2013. SANACE A REKONSTRUKCE panelová sídliště

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE – panelová sídliště

SPOLEČNOSTI A  SVAZY PODPORUJÍCÍ ČASOPIS

CO NAJDETE V TOMTO ČÍSLE

SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, 153 00 Praha 5 tel.: 257 811 797, fax: 257 811 798 e-mail: [email protected] www.svcement.cz

3/

POROZUMĚNÍ PANELOVÝM SÍDLIŠTÍM JAKO PŘEDPOKLAD PRO  JEJICH REGENERACI

7/

PRAŽSKÁ PANELOVÁ SÍDLIŠTĚ V  ČASE

JAK DÁL S  PANELÁKEM? EXPERIMENTY V  BYTOVÉ VÝSTAVBĚ Z  LET 1959 AŽ 1961

/ 12

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel.: 246 030 153 e-mail: [email protected] www.svb.cz

KONVERZE PRŮMYSLOVÉ ARCHITEKTURY A  ŽELEZOBETON SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Sirotkova 54a, 616 00 Brno tel.: 541 421 188, fax: 541 421 180 mobil: 602 737 657 e-mail: [email protected] www.sanace-ssbk.cz, www.ssbk.cz

ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 173 fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] www.cbsbeton.eu

37 /

DODATEČNÉ ZÁSAHY DO  NOSNÝCH KONSTRUKCÍ PANELOVÝCH BUDOV

PARK HILL, SHEFFIELD, VELKÁ BRITÁNIE

/ 64 /46

OBSAH

❚

CONTENT

ROČNÍK: třináctý ČÍSLO: 3/2013 (vyšlo dne 17. 6. 2013) VYCHÁZÍ DVOUMĚSÍČNĚ VYDÁVÁ BETON TKS, S. R. O., PRO: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí VYDAVATELSTVÍ ŘÍDÍ: Ing. Michal Števula, Ph.D. ŠÉFREDAKTORKA: Ing. Jana Margoldová, CSc. PRODUKCE: Ing. Lucie Šimečková

Ú V O DNÍ K Aleš Jakubík

/ 2

TÉMA

ZHODNOCENÍ OPRAV PLEČNIKOVY LÁVKY NA PRAŽSKÉM HRADĚ

POROZUMĚNÍ PANELOVÝM SÍDLIŠTÍM JAKO PŘEDPOKLAD PRO JEJICH REGENERACI Lucie Zadražilová /3

Vítězslav Vacek, Milan Hrabánek, Jiří Kolísko

PRAŽSKÁ PANELOVÁ SÍDLIŠTĚ V ČASE

Ludmila Doudová

/7

JAK DÁL S PANELÁKEM? EXPERIMENTY V BYTOVÉ VÝSTAVBĚ Z LET 1959 AŽ 1961

Eva Novotná

/ 12

REGENERACE PANELOVÝCH SÍDLIŠŤ

Hana Šimková

/ 16

/ 61

KONVERZE PRŮMYSLOVÉ ARCHITEKTURY A ŽELEZOBETON

Petr Vorlík, Anna Kašíková

/ 64

M AT E R I ÁLY A  TE C H N OL OGI E

GRAFICKÝ NÁVRH: 3P, spol. s r. o. Staropramenná 21, 150 00 Praha 5

OŠETROVANIE ČERSTVÉHO BETÓNU – 9. METÓDY OŠETROVANIA A VPLYV NA MECHANICKÉ VLASTNOSTI

SAZBA: 3P, spol. s r. o. Staropramenná 21, 150 00 Praha 5

Peter Briatka, Peter Makýš

/ 70

JAK A PROČ REKONSTRUOVAT (NEJEN) PANELOVÉ DOMY KOMPLEXNĚ

Jan Picpauer

/ 18

/ 22

Jiří Witzany, Jiří Brožovský, Tomáš Čejka, Radek Zigler

/ 30

/ 37

STATICKÉ POSOUZENÍ PREFABRIKOVANÉ STROPNÍ DESKY PANELOVÝCH BUDOV PŘI MODERNIZACÍCH

Jiří Witzany, Radek Zigler

/ 40

/ 46

TRVANLIVOST A MOŽNOSTI OPRAV STÁVAJÍCÍCH BETONOVÝCH FASÁD

Jukka Lahdensivu

/ 52

SANACE A REKONSTRUKCE NOSNÝCH STĚN MALOROZPONOVÝCH PANELOVÝCH SOUSTAV S OHLEDEM NA VYZTUŽENÍ PANELŮ

Jaromír Vrba 3/2013

/ 56

❚

/ 11

XXIII. MEZINÁRODNÍ SYMPOZIUM SANACE 2013 A I. MEZINÁRODNÍ KONFERENCE / 21 POPÍLKY VE STAVEBNICTVÍ

RECENZE

/ 21

/ 73

VÝSLEDKY ARCHITEKTONICKÉ SOUTĚŽE / 79 MĚSTA BEZ SMOGU SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA

VYDAVATELSTVÍ A REDAKCE: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 www.betontks.cz Redakce a inzerce: 604 237 681 e-mail: [email protected] Předplatné (i starší výtisky): 602 839 429 e-mail: [email protected] ROČNÍ PŘEDPLATNÉ: základní: 720 Kč bez DPH, 828 Kč s DPH snížené – pro studenty a nově i seniory nad 70 let: 270,- Kč bez DPH, 311 Kč s DPH pro slovenské předplatitele: 28 EUR bez DPH, 32,20 EUR s DPH (všechny ceny jsou včetně balného a distribuce)

/ 20, 51

REŠERŠE ZE ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ

PARK HILL, SHEFFIELD, VELKÁ BRITÁNIE

Jana Margoldová

A K T U AL I TY

VERNISÁŽ K SOUTĚŽI BETON A ARCHITEKTURA 2013

DODATEČNÉ ZÁSAHY DO NOSNÝCH KONSTRUKCÍ PANELOVÝCH BUDOV

Václav Vimmr, Tomáš Černý

/ 74

fib SYMPÓZIUM TEL AVIV 2013

DODATEČNÉ PROVÁDĚNÍ OTVORŮ V NOSNÝCH STĚNÁCH VÍCEPODLAŽNÍCH PANELOVÝCH BUDOV

ILUSTRACE NA TÉTO STRANĚ: Mgr. A. Marcel Turic TISK: Libertas, a. s. Drtinova 10, 150 00 Praha 5

Petr Cikrle, Dalibor Kocáb, Ondřej Pospíchal

TŘICET LET SANACÍ A REGENERACÍ PANELOVÝCH BUDOV – ZKUŠENOSTI Z UPLYNULÝCH LET

Hana Gattermayerová

V Ě D A A VÝ Z KU M ZKOUŠENÍ BETONU ULTRAZVUKOVOU IMPULSOVOU METODOU

S AN A CE A   R E KO N S T R U K C E

REDAKČNÍ RADA: Prof.  Ing.  Vladimír Benko, PhD., Doc.  Ing.  Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), Prof.  Ing.  Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing.  Jan Hrozek, Ing.  Jan Hutečka, Ing.  arch. Jitka Jadrníčková, Ing.  Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing.  Milan Kalný, Doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D., Doc. Ing. arch. Patrik Kotas, Ing.  Pavel Lebr, Ing.  Milada Mazurová, Doc.  Ing.  Martin Moravčík, Ph.D., Ing.  Hana Némethová, Ing.  Milena Paříková, Petr Škoda, Ing.  arch. Jiří Šrámek, Ing.  Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, Prof.  Ing.  RNDr.  Petr Štěpánek, CSc., Ing.  Michal Števula, Ph.D., Ing.  Vladimír Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.

Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E-11157 ISSN 1213-3116 Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1, čj. 704/2000 ze dne 23. 11. 2000

/ 80 Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány.

F I R E M N Í PR E Z E N TAC E Povrchové úpravy ve stavebnictví 2013 / 45 TAZUS / 71 Betosan / 71 Construsoft / 73 Beton TKS / 3. strana obálky Ing. Software Dlubal / 3. strana obálky Štěrbův betonářský slovník / 4. strana obálky

technologie • konstrukce • sanace • BETON

FOTO NA TITULNÍ STRANĚ: Nástavba malometrážních bytů na panelový dům v Hostivaři, foto: archiv ateliéru Drexler Vrbata architekti BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

