součinitel prostupu tepla Uw = 0,76 W/m²·K.

Fasáda

Fasáda je navržena ve dvou provedeních. V místech balkonů je použita provětrávaná fasáda se svislým dřevěným obkladem realizovaným systémem latí a kontralatí s pojistnou difuzní folií. Uliční fasády se vstupy do objektů, které nemají balkony, jsou provedeny jako kontaktní zateplovací systém s použitím tepelné izolace z minerální vlny.

Fasádní stěny ve výše popsané skladbě jsou jako kompletní prvek osazovány na stavbu v délkách daných možnostmi transportu, včetně osazených dřevěných oken, balkonových dveří, všech klempířských prvků a vestavěných instalací.

Dřevo v nosné konstrukci

Veškeré dřevo použité v nosné konstrukci je smrkové. Pouze venkovní dřevěné obklady fasády jsou z modřínu bez povrchové úpravy. Vzhledem k tomu, že dřevěný obklad se použil vždy v místě balkonů (tj. 80 % fasády), nebude docházet vlivem deště a UV záření k výrazné změně jeho barevnosti. Dřevo je pohledově přiznané na stropech obytných místností, chodbách, na schodištích, ale i na balkonech. Na stěnách je dřevo obloženo sádrokartonovými předstěnami především z důvodu variability elektrorozvodů i z požárních a akustických důvodů.

Timber Praha je postaven z 1 800 m³ dřeva, což znamená redukci 1 800 t CO₂. Kdyby byl tento objem stavěn ze železobetonu, pak by naopak bylo vyprodukováno 1 000 t CO₂. Staví se přitom z přírůstku dřevní hmoty. Například v ČR činí roční přírůstek dřevní hmoty cca 18 mil. m³ a jsme tak jednou z velmocí v Evropě. Při těžbě dřeva jsou na 1 m³ stavebních prvků zapotřebí cca tři stromy a při jejich zpracování nepřijde nic nazmar. Těžba se provádí pod certifikací, v rámci které správci lesů garantují, že za každý poražený strom bude vysazeno několik nových tak, aby nedocházelo k úbytku lesů, ale naopak.

Podzemní stavba

Podzemní část stavby je kompletně ze železobetonu. ŽB konstrukce spodní stavby přechází v podezdívku v přízemí z důvodu vyvýšeného založení dřevostavby 250 mm nad terén. Ochrana proti spodní vodě je řešena technologií bílé vany, tedy z vodostavebního betonu. Pouze stropy spodní stavby pod terénem jsou s přesahem na stěny opatřeny hydroizolací z modifikovaných hydroizolačních pásů. Všechny objekty jsou založeny plošně na základové desce tl. 450 mm, která kopíruje spády v garážích. Základová spára se nachází nad hladinou podzemní vody.

Nejen v betonovém schodišti objektu J, ale také v ostatních objektech s dřevěným schodišťovým prostorem jsou použita betonová prefabrikovaná schodišťová ramena včetně mezipodesty, uložené přes Tronsole s pouzdry do dřevěných stěnových panelů CLT.

Střechy

Střechy všech domů jsou ploché jednoplášťové, v provedení konvenčním (tzv. teplé), s tepelnou izolací ze spárových klínů v průměrné tloušťce 300 mm. Finální vrstvu tvoří extenzivní zeleň s kačírkem podél atiky a instalované technologie.

Ostatní nenosné konstrukce

• Vnitřní nenosné stěnové konstrukce jsou řešeny z SDK stěn s kovovými profily. Stejným způsobem jsou pojaty předstěny obvodových stěn, které slouží pro rozvody elektroinstalací a ochranu parozábrany, tak i předstěny vnitřních mezibytových i mezipokojových stěn z CLT panelů pro dosažení požadované zvukové neprůzvučnosti. Případné průhyby stropních konstrukcí eliminuje kluzné napojení všech sádrokartonových stěn.
• Podlahy na dřevěných stropních panelech mají tloušťku 170 mm. Stropní CLT panely jsou z horní strany opatřeny fólií, jež chrání tyto stavební díly před povětrnostními vlivy během přepravy i montáže. Zároveň ve skladbě podlahy zajišťuje funkci separační a pojistné vodotěsné fólie. Na ní je proveden těžký násyp z kamenné drti objemové hmotnosti 1 500 kg/m³ tloušťky 60 mm, kročejová izolace tloušťky 30 mm s nízkou dynamickou tuhostí a betonová mazanina s podlahovým topením a chlazením tloušťky 65 mm. Pochozí nášlapnou vrstvu tvoří plovoucí dubová podlaha

Prefabrikované koupelny

V objektech L a M byly do všech třiceti bytů instalovány prefabrikované koupelny a WC. Z důvodu minimalizace zatížení stropních panelů byl vybrán systém lehkých modulů, jejichž nosnou konstrukci tvoří pozinkované ocelové profily s podlahou z vyztuženého betonu. Vnitřní opláštění stěn a stropu je provedeno ze sádrovláknitých desek.