1

ÚVODNÍK

❚

EDITORIAL

VÁŽENÍ ČTENÁŘI, právě držíte v  ruce číslo našeho časopisu, které je věnované především sanacím betonových a železobetonových konstrukcí. Před několika dny proběhl v Brně již 23. ročník mezinárodního sympozia Sanace 2013, jehož tradičním pořadatelem bylo Sdružení pro sanace betonových konstrukcí. Historie našeho sdružení odráží vývoj sanací a  oprav betonových konstrukcí od  skromných začátků počátkem devadesátých let k  plnohodnotnému segmentu na  trhu stavebních prací v  současnosti. Klademe si za  cíl šíření nejnovějších poznatků pro odbornou veřejnost, legislativní posílení oboru, zprostředkování zkušeností z realizací v tuzemsku a  v  zahraničí, ale i  analýzu minulých omylů a  důsledků přehnaného optimismu v  otázkách životnosti betonových konstrukcí. Letošního ročníku mezinárodního sympozia se i přes současné složité období zúčastnilo více jak dvě stě odborníků z  oboru sanací betonových konstrukcí. Na  této tradiční a  otevřené platformě jsme tak měli možnost se setkat jak s našimi členy, tak se zástupci potencionálních investorů, výrobců materiálů, dodavatelských a inženýrských firem, se zástupci významných škol, studenty i širší odbornou veřejností. Program byl navíc významně rozšířen propojením s mezinárodní konferencí Popílky ve stavebnictví pořádanou Asociací pro využití energetických produktů. V  živé paměti mi zůstaly především přednášky pana Prof. Francesca Biasioli z Itálie s tématem „Udržitelný rozvoj a stavební materiály: Mýty, fakta a bludy“, který se věnoval nejen možnostem mého milovaného betonu, pana Prof. Rudolfa Hely z Fakulty stavební  Vysokého učení technického v Brně s jeho sugestivně podanými vlivy technologie na vady v betonech, nebo Ing. Kulhánkové z Ministerstva průmyslu a  obchodu na  téma implementace politiky druhotných surovin. Slovo mezinárodní v  názvu sympozia nezůstalo prázdným pojmem. Vždyť kromě pana Prof.  Francesca Biasioli z Itálie, zde dále vystoupili například pan Prof. Ulrich Diederichs z německé univerzity v Rostocku, Prof. Pavel Krivenko z ukrajinské univerzity v Kyjevě, paní MSc. Deya Over Kaman z turecké univerzity Anadolu, nebo pan Prof. Juraj Bilčík ze slovenské univerzity v Bratislavě. U  příležitosti sympozia udělujeme každoročně prestižní ocenění významná osobnost v  oboru sanací betonových konstrukcí, sanační materiálu roku a  sanační dílo roku. Více o nominacích a oceněných se dozvíte na stránkách tohoto časopisu. Byl jsem překvapen jak v současné době, plné informačních technologií a možností komunikace, lidé znovu nacházejí potřebu hovořit spolu osobně. To jsem spolu s  plnými sály považoval za nesmírně pozitivní impuls. Diskutovali jsme k  jednotlivým příspěvkům, ptali jsme se a odpovídali si na otázky. Nechyběla vysoká odborná úroveň, slušnost, úcta i  emoce. Mluvili jsme spolu v  přednáškových sálech, na  doprovodné výstavě, ale i  jen tak, při vzájemných setkáních a společenských příležitostech. A z těchto vzájemných rozhovorů vznikla postupně iniciati2

va, kterou jsme nazvali „Memorandum účastníků sympozia Sanace 2013“. Rádi bychom toto memorandum představili co možná nejširší veřejnosti a získali pro něj co možná největší podporu. Stránky tohoto prestižního časopisu jsou dalším logickým krokem jak toto předsevzetí naplnit. Dovolte mi proto, abych Vás na tomto místě s úplným zněním „Memoranda účastníků sympozia Sanace 2013“ seznámil. Memorandum navazuje na  workshop, který se konal za  účasti představitelů českých vysokých škol stavebního zaměření, zástupců mnoha odborných svazů a asociací, činných ve stavebnictví na počátku roku 2012 v Humpolci a jehož tématem byla podpora rozvoje a prestiže stavebnictví. Dnes, rok po  konání tohoto setkání, cítíme stále podobné obavy z postavení stavebnictví a jeho dalšího vývoje, které jsou vyvolány výrazným ekonomickým propadem v tomto sektoru hospodářství. Vycházíme přitom z  přesvědčení, že stavebnictví má v  České republice kvalitní základ v  propracovaném vzdělávacím systému na  všech jeho úrovních a České stavební společnosti jak výrobní, realizační, projektové, anebo inženýrské, mají kvalitativní úroveň zcela srovnatelnou s  mezinárodním měřítkem. Stavebnictví v  České republice tvoří významnou část hrubého domácího produktu a zaměstnává přes 9 % práceschopného obyvatelstva. My účastníci mezinárodního sympozia Sanace 2013 proto vyzýváme nejširší odbornou i neodbornou veřejnost a zejména zástupce státní správy na všech úrovních k zahájení společného dialogu, který povede k  racionálnímu přístupu k rozvoji stavebnictví i jeho odpovídajícímu postavení v České republice. Za klíčová témata považujeme dosažení těchto změn: • Stát je v nejširším slova smyslu největším zadavatelem stavebních zakázek, proto je nezbytné obnovit tvorbu vizí, dlouhodobých, střednědobých i  krátkodobých plánů výstavby a údržby veřejných staveb a pracovat na jejich naplňování. • Odpovědně a efektivně využít všechny zdroje a možnosti financování stavebních zakázek. • Změnit systém zadávání veřejných zakázek, kdy jediným hodnotícím kritériem je pouze cena. • Vyřešit legislativu v  oblasti stavebního zákona, zejména zjednodušit komplikovaný systém připomínkování ve všech stupních schvalování. • Dbát na profesní odbornost všech účastníků výstavby, tedy i odpovědných osob ve státní správě a státem řízených institucích, bez ohledu na politickou reprezentaci. • Dbát na kvalitu a efektivitu stavebního díla ve všech fázích jeho vzniku a životnosti (příprava, projekt, realizace, dozor, provoz a údržba). Všem, kteří nás podpořili, i všem kteří se k tomuto memorandu připojí v budoucnu, děkujeme. Stavebnictví nevytváří virtuální svět, je skutečné a  hmatatelné. Ten obor jsem si vybral před lety právě pro ten úžasný pocit, že když se ohlédnete, je za vámi něco vidět. Dělejme po vzoru starých stavitelů vše tak, jak nejlépe v danou chvíli dovedeme, příště to zase budeme umět určitě o trochu lépe a nebudeme se bát ohlédnout. Přeji Vám hodně úspěchů, štěstí a radosti při realizaci vašich projektů. Ing. Aleš Jakubík viceprezident SSBK

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

TÉMA

❚

TOPIC

POROZUMĚNÍ PANELOVÝM SÍDLIŠTÍM JAKO PŘEDPOKLAD PRO JEJICH REGENERACI ❚ UNDERSTANDING PANEL HOUSING ESTATES IS THE ESSENTIAL REQUIREMENT FOR THEIR REGENERATION Lucie Zadražilová Většina panelových sídlišť v České republice představuje obytné čtvrti s vývojově vzniklými specifiky a potenciálem do budoucna. Předpokladem jejich úspěšné regenerace, jež musí probíhat na více vzájemně propojených úrovních, je pochopení vzniku a vývoje těchto celků. K tomu by měl přispět projekt „Panelová sídliště v České republice jako součást městského životního prostředí: Zhodnocení a prezentace jejich obytného potenciálu“. ❚ The majority of panel housing estates in the Czech Republic are residential quarters with specifics that have developed in time and potentials for the future. Understanding the origin and genesis of these specifics is the main requirement for a  successful regeneration of these panel housing estates. Project “Panel housing estates in the Czech Republic as part of the urban environment: Evaluation and presentation of their residential potential”.

1a

O  panelových sídlištích můžeme právem hovořit jako o  významných městských čtvrtích, které plní jednu ze základních funkcí městského organismu, a to funkci bydlení. Podobně jako jinde v Evropě vyústila i v naší zemi bytová nouze po druhé světové válce do hromadné výstavby panelových sídlišť, stavěných podle principů meziválečné avantgardy s ušlechtilým záměrem poskytnout všem bez rozdílu kvalitní bydlení. V Československu byla sídliště pojímána jako forma bydlení odpovídající životnímu stylu nového socialistického člověka s jeho novými potřebami. Dobře míněná snaha o  zlepšení podmínek bydlení pro co největší počet obyvatel se zčásti rozmělnila v nefunkční ekonomice socialistického státu. To ovšem nic nemění na tom, že některá specifika této formy hromadné vý-

stavby představují potenciál, který lze využít při řešení současné bytové otázky. Dnes žijí na panelových sídlištích více než tři milióny obyvatel České republiky (tedy téměř každý třetí člověk). Přesto dosud nebyla doceněna jejich sociokulturní role a význam, mimo jiné proto, že je lidé vnímají jako celky bez minulosti a bez budoucnosti. Nezohledňují ani způsob, jímž byla vnímána v době svého vzniku a který se velmi lišil od dnešního většinového pojetí, ani skutečnost, že jejich vývoj není ještě zdaleka ukončen. S možnými scénáři budoucího vývoje panelových sídlišť úzce souvisí otázka regenerace (proces zlepšování obytných kvalit panelových sídlišť bývá označován také jako humaniza-

Obr. 1a, b Fotografie z cyklu Jižní Město, 2005 – Jaromír Čejka dokumentoval život na tehdy ještě rozestavěném Jižním Městě v Praze v letech 1980 až 1982. Vzniklo několik unikátních cyklů, zřejmě nejznámější je soubor „Děti“. Po dvaceti pěti letech se k tématu vrátil, tentokrát v barvě ❚ Fig. 1a, b Pictures from the Jižní město (Southern City) series, 2005 – Jaromír Čejka was documenting life at Jižní Město (Prague) at that time still under construction between 1980 and 1982. Of several unique series the most known is probably the series ”Children”. After 25 years, he got back to his topic, this time in colour.

1b

3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

3

TÉMA

❚

TOPIC

2a

2b

ce či revitalizace). Sociolog Jiří Musil podotýkal, že „zde platí totéž co o přestavbě a modernizaci čtvrtí z 19. století. Nejlepších výsledků bylo dosaženo tehdy, když se autoři jejich přestaveb hluboce zamysleli nad konceptem historické blokové zástavby území, které měli adaptovat na soudobý životní způsob a dnešní civilizační nároky“ [1]. Jinak řečeno: základním předpokladem úspěšné regenerace panelových sídlišť, a tedy i možností se s nimi identifikovat a participovat na jejich dalším rozvoji je porozumění této formě hromadné bytové výstavby. Z této potřeby vznikl pětiletý mezioborový projekt s názvem „Panelová sídliště v České republice jako součást městského životního prostředí: Zhodnocení a prezentace jejich obytného potenciálu.“, který podpořilo Ministerstvo kultury ČR v rámci Programu aplikovaného výzkumu a  vývoje národní a  kulturní identity (NAKI) a na jehož řešení se podílejí odborníci z řady tuzemských výzkumných pracovišť – Uměleckoprůmyslové museum v Praze (příjemce projektu), Ústav dějin umění AV ČR, Výzkumný ústav práce a sociálních věcí, Pedagogická fakulta UK, Fakulta humanitních studií UK, Fakulta architektury ČVUT, Útvar rozvoje města hl. města Prahy, Muzeum města Brna a Národní památkový ústav. Hlavním cílem projektu je realizace výzkumu a dokumentace vybraných panelových sídlišť, postižení historických, kulturních a sociálních aspektů při percepci těchto celků v minu-

losti i přítomnosti a vytvoření edukačních modelů ke zpřístupnění jejich specifického genia loci široké veřejnosti formou velké tematické výstavy v  Praze, série regionálních prezentací ve  třinácti krajských městech České republiky, několika odborných publikací a konečně specializované mapy s informacemi o vybraných celcích z hlediska historie, architektury, urbanismu, sociologie, demografie, památkové péče a  dějin umění. Výsledky projektu by měly potvrdit tezi, že velká část těchto obytných celků představuje jakýsi základ, z  něhož může vhodnými zásahy vzniknout dobře identifikovatelná a diferencovaná prostorová struktura, která bude podporovat kontakty mezi lidmi a  posilovat v  nich pocit domova a  příslušnosti k místu [2]. Struktura města totiž není v  průběhu času neměnná, ale vyvíjí se přirozeně, pomalu. Předpokladem úspěšného vývoje však je, že se nesmí zříkat těch prvků z minulosti, jež si zachovaly svou platnost. V  případě sídlišť to jsou hodnoty jako univerzálnost, levnost, zeleň a  blízkost přírody, navíc by se mohlo navázat na kvalitní a u mnoha celků dosud nenaplněný potenciál, jímž je městská vybavenost. Na sídlištích je možnost jeho naplnění větší než u jiných druhů zástavby, navíc tak lze učinit v jiné podobě, než bylo původně plánováno a přizpůsobit ji současným nárokům na bydlení. Sídliště by si měla uchovat svá specifická pozitiva, a zároveň se v co nej-

Obr. 2a, b Fotografie z cyklu Jižní Město, 2005 ❚ Fig. 2a, b Pictures from the Jižní Město series

3a

Obr. 3a, b, c Petr Drexler, Ladislav Vrbata, Nástavba malometrážních bytů na panelový dům v Praze–Hostivaři, projekt: 2002, realizace: 2004 – i po téměř deseti letech patří tato realizace mezi nejzdařilejší příklad úprav paneláku v České republice ❚ Fig. 3a, b, c Petr Drexler, Ladislav Vrbata, Extension of prefab houses in Prague-Hostivař – small apartments – after almost ten years this project has still been considered one of the best alterations of the prefab house in the country

4

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

TÉMA

TOPIC

větší míře provázat s  ostatními částmi města [3]. Před každým regeneračním zásahem je zásadní položit si otázku, pro jaké cílové skupiny vlastně chceme sídliště regenerovat, a  teprve pak se tyto celky snažit adaptovat tak, aby odpovídaly životnímu stylu, hodnotám a  požadavkům těchto skupin [4]. Některá dobře založená a  citlivě regenerovaná panelová sídliště mohou uspokojit rozdílné nároky na  bydlení, jako je blízkost přírody, a  současně dobré a  rychlé spojení do centra města [5]. Pro koho tedy mohou být panelová sídliště zajímavou nabídkou bydlení? Pro mladé lidi na začátku profesní kariéry, kteří tráví většinu času pracovního i  volného mimo domov a nepotřebují širokou nabídku služeb v  okolí bydliště, jsou velkou předností minimální nároky na  údržbu panelákových bytů. Zelené plochy v okolí celků i uvnitř nich a bezpečné prostředí pro hry jsou výhodné pro rodiny s dětmi, u  této skupiny je zájem o  sídlištní lokality přímo úměrný vybavení celku školkami, školami a službami pro rodiny s  malými dětmi. Pokud se v  těchto celcích podaří zajistit i zařízení pro mimoškolní aktivity dětí a mládeže, rodiny pravděpodobně v  místě bydliště setrvají. A konečně pro první obyvatele sídlišť, kteří jsou dnes již vesměs ve  vyšším věku, představují sídliště domov a  místo, kde strávili velkou část svého života. Ani tato skupina nemá většinou důvod ke stěhování, pokud se cítí na sídlišti bezpečně a je splněna podmínka, že veškeré služby jsou dostupné v nejbližším okolí. Sledování současné diskuse o  regeneraci sídlišť by mohlo vést k chybnému předpokladu, že se jedná o nové téma, jež začalo být aktuální po roce 1989. Přitom již v éře socialismu se o  humanizaci sídlišť hovořilo a  vedle snahy zlidštit paneláky „veselým nátěrem fasád“ existovaly i seriózní pokusy podívat se na  tento proces komplexněji. Uveďme alespoň projekt Urbanita 86, který vypsal Technický magazín a  jehož cílem bylo shrnout názory na dotvoření a zpříjemnění prostředí již existujících sídlišť, především projekty na posílení jejich urbanity a městské atmosféry. Zúčastnilo se ho přes osmdesát architektů a stal se jednou z klíčových událostí, protože ještě za minulého režimu otevřel prostor pro diskusi a kritiku. Regenerace totiž může být úspěšná pouze tehdy, probíhá-li zároveň na  více vzájemně propojených rovinách:

3b 3c

3/2013

❚

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

5

TÉMA

❚

TOPIC Obr. 4 Ladislav Lábus, David Mareš, Dagmar Prášilová, Barevné řešení panelových domů na pražském sídlišti Bohnice, projekt i realizace 1999 až 2000 – zvolená barevnost není formální a zajímavě pracuje s konstrukční logikou objektu ❚ Fig. 4 Ladislav Lábus, David Mareš, Dagmar Prášilová, Coloured solution of prefab houses at the Prague–Bohnice housing estate, project and realisation 1999 to 2000 – the chosen colours are not formal and collaborate with constructional logic of the objects

4

počínaje úrovní jednotlivých domů až k  celému obytnému prostředí. Přesto bývá tato problematika dodnes často redukována na otázky barevnosti či různých nástaveb na panelácích. Ty bývají většinou šmahem odsuzovány, i zde ovšem platí, že porozumění historii tohoto typu výstavby i kontextu může vést k velmi zajímavým výsledkům. S vědomím určité míry zjednodušení lze říci, že většina architektů považuje „barvení paneláků“ za kosmetické úpravy, které celku ve výsledku škodí. Např. Roman Koucký, který se v současné architektonické obci řadí k odpůrcům humanizace sídlišť, podotýká, že „jednou dojde k  tomu, že naši potomci budou seškrabávat „zateplení“ a budou vysvětlovat, jak vzácná a důležitá je původní šedivá barva“ [6]. Sociologové a samotní obyvatelé těmto úpravám bývají nakloněni, protože mohou představovat jednu z  cest z  labyrintu monotónního vyznění a nemožnosti orientace. Někteří architekti se navíc dokázali podobného úkolu zhostit velmi dobře. Např. Ladislav Lábus vytvořil v letech 1999 až 2000 se studenty svého ateliéru na  ČVUT návrh barevného řešení superdomu na pražském sídlišti Bohnice, jenž byl posléze realizován (obr. 4). Úspěšnost řešení spočívala v tom, že nepracovali s abstraktní plochou, ale zohlednili typ i velikost budov, stejně jako jejich polohu a význam v rámci celé čtvrti [7]. K respektování podstaty panelové zástavby při regeneracích se přiklání i  Lábusův kolega Jiří Pleskot: „Jakmile se začnou paneláky omalovávat jako hračky, stávají se z nich jiné domy, než ze své podstaty jsou. Je to špatné, jde o základní nepochopení jejich kvality. Jejich podstata by měla být spíš rozvíjena a neměly by být degradovány na legrační domy. Panelákům škodí nepromyšlené způsoby zateplování a scelování fasád, kdy se vytrácí jejich elementárnost, celkový výraz – jeho složenost a rozebíratelnost“ [8]. Ve  výsledku by vždy mělo jít o  soulad mezi domy, jejich okolím i společným veřejným prostorem. Podobné rozpory panují v otázce nejrůznějších nástaveb na střechách. Např. teoretik architektury Rostislav Švácha před několika lety poznamenal, že nástavby na  střechách paneláků z  nich neudělají normální domy a  navíc úplně zničí estetiku strohé, a přece působivé geometrie [9]. Není však nástavba jako nástavba. Architekti Petr Drexler a Ladislav Vrbata jsou autory nástavby malometrážních bytů na panelový dům v Přeštické ulici v Praze–Hostivaři (obr. 3a až c). Její tvar nekontrastuje s původní strukturou paneláku, je s ní naopak v souladu. Hmoty schodišť vhodně rozčleňují jednolitou severní fasádu a  jsou dobře zapamatovatelné. Povedlo se i  barevné 6

Literatura: [1] Druhý život pro sídliště, Era 21 9, 2009, č. 1, s. 55 [2] Halík P.: Architektonická avantgarda a tradice českého funkcionalistického urbanismu, in: Laurent Bazac–Billaud (ed.), Problematika města: Praha a její nové čtvrtě, Cahiers du CeFReS, č. 7, Praha 1995, s. 51 [3] Musil J. et al.: Lidé a sídliště, Praha 1985, s. 332 [4] Zadražilová L.: Sociokulturní pohled na problematiku bydlení v Československu ve 2. polovině 20. století. Prostorová a sociální specifika panelových sídlišť, rukopis disertační práce obhájené na FF UK v Praze, Praha 2012 [5] Voženílek J.: Kompozice nových obytných souborů, Architektura ČSR XLI, 1982, č. 4, s. 161. [6] Volf P.: Rozhovor Petra Volfa s architektem Romanem Kouckým, Krása je objektivní, in: Karolina Jirkalová – Jan Skřivánek – Petr Volf (edd.), Město mezi domy. Rozhovory s architekty, Praha 2009, s. 19 [7] Lábus L., Mareš D., Prášilová D.: Barevnost panelových domů na sídlišti Bohnice, Era 21 9, č. 1, 2009, s. 33. [8] Volf P.: Panelák je panelák je panelák, Magazín Víkend, Příloha Hospodářských novin, 2010, č. 42, 22. 10., s. 28 [9] Volf P.: Ze sídliště neodejdu. Rozhovor s Rostislavem Šváchou, in: Petr Volf, Vzrušení, Praha 2006, s. 282 [10] Pištěk P.: Nástavba malometrážních bytů na panelový dům v Hostivaři, Era 21 9, č. 1, 2009, s. 24–27