Z vnější strany je mezi profily vložena izolace ze stabilní minerální vlny. V obvodových konstrukcích modulu se nacházejí rozvody všech instalací. Napojení na instalační šachty je z vnější strany a realizuje se po instalaci koupelny na finální pozici. Koupelny jsou uvnitř kompletně vybaveny podle individuálního návrhu. Takto dokončené koupelny jsou opatřeny uzamčenými provizorními dveřmi, které se nakonec nahradí dveřmi v rámci finální kompletace interiéru.

Z cenových důvodů byly dispozice koupelen upraveny tak, aby byl počet variant minimální. Použily se celkem tři typy koupelen. I když se jedná o dva půdorysně zrcadlově otočené objekty, koupelny se nezrcadlily, ale pouze posouvaly, aby nevznikly další typy pro výrobu.

Požárněbezpečnostní řešení

Pro změnu projektu na dřevostavby byly nejdůležitější konzultace návrhu na HZS hl. m. Prahy i na HZS Prahy 5, které následně vydaly souhlasné stanovisko. Výchozí byla stávající požární norma, kde je limit pro dřevostavby stanoven do 12 m požární výšky, která je dodržena. V PBŘ (požárněbezpečnostním řešení) se dokázalo pro Českou republiku najít technické řešení, které ještě nikdo v ČR v bytové výstavbě neaplikoval. Skladby konstrukcí převzaté z Rakouska totiž u nás nebyly dosud certifikovány. Byla nutná úzká spolupráce zpracovatele PBŘ se statikem, kteří společně definovali požární odolnosti nosných konstrukcí. Bylo nutné posoudit celkové skladby stěn, určit počátek zuhelnatění nosného prvku a spočítat únosnost a stabilitu celé stěny. Bylo tak možné optimalizovat návrhy jednotlivých konstrukcí, jejich celkovou tloušťku a tím i cenu realizace. Výsledný návrh je velmi podobný řešením, používaným při návrhu v Německu i Rakousku.

V rámci stavby Timber Praha se autoři článku setkali nakonec se zástupci HZS všech úrovní a zapojili se i do odborných diskusí o nové požární normě pro dřevostavby. Po vývoji v letech 2022 a 2023 je očekávána nová požární norma v roce 2025. Ta nás přiblíží v této oblasti rakouské legislativě.

Technologické řešení

Bytové domy Timber Praha jsou na základě posudku PENB zařazeny do energeticky nejúspornější kategorie A, čehož bylo dosaženo použitím řady ekologických prvků.

Zdrojem tepla/chladu pro vytápění, chlazení a přípravu teplé vody jsou tepelná čerpadla systému země-voda s geotermálními hloubkovými vrty. Pod objektem J a K bylo realizováno deset vrtů, pod objektem L a M vždy po pěti vrtech. Celkem se tedy jedná o dvacet vrtů, každý s hloubkou 199 m.

V bytových domech J a K je instalována kaskáda tepelných čerpadel Aermec WRL 161 XH-PB o výkonu 39,5 kW, v domech L a M vždy dvě čerpadla Aermec 081 XH-PB o výkonu 18,6 kW.

Všechna tepelná čerpadla jsou reverzibilní, v letním období tak budou ze zemních vrtů odebírat chlad a předávat ho stejně jako teplo přes akumulační zásobníky dále do systému podlahového topení/chlazení. Regulace je řešena zónovou regulací ovládající elektromechanické pohony jednotlivých okruhů podlahového topení/chlazení.

Pro zajištění vyššího tepelného komfortu v posledním podlaží je provedena příprava pro dodatečné chlazení fan-coilovými nástěnnými jednotkami. Systém regulace chlazení zajišťuje stejná zónová regulace jako u prostorových čidel, určená pro regulaci vytápění.

Ohřev teplé vody je centrální, a to nerezovým zásobníkem o objemu 1 000 l pro každou budovu. Pro větší účinnost předání tepla probíhá přes deskový výměník.

Osvětlení obstarají svítidla s úspornými zářivkovými a LED svítidly. Osvětlení bytových jednotek je řešeno převážně manuálním spínáním, osvětlení chodeb a společných prostor pak převážně automatickým spínáním na základě pohybových čidel rozdělených po vybraných úsecích.

Systém větrání bytů je navržen jako podtlakový, s instalací odtahových ventilátorů v koupelnách a WC, které budou trvale v chodu na nižší otáčky. Náhrada odsátého vzduchu probíhá přes dveře v bezprahovém provedení z ostatních prostor. Vzduch z vnějšího prostředí do obytných místností se přivádí okenními štěrbinami při zachování vysokých hodnot akustického útlumu. Regulace probíhá vyrovnáváním tlaku mezi vnějším a vnitřním prostředím a v závislosti na relativní vlhkosti vzduchu.

Na střechách všech domů jsou instalovány fotovoltaické panely. Celkový výkon FVE všech domů je 81 kWp. Vyrobená elektrická energie bude využita pro podporu tepelných čerpadel včetně ohřevu TV a dále ve společných prostorách pro osvětlení a provoz výtahů.

Pro ovládání jednotlivých technologií je ve všech bytech instalován systém Smart Home, který ovládá venkovní žaluzie, videotelefon, regulaci vytápění a chlazení včetně měření spotřeby energií.