řešení, které respektuje charakter domu a pracuje s dostatečně velkým měřítkem [10]. Z  uvedených příkladů je zřejmé, že i  s  barevností fasád a nástavbami na panelácích se dá dobře pracovat a lze jimi přispět ke  kvalitní regeneraci, pokud mají autoři vhled do problematiky, respektují podstatu a citlivě, a zároveň invenčně navazují na místní kontext. Tento článek vznikl v rámci projektu „Panelová sídliště v České republice jako součást městského životního prostředí: Zhodnocení a prezentace jejich obytného potenciálu“, podpořeného Ministerstvem kultury v rámci Programu aplikovaného výzkumu a vývoje národní a kulturní identity (NAKI), identifikační kód projektu: DF13P01OVV018. Fotografie: 1a až 2b – Jaromír Čejka, 3a až 3c – Drexler Vrbata architekti, 4 – Architektonický ateliér Ladislav Lábus PhDr. Lucie Zadražilová, Ph.D. Uměleckoprůmyslové museum v Praze e-mail: [email protected] tel.: 608 303 455

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

TÉMA

PRAŽSKÁ PANELOVÁ SÍDLIŠTĚ V ČASE HOUSING ESTATES DURING THE TIME Ludmila Doudová Článek vychází z  podkladů výstavy Pražská panelová sídliště (Sál architektů, Staroměstská radnice, Praha, 31. května až 16. září 2012). Na  základě vybraných pražských sídlišť a  sídlištních celků ukazuje vývoj jejich výstavby od  počátků využívání prefabrikovaných stavebních prvků na  přelomu 40. a 50. let až po 80. léta 20. století. Současně je také zmíněna otázka regenerace či „humanizace“ sídlišť, jejich oživení a přizpůsobení se požadavkům současnosti. ❚ The article, which is based primarily on documents of the exhibition Prague Panel Housing Estates (Old town hall, Prague, 31. 5. – 16. 9. 2012), presents developments at selected Prague housing estates from the time when prefabricated elements began to be used in the late 1940s until the 1980s. It also discusses regeneration or ˝humanisation˝ of housing estates – their rejuvenation and adaptation to the requirements of modern living.

Panelová sídliště, sídelní celky s  velkokapacitními domy, se nejintenzivněji stavěla v 60. až 80. letech 20. století. V Praze jsou kromě mnoha samostatných sídlišť, mezi něž patří např. Zahradní Město či sídliště Krč, také ucelené sídlištní komplexy – Jižní Město (Háje, Opatov, Litochleby a  Chodov) a  Jihozápadní Město (katastrální území Stodůlky). V  pražských sídlištích žije 40 % obyvatel hlavního města, což představuje 470 000 lidí. PROTOTYPY SÍDLIŠŤ

Myšlenka výstavby velkých obytných celků s hygienickými byty a společným zázemím se objevila již v 19. století. První skutečná sídliště však začala vznikat až mezi dvěma světovými válkami, a to především jako řešení stálého nedostatku bytů. Tvůrci sídlišť se stali levicoví teoretici a architekti, zejména Le Corbusier, sovětští a také němečtí avantgardisté. Nejstarší panelové sídliště s názvem Praunheim bylo vystavěno ve Frankfurtu nad Mohanem v roce 1926, tedy o více než čtvrt století před kolaudací prvního panelového domu v Praze. V  Československu se na  přelomu 20. a  30. let 20. století myšlenkou hromadné bytové výstavby ve formě sídlišť zabývali přední avantgardní architekti a teoretici, a to zejména Karel Teige, Jaromír Krejcar, Karel Honzík ad. Zprůmyslnění výstavby a racionalizaci stavebních procesů pak zavedl Tomáš Baťa ve Zlíně. První sídliště v Praze vyrostla v místech vytyčených regulačním plánem Velké Prahy z  roku 1930, který vypracovala Státní regulační komise (předchůdce Útvaru rozvoje hlavního města Prahy). Počítalo se v  něm se vznikem velkých obytných celků např. na Proseku nebo na Invalidovně v Karlíně, v místě pozdější Solidarity ve Strašnicích, na Pankráci, v Holešovicích či Břevnově. Nejstarší pražské proto-sídliště vyrostlo zčásti před druhou světovou válkou právě ve zmíněném Břevnově, mezi ulicemi Nad Kajetánkou a Pod Marjánkou. Bylo sice ještě postaveno tradičními řemeslnými metodami, z cihel, ale s již patrným principem prefabrikace, tj. průmyslové výroby a následného osazení typizovaných stavebních dílů, která je charakteristická pro pozdější panelová sídliště. VÝVOJ DO ROKU 1948, PO ROCE 1948 A SOCIALISTICKÝ REALISMUS

Během druhé světové války byla přerušena stavební činnost a architekti se zabývali teoretickými přípravami nové organi3/2013

❚

❚

❚

TOPIC

PRAGUE PANEL

zace stavebnictví. Bytovou otázku měly dále řešit centrálně řízené projektové a prováděcí závody, jejichž práce měla být racionalizována výrobou typizovaných konstrukčních i  stavebních prvků. Industrializace stavebnictví vyvolaná poválečnými hospodářskými a  sociálními požadavky měla vést k  opuštění řemeslné (a často pouze sezónní) práce, a tím ke zrychlení výstavby. „Prvním předpokladem k této změně bylo stanovení obecně platných norem a následné vypracování zásad standardizace (plochy bytů) a typizace. Typizované stavební dílce s univerzálním uplatněním umožňovaly jejich sériovou výrobu a  následnou montáž přímo na stavbě. Nové metody se poprvé prosadily během dvouletého hospodářského plánu v  letech 1947 a  1948. V  Praze byly ve  větší míře použity prefabrikované stěny a  stropy při stavbě sídliště Solidarita ve Strašnicích, které se vyráběly přímo na místě. Ostatní dvouletková bytová výstavba v Praze, např. kolem Vršovické třídy, Jeremenkovy ulice v Podolí nebo Horňátecké ulice v Kobylisích, byla realizována ještě tradičním zděním z cihel.“ [1] Stavebnictví po roce 1948 trpělo nejen nedostatkem stavebního materiálu, jeho reorganizace s sebou rovněž přinesla špatně koordinovanou, neefektivní a kvapnou práci. Industrializace navíc způsobila pokles kvality řemeslné práce. V prosinci 1948 vznikl jako součást Československých stavebních závodů projekční ústav Stavoprojekt (v čele s architektem Josefem Havlíčkem) a  dále pak byl vydán Typizační sborník (dvanáctisvazkové dílo vydané Studijním a  typizačním ústavem v Praze, STÚ, v roce 1951) s dispozičními, konstrukčními, materiálovými a architektonickými řešeními. Novou architekturou vytvořenou pro novou společnost byl „radostný“ a monumentální socialistický realismus. Ten měl představovat podle přání režimu „mluvící“ architekturu, která své obyvatele vychovává. Architektura socialistického realismu je plná patosu: fasády typově stavěných domů zdobí sloupová průčelí, sgrafita, keramické domovní znaky apod. Jednotlivé domy tvoří uzavřené nebo polouzavřené bloky s vnitřní zelení a hřišti. U R B A N I S T I C K É P L Á N O VÁ N Í

Dějiny urbanistického plánování hlavního města začínají rokem 1920, kdy byla ustanovena Státní regulační komise pro hlavní město Prahu a okolí a následně přičleněním dosud samostatných městských částí vznikla tzv. Velká Praha. Regulační komise, působící v době mezi světovými válkami, ve svých plánech zpracovala téměř celou dnešní plochu Prahy a vytipovala řadu lokalit určených k bydlení, práci, odpočinku i dopravě, které byly zastavěny až dlouho po zániku komise. Urbanistické plánování pokračovalo během druhé světové války i po ní, soustavná práce je však spojena až s rokem 1951, kdy v  rámci magistrátu vznikla Kancelář pro územní plán hlavního města Prahy (v  čele s  architektem Jiřím Novotným), která byla společně s  oddělením územního plánu (pod vedením architekta Běluše Arnolda) v roce 1961 připojena k nově vzniklému Útvaru hlavního architekta města Prahy (v čele s architektem Jiřím Voženílkem). „Podobu pražského územního plánu podmiňoval tlak státu na extenzivní růst města, které se mělo stát industrializovanou socialistickou metropolí. Podporovaný příliv pracov-

technologie • konstrukce • sanace • BETON

7

TÉMA

❚

TOPIC

1

2

ních sil si vynucoval neustálé hledání nových ploch k bytové výstavbě.“ [1]

míře se také uplatnila snaha o výtvarné oživení či odraz světových architektonických vzorů (tzv. hotelové domy na Invalidovně a Petřinách).“ [1], (obr. 4 a 5)

P R V N Í PA N E L O VÁ S Í D L I Š T Ě

Pokusy s panelovou technologií a se zprůmyslněním výstavby se uplatnily ještě koncem 50. let, a to ve velkých obytných celcích. Příkladem jsou Petřiny, Červený Vrch (obr. 1) a Vokovice (na výstavbu sídlišť Petřiny a Červený Vrch byla použita stavební soustava G 57). Také se ale začínají ozývat první kritické hlasy upozorňující na neekonomickou výstavbu plnou nedodělků s domy nabízejícími omezené a nepříliš praktické dispozice bytů atd. Následkem toho se od 60. let krátce objevují snahy o napravení počátečních chyb: s výstavbou je spojeno širší spektrum odborníků včetně sociologů a psychologů, usiluje se o větší variabilitu atp. V této době tak vyrostlo několik tzv. experimentálních sídlišť (viz článek str.  12 až 15, pozn. redakce), jejich představitelem je především karlínská Invalidovna (vystavěna pomocí konstrukce typu T 08B). Přes všechny „neduhy“ je první etapa výstavby panelových sídlišť většinou chápána jako zdařilá. „Sídliště byla budována především v napojení na starší zástavbu a organicky tak zapadala do organismu města; v případě Invalidovny šlo dokonce o vyplnění proluky v rámci širšího pražského centra. Dále splňovala základní požadavky, jako je vlastní občanská vybavenost (obchody, kulturní zařízení, školky apod.). Domy svou výškou respektovaly lidské měřítko a  v  menší či větší 4

SÍDLIŠTĚ 60. LET

V  této době začala mohutná vlna výstavby, která si z  počáteční fáze vzala mnohá poučení (zejména týkající se technologických postupů z Invalidovny). Docházelo však k výraznému omezování role urbanistů i architektů, investor kromě toho ještě zvyšoval počet plánovaných bytů a současně snižoval pořizovací náklady. „Architektura (…) byla nahrazena výstavbou, individuální přístup typovostí, kvalita díla kvantitou.“ [2] V  60. letech přesto vzniklo v  Praze několik kvalitních sídlišť, která si udržela „kontinuitu s původními modernistickými představami a  zároveň je dokázala více nebo méně úspěšně skloubit se stále nenasytnějšími požadavky socialistického molochu. Jsou to především sídliště Krč (stavební soustava T 08B, pozn. autor.), Novodvorská a Malešice.“ [1], (obr. 2 a 3) Počátkem 60. let se začalo stavět tzv. Severní Město (sídliště Prosek (obr. 6), Ďáblice, Kobylisy a  Bohnice), kde na rozdíl od pozdějšího Jižního a Jihozápadního Města nešlo o  nový městský celek založený „na  zelené louce“, ale o soubor jednotlivých rozsáhlých sídlišť. (Při výstavbě Severního Města byly použity stavební konstrukční systémy T 06B a T 08B.) Velkým problémem té doby bylo neustálé zvyšování počtu podlaží – např. sídliště Bohnice svou monumentálností výrazně narušilo panorama Trojské kotliny. 5

8

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

TÉMA

❚

TOPIC

JIŽNÍ MĚSTO

3 Obr. 1 Josef Kubín: Návrh sídliště Červený Vrch, pohled směrem ke kulturnímu domu na ústředním náměstí, 1954, Útvar rozvoje hl. m. Prahy (ÚRM) ❚ Fig. 1 Josef Kubín: Design of the Červený Vrch housing estate, view towards the culture house on the central square, 1954, City Development Authority Prague (ÚRM) Obr. 2 Milan Procházka, Milan Polívka: Sídliště Malešice, perspektivní kresba, 1959, Útvar rozvoje hl. m. Prahy (ÚRM) ❚ Fig. 2 Milan Procházka, Milan Polívka: The Malešice housing estate, perspective drawing, 1959, City Development Authority Prague (ÚRM) Obr. 3 Josef Kalous, Josef Polák, Jaroslav Vlašánek: Sídliště Krč, skica, 1962, Útvar rozvoje hl. m. Prahy (ÚRM) ❚ Fig. 3 Josef Kalous, Josef Polák, Jaroslav Vlašánek: The Krč housing estate, sketch, 1962, City Development Authority Prague (ÚRM) Obr. 4 Emanuela Kittrichová, Jaroslav Horný a kol.: Interiéry bytů na Invalidovně, foto: autor neznámý, 1963, Útvar rozvoje hl. m. Prahy (ÚRM) ❚ Fig. 4 Emanuela Kittrichová, Jaroslav Horný et al.: Interiors of the apartments in Invalidovna, photo by unknown author, 1963, City Development Authority Prague (ÚRM) Obr. 5 Josef Polák, Vojtěch Šalda (vedoucí projektanti): Sídliště Invalidovna v Karlíně, pohled do nákupní pasáže, foto: Zdeněk Voženílek, 1966, Útvar rozvoje hl. m. Prahy (ÚRM) ❚ Fig. 5 Josef Polák, Vojtěch Šalda (head designers): The Invalidovna housing estate in Karlín, view of a shopping passage, photo: Zdeněk Voženílek, 1966, City Development Authority Prague (ÚRM) Obr. 6 Jan Růžička (vedoucí projektant): Sídliště Prosek, foto: Karel Neubert, 1974, Útvar rozvoje hl. m. Prahy (ÚRM) ❚ Fig. 6 Jan Růžička (head designer): The Prosek housing estate, photo: Karel Neubert, 1974, City Development Authority Prague (ÚRM)

6

3/2013

❚

Jedno z  nejznámějších českých sídlišť, ztvárněné dokonce ve filmu „Panelstory aneb jak se staví sídliště“ režisérky Věry Chytilové z roku 1979, se stalo téměř synonymem pro veškerá negativa panelové výstavby. Jeho výslednou podobu silně ovlivnily politické změny a doba jeho výstavby se nakonec vyšplhala na úctyhodných 20 let – od prvních návrhů po dokončení. Jako vhodný prostor pro novou rozsáhlou výstavbu určil územní plán z roku 1964 oblast mezi obcemi Chodov a Háje, tehdy mimo katastr Prahy. Mírný terén se v blízkosti nově budované dálnice D1, s možností napojení na inženýrské sítě a v přímém kontaktu s volnou přírodou, jevil jako ideální. Jižní Město se začalo realizovat podle soutěžního návrhu architekta Jiřího Lasovského a Jana Krásného z roku 1966. „V podstatě na zelené louce vyrostlo nové město, původně koncipované jako čtyři samostatné čtvrti (Háje, Opatov, Litochleby a Chodov) celkem pro 80 000 obyvatel. Stereotypnosti tak velkého projektu mělo zabránit odlišné architektonické pojetí jednotlivých částí. Scelit tyto obytné soubory a vytvořit samostatně fungující město mělo společné centrum mezi Litochlebským náměstím a stanicí metra Opatov. Na dodnes prázdném prostranství by obyvatelé našli hlavní náměstí, radnici, kostel, obchody i kulturní vyžití. Na náměstí by volně navazoval Centrální park, který by svým podlouhlým tvarem spojil všechny čtvrti. Nízká a hustá zástavba by směrem k centrům gradovala.“ [1] Po roce 1970 se celý koncept autorsky rozpadl a většina původních idejí byla opuštěna. Navrhovaná čtyři centra splynula v neurčitý celek, výška zástavby vzrostla, namísto průmyslové oblasti vzniklo sídliště Jižní Město II., dále navázala nepříliš vydařená samostatná výstavba v letech 1971 až 1980 a občanská vybavenost byla realizována pouze z malé části. (V  části Jižního Města je použita stavební soustava T 08B.) J I H O Z Á PA D N Í M Ě S T O

Jihozápadní Město s více než 60 000 obyvateli patří k nejmladším velkým sídlištním celkům v  Praze (obr. 7, 8 a  10). Bylo realizováno podle projektu architekta Ivo Obersteina z roku 1968. „Terénní konfigurace volného prostoru polí a  sousedství přírodní rezervace Prokopského a Dalejského údolí se staly základem pro rozvrh funkčních ploch sídliště, dopravní kostru i pro vymezení Centrálního parku s vodními plochami.“ [1] Na  rozdíl od  Jižního Města, které bylo vybudováno původně bez plánů pro metro, koncept Jihozápadního Města již od svého počátku obsahoval trasu B metra vedoucí jeho středem. „U stanic metra jsou lokální centra, v docházkové vzdálenosti osm minut bydlí 70 % obyvatel sídliště. Hlavní pěší cesta prochází vnitřními prostory obytných bloků, propojuje jednotlivá centra a Centrální park. Jádrem Jihozápadního Města je Sluneční náměstí s  radnicí v  Nových Butovicích. Mezi dvěma stanicemi metra je koncipován „městský bulvár“, na kterém jsou soustředěny obchody, služby a reprezentativní objekty. Průjezdná doprava je vedena po  obvodových komunikacích.“ [1] Díky tomu, že základní tým Ateliéru  7 Projektového ústavu hlavního města Prahy pod vedením Ivo Obersteina zůstal do 90. let víceméně stejný, podařilo se do současnosti udržet základní urbanistickou koncepci téměř beze změn (ne jako v případě Jižního Města, kde se bohužel autorský koncept rozpadl). Výjimkou je sídliště Velká Ohrada (čtvr-

technologie • konstrukce • sanace • BETON

9

TÉMA

❚

TOPIC

7

8

9

tý obytný celek Jihozápadního Města) autorů Jana Bočana a Zdeňka Rothbauera, kde bylo místo původní rozvolněné kompozice obytného souboru nad Dalejským údolím navrženo devět uzavřených bloků na šachovnicové osnově. Výstavba Jihozápadního Města začala roku 1976 a pokračuje až dodnes. (Na výstavbu sídlišť Nové Butovice a Stodůlky byla použita konstrukční soustava VVÚ ETA.) „Celkový vzhled sídliště poznamenala podobně jako Jižní Město nutnost striktně dodržovat objemovou typizaci panelových domů a hustotu zástavby. Přesto se architektům podařilo prosadit v rámci rigidní stavební výroby některé prvky, např. rohové sekce z panelů, které přinesly novou kvalitu prostorového řešení. Jednotlivé obytné soubory jsou samostatnými celky navrženými různými architekty Ateliéru 7, kteří využili tradiční městské struktury, především náměstí a  bulváry, prvky drobné architektury, dodrželi vymezení poloveřejného a veřejného prostoru a spolupracovali s mladými umělci (Kurtem Gebauerem, Stefanem Milkovem, Olbramem Zoubkem a dalšími).“ [1] R E G E N E R A C E , „ H U M A N I Z A C E “ , R E H A B I L I TA C E