Další začleněnou inteligentní technologií je monitoring vlhkosti Sihga. Čidla tohoto inovativního systému jsou instalována v místech, kde by mohlo dojít k úniku vody. Systém je schopen upozornit na neviditelné úniky vody nebo zvýšenou vlhkost a tato místa přesně lokalizovat, aby bylo možné bez zbytečného prodlení přijmout protiopatření a zabránit nákladným škodám.

Zkušenosti z realizace

Pro autory byl projekt Timber Praha profesně první vícepodlažní dřevostavbou, do té doby měli 25 let zkušeností pouze s menšími dřevostavbami rodinných domů. Velké developerské projekty vždy projektovali z betonu. Po rozhodnutí UBM o realizaci Timber Praha navštívili v ČR řadu přednášek a konferencí ohledně dřevostaveb. Všechny byly o rodinných domech, školkách nebo o příkladech ze zahraničí. Zprvu měli autoři k vícepodlažním dřevostavbám řadu otázek, ale během roku 2022 získali zásadní zkušenosti a odpovědi, které jim nyní umožňují projektovat větší stavby ze dřeva u nás i v zahraničí.

Prvním překvapením byla technická propracovanost a technologie, která se v Rakousku používá u obdobných vícepodlažních staveb již cca dvacet let. Praktické příklady a projektová řešení si mohli autoři projít se svými kolegy především ve Vídni.

Unikátní byla prohlídka výrobního závodu firmy ELK, kde byla možnost seznámit se s postupem výroby. Na jedné straně haly putuje materiál a jednotlivé prvky, následně probíhá montáž na třech továrních linkách jako při výrobě aut s milimetrovou přesností a 100% kvalitou. Na konci linky se díly v délce ložní plochy kamionů nakládají v opačném pořadí, než v jakém jsou vykládány z aut přímo na místo na stavbě. Efektivita a přesnost byla ohromující. Energetická náročnost zpracování je zhruba čtvrtinová oproti stavbám ze železobetonu. Fascinující je i 100% zpracování dřeva a prakticky nulový odpad nejen v továrně, ale i na stavbě při montáži.

Velmi důležitou fází byla fáze zpracování výrobní dokumentace dodavatelem, v tomto případě na ni bylo potřeba pět měsíců. Na stavbě v uvedené době probíhaly výkopy, geotermální vrty a betonování suterénů, takže nedošlo k jejímu zpoždění.

Samostatnou kapitolou byla montáž na stavbě, kterou autoři pozorovali téměř každý den. Při samotné montáži trvala výstavba jednoho patra týden. Kromě ohromné úspory času bylo vidět výborné technologické provedení jednotlivých detailů. Především kvalita hydroizolačních a akustických řešení je u dřevostaveb nezbytná.

Nová byla i zkušenost s lehkými prefabrikovanými koupelnami od firmy Sanika, které byly osazeny v objektech L a M. V tomto případě to představovalo zkoušku pro větší projekty dřevostaveb UBM v zahraničí. V rozsáhlejším projektu je to samozřejmě zajímavé i pro ČR. Výhodou je kvalita provedení, protože koupelna je vyrobena v odpovídající kvalitě na výrobní lince, odpadají problémy s pohybem řemeslníků uvnitř koupelen na stavbě. Přístup do nich je pro jednotlivé firmy na stavbě prakticky zakázán.

Závěr a příklady ze zahraničí

Projekt Timber Praha zahájil novou profesní etapu v oblasti dřevostaveb. Centrální projektová kancelář UBM Development Czechia sídlící v Praze se může zúčastnit projektování, především dokumentací pro provedení staveb, také na stavbách UBM v zahraničí, hlavně v Rakousku a Německu.

V prosinci 2023 projektová kancelář dokončila dokumentaci pro provádění stavby dvanáctipodlažní hybridní administrativní budovy v Mainzu (9 500 m² HPP v nadzemní části), kde byla v listopadu 2023 zahájena výstavba. Momentálně se zpracovává dokumentace pro provedení stavby bytového komplexu Leopold Quartier ve Vídni, kde se jedná o celý městský blok dřevostaveb. Pražská kancelář UBM projektuje konkrétně objekty C + D s 250 byty. Tato stavba byla na počátku roku 2024 rovněž zahájena. V březnu 2024 kancelář začala zpracovávat obdobnou dokumentaci pro provedení stavby Timber View se 178 byty v Mainzu, jejíž realizace má být zahájena na konci letošního roku. U obou těchto bytových projektů se jedná o stavby se suterénem, přízemím a jádry ze železobetonu, dalších pět nebo šest nadzemních podlaží je dřevěných. Technologie dřevostaveb je v tomto případě prakticky stejná jako u pražského projektu Timber Praha.

Zajímavostí je i připravovaný projekt kancelářské budovy Timber Marina Tower ve Vídni, jež by měla být s výškou 113 m a HPP 44 000 m² nejvyšší dřevostavbou v Evropě. Nyní probíhá ve Vídni konstrukční studie této stavby, kterou zatím připravují naši rakouští kolegové.