Kritika panelové výstavby postupem času sílila a vyvrcholila na počátku 90. let, podporována celkově svobodnější atmosférou po sametové revoluci. Diskuse o hrozícím nebezpečí spojeném s končící životností domů, následné návrhy bourání paneláků a  jejich nahrazení jiným typem výstavby byly zhodnoceny jako nereálné a  později nahrazeny masivními snahami o regeneraci a „humanizaci“ sídlišť (obr. 9 a 11). 10

Literatura: [1] Materiály z výstavy Pražská panelová sídliště (Sál architektů, Staroměstská radnice, Praha, 31. 5 – 16. 9. 2012), autoři výstavy a textů/authors of the exhibition and texts: Martina Flekačová, Milan Kudyn, Lucie Zadražilová, Klára Halmanová; kurátorka výstavy/curator of the exhibition: Klára Halmanová [2] Poche E.: Prahou krok za krokem. Praha a Litomyšl, Paseka 2001

Obr. 7 Exkurze architektů a projektantů na rozestavěné sídliště Lužiny, foto: Ivo Oberstein, 1983, soukromý archiv ❚ Fig. 7 Excursion of architects and designers in the unfinished Lužiny housing estate, photo: Ivo Oberstein, 1983, private archive Obr. 8 Model Slunečních domů na hlavním náměstí Jihozápadního Města, 1985, soukromý archiv ❚ Fig. 8 Model of Solar houses on the main square of Jihozápadní Město, 1985, private archiv Obr. 9 Jiří Novák: Křídla, 1987, foto: Hynek Alt (Vetřelci a volavky) ❚ Fig. 9 Jiří Novák: Wings (mobile), 1987, photo: Hynek Alt (Aliens and Herons) Obr. 10 Zimní radovánky ve vnitřním prostoru „rondelu” na Lužinách, foto: Ivo Oberstein, 1988, soukromý archiv ❚ Fig. 10 Winter merrymaking in the inner area of a ˝roundel˝ in Lužiny, photo: Ivo Oberstein, 1988, private archiv Obr. 11 Barevné fasády panelových domů, Zahradní Město, foto: Tomáš Brabec, 2012, Útvar rozvoje hl. m. Prahy (ÚRM) ❚ Fig. 11 Coloured house facades of the Zahradní Město housing estate, photo: Tomáš Brabec, 2012, City Development Authority Prague (ÚRM)

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

TÉMA

Sídliště se vylepšují zejména zateplením domů, barevným řešením fasád, nástavbou, výměnou oken a zábradlí balkonů, zasklením lodžií, značením jednotlivých domů rozlišujícími symboly pro zlepšení orientace ap. Tyto zásahy však s odstupem času hodnotíme spíše negativně. Mnohdy jsou totiž provedené „živelně bez ohledu na  kontext“ [1] a  někde nezohledňují dokonce ani funkčnost či statiku objektu. Kupříkladu dožívající umakartová bytová jádra jsou hromadně nahrazována zděnými koupelnami a toaletami, dispoziční řešení bytů je přebudováváno pomocí nových interiérových příček – oboje často bez posouzení statika. „Na  podporu zkvalitnění exteriérů sídlišť a  úpravy infrastruktury byl pro obce v roce 2000 vyhlášen vládní program dotace ze státního rozpočtu. Finanční podpora na regeneraci panelových sídlišť je určena na jejich „přeměnu ve víceúčelové celky“ a „všestranné zlepšení obytného prostředí.“ [1]

10

TOPIC

Z ÁV Ě R

„Sídliště byla od samého počátku kritizována pro svou uniformitu, nízkou estetickou kvalitu, necitlivost vůči okolnímu prostředí, anonymitu svádějící ke  kriminalitě a  vandalismu. Nedostatek pracovních příležitostí, center společenských aktivit a služeb vedl ke každodennímu vylidňování sídlišť během pracovního dne.“ [1] Řada těchto problémů na některých sídlištích, zvláště těch rozsáhlejších, bohužel přetrvává, zejména se to týká dojíždění za prací či absence přirozených míst k setkávání. A současný vývoj ani příliš nepodporuje výstavbu multifunkčních obytných celků – spíše vítězí monofunkčnost sídlišť bez snahy přiblížit se původnímu konceptu. Mgr. Ludmila Doudová e-mail: [email protected] tel.: 601 337 997

11

f i b S Y M P Ó Z I U M T E L AV I V 2 0 1 3 Pravidelné, každoroční sympozium fib se letos konalo netradičně již koncem dubna v izraelském Tel Avivu. Pozdější termín by byl asi z hlediska klimatických podmínek pro mnohé nepříjemný, i  v  dubnu tam bylo již dosti teplo. Cílem těchto setkání je šíření a výměna informací z oblasti výzkumu, vývoje a inovací ve všech částech betonového stavebnictví a stejně tomu bylo i v Izraeli. Hlavní téma letošního setkání bylo „Budoucnost stavitelství a betonu: technologie, modelovaní a výstavba“. Program sympózia a související jednání fib komisí a pracovních skupin přivedly do Tel Avivu na šest dnů přední osobnosti konstrukčního betonu ze všech kontinentů. Vlastního sympózia se zúčastnilo téměř 300 odborníků z mnoha různých zemí. Na úvodním zasedání převzal výroční fib Medal of Merit za mnohaleté zásluhy o rozvoj konstrukčního betonu Jean Francois Klein (Švýcarsko). Čestné členství fib bylo za celoživotní práci v rozvoji betonového stavebnictví uděleno Jamesi G. Toscasovi (USA). Cti vyzvané přednášky v  úvodní plenární sekci se dostalo Silvianu Marcusovi (USA), Arnonu Benturovi (Israel) a v závěrečné plenární sekci Michaelu N. Fardisovi (Řecko). Program přednášek probíhal

1

3/2013

❚

souběžně ve třech až pěti sálech, postupně v devíti hlavních tematických sekcích. V odborném programu bylo předneseno 175 příspěvků, vydaný sborník má 718 stran. V Tel Avivu byla opět cenami pro mladé vědce a inženýry ohodnocena jejich průkopnická práce a nevšední dosažené výsledky. Cenu získali: v kategorii „Návrh a výstavba“ Bente Skovseth Nyhus (Norsko) za práci „Consistent practical design of concrete structures“ a v kategorii „Výzkum“ Kamyab Zandi Hanjari (Švédsko) za práci „Structural behavior of deteriorated concrete structures“. Doufejme, že i mladí čeští vědci, výzkumníci či konstrukční inženýři najdou odvahu a přihlásí své práce do tohoto mezinárodního programu a dokážou je obhájit v tvrdé konkurenci svých vrstevníků. Jana Margoldová Obr. 1 Jean Francois Klein s manželkou po převzetí fib Medal of Merit Obr. 2 President fib Gordon Clark předává čestné členství fib Jamesi G. Toscasovi Obr. 3 Bente Skovseth Nyhus po  převzetí fib Achievement Award for Young Engineers

2

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

3

11

TÉMA

❚

TOPIC

JAK DÁL S PANELÁKEM? EXPERIMENTY V BYTOVÉ VÝSTAVBĚ Z LET 1959 AŽ 1961 ❚ WHAT TO DO WITH A PREFAB APPARTMENT HOUSE? EXPERIMENTS IN HOUSING CONSTRUCTIONS IN 1959 TO 1961

1

Eva Novotná Uplatnění panelového domu v  hromadné výstavbě se z  počátku neobešlo bez pochybností a  otázek týkajících se jeho konstrukčního, funkčního i estetického řešení. Následující řádky přiblíží situaci na přelomu padesátých a šedesátých let 20. století, kdy se panelový dům ocitl na rozcestí a směr dalšího vývoje měly určit první státem povolené experimentální projekty. ❚

There were many doubts concerning construction, function and

esthetics when precast apartment houses started to be built. In the following article we would like to show the situation on the break of the 50s and 60s of the 20th century when the precast apartment houses reached a crossroad and their further development was set by a state approved experiments.

Obr. 1 Brno, experimentální bytový dům na Vinařské ulici,1959 [10] ❚ Fig. 1 Brno, experimental apartment house in Vinařská street [10] Obr. 2 Brno, experimentální bytový dům na Křídlovické ulici, 1960 až 1961 [11] ❚ Fig. 2 Brno, experimental apartment house in Křídlovická street [11] Obr. 3 Montovaný panelový dům ve výstavbě [11] ❚ Fig. 3 Assembled precast apartment house during construction [11] Obr. 4 Hradec Králové, typ HK 60 HK 60 type

❚

Fig. 4

Hradec Králové,

Obr. 5 Zlín, první panelový dům (typ G 40), 1953 the first precast apartment house (G 40 type)

❚

Fig. 5

Zlín,

2

Mnohé architekty v roce 1953 doslova šokoval pohled na první panelák postavený na tehdejším nábřeží Pionýrů v Gottwaldově. Svým vzhledem odpovídal strohé krabicové konstrukci z montovaných panelů a jen detaily připomínaly v té době bující socialistický realismus. „S tímto výrazem, který vychází jen z konstruktivní skladby, bychom výtvarně nevystačili, protože proporce jednotlivých konstrukčních dílů jsou skoro úplně určovány vnitřní prostorovou skladbou a stavební ekonomií a nebyl brán zřetel na jejich architektonické působení. Za druhé celek složený z  jednotlivých dílů mechanicky se opakujících stává se ve  svém rastrovitém charakteru abstraktní nepochopitelnou plochou.“ [1] Postupem času se však ozývaly hlasy prozíravějších, upozorňující na  sílící tlak „nepřekonatelného hladu po bytových jednotkách, pro nějž jsme ochotni leccos omluvit“. [2] E X P E R I M E N TÁ L N Í P R O J E K T Y

Na konci padesátých let kritika prvních panelových domů vyvrcholila a současně se setkáváme s odsouzením celkového vývoje bytové výstavby. Odborníci i veřejnost poukazovali především na nedostatečný počet bytových jednotek a omezené možnosti jejich dispozic, architektonického výrazu i urbanistické skladby. Zde je třeba připomenout, že do té doby existovala jen sídliště o řádkové či blokové zástavbě stejného typu, který nabízel jen omezený standard bydlení. Se vzrůstající životní úrovní a nároky obyvatel, které vládnoucí garnitura na počátku šedesátých let již nemohla ignorovat, se pochopitelně začaly objevovat hlasy po  pestřejší nabídce bydlení, srovnatelné například se zvyšujícím se sortimentem spotřebního zboží. Ústřední výbor KSČ reagoval na situaci v roce 1959 „Usnesením k řešení bytového problému do roku 1970“, které si vytklo ambiciózní cíl postavit ve  stanoveném čase 1  200  000 12

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

TÉMA

❚

TOPIC

4

3

5

bytů, a to podle nových typů důsledně uplatňujících panelovou konstrukci. Jak tedy dál s panelákem? Na to měly odpovědět povolené experimentální projekty. V  Čechách v  termínu vymezeném lety 1959 až 1961 pracovalo na experimentech pět krajských projektových ústavů – Praha, Brno, Zlín (Gottwaldov), Hradec Králové a České Budějovice, dále Studijní a typizační ústav a několik projektů vypracoval projektový ústav v Bratislavě [3]. K obecným otázkám zlepšení bydlení měly přispět vědecké a teoretické studie. Týmy odborníků včetně nově přizvaných sociologů, lékařů (zejm. pediatrů) a dendrologů otevřely otázky růstu životní úrovně, zvýšených nároků na účelové a estetické utváření bytových jednotek a obytného prostředí. Vyzývaly např. k  variabilnímu uspořádání bytů, které by do budoucna reagovalo na měnící se podmínky dané demografickou křivkou, změnou životního stylu apod. [4]. Vůbec poprvé se v souvislosti s hromadným bydlením připomínají také specifické potřeby lidí se zdravotním postižením či seniorů. Studie částečně zahrnuly výsledky veřejného mínění vzešlé z první celostátní diskuse o bydlení. Skutečný dopad měly odborné úvahy a názory veřejnosti hlavně na zvýšení plošného standardu bytu z  9 na 11 m2 na osobu. O D L É VÁ N Í PA N E L Ů N A   M Í S T Ě

Všechny experimenty, jak už bylo řešeno, ověřovaly betonové konstrukční systémy, přičemž jako nejvíce atraktivní se tvůrcům jevila metoda na místě odlévaných panelů [5]. Architekty na zvolené technologii lákala především možnost variability, a to jak v orientaci a výšce domu, tak v dispozici. Dále tato metoda slibovala případnou záměnu stavební technologie a konstrukčních materiálů a zlepšení estetického působení [6]. Tím se měly definitivně vyléčit všechny neduhy dosavadní montované panelové konstrukce. 3/2013

❚

Konstrukčního systému tvořeného stěnami z  litého betonu využili v  první vlně tzv. experimentálek například autoři čtyřpodlažního domu ve Vinařské ulici v Brně (1959) – František Zounek a Viktor Rudiš (obr. 1), Václav Havránek v Praze Bubenči (1959), či Josef Havlíček na sídlišti Vítězného února v Kladně (1957 až 1959). Opakovaně využil litého betonu architekt Zounek při výstavbě bodového domu o  jedenácti podlažích v Brně-Křídlovické ulici (1960 až 1961), kde obvodové stěny konstruoval ze zavěšených panelů (obr. 2) [7]. Zounek zde, přes nedostatky zvukové izolace, sklidil úspěch zejména architektonickým řešením průčelí. Působivé využití lehkých barevných materiálů (kovu, skla a  keramiky) kopíruje v  té době oblíbený styl Československého pavilónu na Expo 58 v Bruselu. Slibných výsledků s technologií litého betonu s  posuvným bedněním dosáhli autoři bratislavských experimentů v lokalitě Podhradie (Ferdinand Konček, Ilja Skoček, Lubomír Titl) (1959 až 1961). P R E FA B R I K O VA N Ý M O N T O VA N Ý S Y S T É M

Oproti tomu obytný dům ověřující prefabrikovaný montovaný systém vyzkoušel v rámci experimentů architekt František Steiner v Hradci Králové (1960). Jeho pokus s nezvykle dlouhým rozponem 6,2 m předurčil vývoj později velmi rozšířeného krajského typu HK 60 (obr. 3 a 4). Kombinaci monolitického skeletu a příčného systému montovaného z panelů zvolil pro svůj experiment Arnošt Kubečka. Ve Zlíně na Podvesné vznikl v  roce 1961 podle jeho projektu experimentální dům, který měl v souladu s tehdejším programem moderního bydlení nabídnout i kulturní a společenské zázemí. Nadstandardní služby umožňoval také vzorový projekt tzv. koldomu v  Českých Budějovicích (Bohumil Böhm, Jaroslav Škarda, Bohumil Jarolím) (1958 až 1964) či série domů hotelového bydlení v Praze. Ve Zlíně se do experimentální výstavby zapojil i Bohumír Kula,

technologie • konstrukce • sanace • BETON

13

TÉMA

❚

TOPIC 6

7

Obr. 6 Zlín, experiment G 59, 1967 [12] Fig. 6 Zlín, experiment G 59 [12]

❚

Obr. 7 Plzeň, experiment PL 60 [13] ❚ Fig. 7 Pilsen, experiment PL 60 [13] Obr. 8 Praha, experimentální okrsek Invalidovna [14] ❚ Fig. 8 Prague, experimental quarter Invalidovna [14]

8

autor již zmiňovaného prvního panelového domu, a to obytným domem se zavěšenou obvodovou stěnou (G 59) (obr. 6). DALŠÍ VÝVOJ EXPERIMENTŮ

Experimentálních projektů nakonec využili architekti i  mimo zvolené týmy projektových ústavů – např. Karel Janů v Plzni (experiment PL 60) (obr. 7), zmiňovaný Václav Havránek a Josef Havlíček. V Liberci úspěšně zavedl ambulantní výrobu litých panelů architekt Jaromír Vacek. Zajímavé projekty přirozeně lákaly autory, kteří chtěli konečně svobodněji realizovat vlastní návrhy a progresivní metody. Naráželi však ve většině případů na trvalý problém zajištění výroby, resp. na odpor a neschopnost dodavatelů. Se vstřícností a dobrou spoluprací se státním stavebním sektorem se setkáme v 60. letech i později hlavně tam, kde architekti měli dobré osobní vztahy se stavebními projektanty, či stavbyvedoucími, nebo jim pomohlo ojediněle osvícené zastání z vyšších míst, okresního či krajského výboru KSČ. Po celé republice nakonec vzniklo pravděpodobně více experimentů, než dosud víme, což, jak doufám, osvětlí další bádání. Vzorové domy byly v  několika případech zpřístupněny v rámci jakýchsi minivýstav širší veřejnosti. Nicméně konečné slovo v jejich hodnocení a otázce, jak dál s panelákem, měly samozřejmě ústřední orgány – hlavně ministerstvo stavebnictví, Typizační ústav a v neposlední řadě ústřední výbor KSČ. Ve  světle nejvíce sledovaných ekonomických kritérií vzorové projekty nedopadly růžově, což ovšem bylo dáno i tehdej14

ší cenovou politikou státu, kdy vše nové bylo drahé a těžko dostupné. V oficiální rovině tak výsledky experimentů přinesly pouze nové netypové rozměry rozponů stropních konstrukcí. Právě ověřené rozpony o dosud největší velikosti 6 m a kombinaci rozponů o 3 až 3,6 m převzaly celostátní typy T 06B a T 08B přijaté po roce 1963. E X P E R I M E N TÁ L N Í O K R S E K V   P R A Z E N A   I N VA L I D O V N Ě

Z pokusných projektů se nakonec víc než jmenovaným solitérům věnovala pozornost prvnímu a v podstatě jedinému experimentálnímu okrsku. Vytvořil ho kolektiv autorů pod vedením Josefa Poláka v  letech 1961 až 1967 v  Praze na  Invalidovně (obr. 8). Požadavek kladený na experimentální sídliště měl již komplikovanější charakter. Ověřovaly se zde možnosti průběžné unifikace v oblasti bytové a zároveň občanské výstavby. Na principu panelové montované konstrukce pak měla vzniknout jakási univerzální stavebnice. Pozornost museli autoři věnovat zejména důslednému sjednocení rozměrů jednotlivých prvků a jejich obecnému použití. Takových cílů se pokusili dosáhnout stanovením velkého stropního rozponu na 6 m. Tím získali také větší kýženou variabilitu uvnitř dispozice a velké množství kategorií a  variant bytů. Právě konstrukční systém Invalidovny lze považovat za jediný reálný úspěch experimentů, neboť se jím řídila následná výstavba velkých sídlišť soustavy T 08B. Autoři Invalidovny ověřovali také použití tzv. sendvičových

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

TÉMA Tab. 1 Ukazatele vybraných experimentů, průměr kategorie II. až VI., přepočet na jednoho obyvatele [9] experiments, average cathegory II. – IV., recalculated per capita [9]

Typické podlaží včetně spodní stavby Plochy prům. bytu Kč Porovnatelné hodnoty užitková zastavěná dnešní výhled m² m² Kč Kč

Projekt

Teoretické hodnoty

14,90

18,10

1

Praha

15,25

19,13

3

Brno (Brabec)

15,08

19,16

4

Brno (Zounek)

15,25

18,81

5

Bratislava (Svetko)

❚

Fig. 1

❚

TOPIC

Figures of selected

Typické podlaží bez spodní stavby Ocel přepočet na norm. ocel

skutečná spotřeba

Cement

Pracnost na stavbě

Váha

kg

kg

kg

hodin

t

406,5

214,6

1 073

186,8

9,680

303,7

294,1

596

215,6

12,397

158,4

158,4

1332

257,1

10,910

18 800 18 500 (19 000)* 17 000 (18 400)*

16 400 16 300 (16 600)* 15 600 (16 500)* 15 300 (15 800)* 17 700

265,3

201,7

818

238,6

8,449

253,1

253,1

1445

217,4

10,240

6

7

Bratislava (Paluš)

14,55

18,17

8

9

Bratislava (Vicián) Gottwaldov (Kubečka) Hradec Králové České Budějovice (chodbový) České Budějovice (schodišťový) Gottwaldov G 59

15,39

19,32

17 600 (18 100)* 20 200

16,21

20,67

20 200

18 000

251,1

181,9

1716

235,6

14,324

14,51

17,71

17 900

15 800

258

196,6

1148

157,8

9,563

15,17

18,70

403,9

277,7

1371

181,0

12,118

15,98

19,60

413,6

258,7

1321

11 12 13 14 15

Literatura: [1] Havránek V.: K architektonické problematice montovaných staveb, Architektura ČSR XIII, 1954, s. 48 [2] Čelechovský G.: K otázce montovaných staveb, Československý architekt II, 1956, č. 14, s. 4 [3] Balcárek F.: Pokusné projekty a pokusné stavby, cesta k vyšší úrovni bydlení, Architektura ČSSR XIX, 1960, s. 375 [4] Musil J. – Poláčková H.: První celostátní diskuse o bydlení, VÚVA 1962

18 900

[5]

[6] [7] [8]

16 800

Pochop R.: Několik poznámek k řešení pokusných bytových domů v Praze, Hradci Králové a Brně, Architektura ČSSR XIX, 1960, s. 521 Deset let bytové a občanské výstavby v práci Krajského projektového ústavu v Brně, s. 16 Riedl D. – Samek B.: Moderní architektura v Brně 1900–1965, Brno 1967, s. 115 Šmolík F., Havránek V.: Experimentální výstavba na Invalidovně, Architektura ČSSR XIX, 1960, s. 455–457

panelů obsahujících vrstvu pěnového skla a  výrobu panelu z předpjatého betonu pomocí elektroohřevu. Jeden z požadavků na snížení váhy hrubé stavby měl i zde, podobně jako u Zounkova experimentu v Brně, neblahý dopad na hlukové vlastnosti konstrukce. Kromě shora požadovaných kritérií, která se řídila cenou, pracností, spotřebou materiálu a  váhou, sledovali autoři na Invalidovně i „vyšší cíle“ – lepší kvalitu bydlení a životního prostředí. K tomu měla přispět především rozmanitá skladba sídliště – kombinace vysoké a  nízké zástavby bodovými, deskovými či řadovými domy volně zasazenými v zeleni a komplexní občanská vybavenost. V centru obytného souboru situovali architekti dominantu jedenáctipodlažního domu hotelového typu, náměstí a nákupní centrum. Do zeleně pak zasadili architektonicky zajímavé stavby mateřské a základní školy. Pro zlepšení veřejného prostoru jako jedni z prvních použili dětská hřiště s  plastikami na  hraní, komplexní parkovou úpravu s  přesadbami vzrostlých stromů, s  vodními plochami a  městským mobiliářem. Přes některé kritické ohlasy byl experiment na Invalidovně dobře přijat a dodnes patří k ceněným a nejvíce publikovaným sídlištím.

[9]

[10] [11] [12] [13] [14]

162,3 10,584 *) Hodnoty po materiálovém vyrovnání

Balcárek F.: Pokusné projekty a pokusné stavby, cesta k vyšší úrovni bydlení, Architektura ČSSR XIX, 1960, s. 376. Deset let bytové a občanské výstavby v práci Krajského projektového ústavu v Brně, Brno 1958 Architektura ČSSR XIX, č. 5, 1961 Architektura ČSSR XIX, č. 4, 1961 Architektura ČSSR XIX, č. 9, 1961 Architekti Praze, PPÚ Praha 1971

je nazvala trojským koněm, který do  rigidního a  pomalu se otáčejícího soukolí systému propašoval houževnatost zkoušet nové věci a upřednostňoval v hromadné výstavbě kvalitu oproti kvantitě. V mnoha případech experimenty podnítily odhodlání architektů v bytovkách vůbec pokračovat. V uvolněnější atmosféře konce šedesátých let se pak některým nakonec podařilo vylepšit konstrukční i architektonickou stránku typizované výstavby a kvalitu bydlení na sídlišti. V neposlední řadě experimenty nenápadně otevřely vrátka veřejným diskusím o  bydlení a  bytové výstavbě a  naznačily možnosti kreativní spolupráce mezi architekty, inženýry, umělci a odborníky z humanitních oborů. Politické a hospodářské represe v sedmdesátých letech však udělaly za slibným vývojem architektury tlustou čáru. Tento článek vznikl v rámci projektu „Panelová sídliště v České republice jako součást městského životního prostředí: Zhodnocení a prezentace jejich obytného potenciálu“, podpořeného Ministerstvem kultury v rámci Programu aplikovaného výzkumu a vývoje národní a kulturní identity (NAKI), identifikační kód projektu: DF13P01OVV018. Fotografie: 4 a 5 – archiv autorky, 8 – Zdeněk Voženílek

Z ÁV Ě R E Č N É H O D N O C E N Í

Při hodnocení experimentální výstavby z počátku 60. let se neubráníme dojmu, že uvedené příklady nepřinesly nic převratného ani z pohledu progresivních technologií, ani z architektonického a estetického hlediska. Nicméně osobně bych 3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

Mgr. Eva Novotná Ústav dějin křesťanského umění KTF UK e-mail: [email protected]

15

TÉMA

❚

TOPIC

REGENERACE PANELOVÝCH SÍDLIŠŤ OF PANEL HOUSING ESTATES Hana Šimková Příspěvek je stručnou informací o Programu regenerace panelových sídlišť určeném pro zkvalitnění technické a  dopravní infrastruktury, venkovní úpravy, zpracování regulačního plánu atp. ❚ The article brings short information about the Programme of refurbishment of panel housing estates focused on improvement of technical and transport infrastructure, improvement of all open spaces, elaboration of regulatory plan, etc.

Regenerace panelových sídlišť je dlouhodobý proces zaměřený na  sociální, ekonomické, urbanistické, architektonické a technické zhodnocení sídlišť, jehož výsledkem je přeměna sídlišť ve víceúčelové územní celky, srovnatelné s klasickou městskou zástavbou. Sídliště v  České republice mají výhodu v  pestré sociální skladbě. Věková struktura, která byla původně velice monotónní, se již ve většině měst postupně mění. Vhodná sociální a věková skladba obyvatel na českých sídlištích vytváří jednu z reálných šancí pro postupnou proměnu v plnohodnotné městské čtvrti. Nejčastěji se vyskytujícími problémy všech sídlišť jsou: • monofunkčnost, technické závady, • nevyhovující řešení dopravy, zejména parkování, • nekoncepční úpravy, které se v sídlištích prováděly, • nedostatek upravených volných ploch (hřišť, ploch zeleně, odpočinkových ploch), • nedostatečná údržba vozovek, pěších komunikací, parkovišť, hřišť a zeleně, • nevybavený parter, vzhled domů, • pokud je sídliště situováno v těsné blízkosti původní zástavby, není dořešena návaznost architektury a urbanismu sídliště na strukturu obce, • nedostatek zařízení občanského vybavení, který se v současné době v mnoha případech prohlubuje v souvislosti se změnami vlastnických vztahů. Závažnost jednotlivých problémů souvisí s  obdobím výstavby sídliště, s jeho velikostí, s velikostí města, ke kterému náleží, a s lokalizací sídliště v rámci města. Problémy jsou důsledkem realizace kvantity panelových domů, která byla vyvážena zpravidla nižší technickou, architektonickou a urbanistickou kvalitou. Problémy se dále prohlubovaly průběžným nedostatkem údržby. Mají-li se území sídlišť zhodnotit tak, aby se stala plnohodnotnými částmi obcí, je nezbytné přistupovat k řešení jejich problémů komplexně. Vzhledem k rozsahu sídlišť, množství nahromaděných problémů a  ekonomické náročnosti jejich řešení je regenerace dlouhodobým procesem. Pouze globální přístup zajistí řešení problémů v logickém časovém sledu a zabezpečí efektivní vynakládání finančních prostředků. Pro realizaci tohoto procesu je nezbytným předpokladem spojení státních, obecních a soukromých investic. Domy a jejich okolí tvoří nedílný celek. Zatímco na opravy, zateplování a další úpravy panelových bytových domů existuje již delší dobu několik dotačních titulů, na úpravy celého prostředí a okolí panelových domů se zapomínalo. NAŘÍZENÍ VLÁDY č. 494/2000

Panelovým sídlištěm dle nařízení vlády č. 494/2000 Sb. ze dne 18. prosince 2000, ve  znění nařízení vlády č.  99/2007  Sb., o podmínkách dotací ze státního rozpočtu na regeneraci síd16

❚

REFURBISHMENT

lišť je ucelená část území obce zastavěná bytovými domy postavenými panelovou technologií o celkovém počtu nejméně sto padesát bytů. V současné době na území ČR téměř neexistuje město, které by nebylo poznamenáno tímto typem výstavby. Panelová sídliště jsou v cca tři sta městech a představují v průměru 30 % celkového počtu trvale obydlených bytů. Nařízení vlády jednoznačně vymezuje úpravy, na které lze čerpat dotaci z programu regenerace, a stanovuje podmínky a postup pro získání dotace. Přílohou vládního nařízení je postup při zpracování projektu regenerace a obsahové náležitosti projektu. Dotaci podle nařízení vlády č.  494/2000 Sb. lze získat na: • zkvalitnění technické a  dopravní infrastruktury včetně parkovacích stání, opatření proti povodním a na přestavbu sídlištních kotelen, • úpravy vedoucí ke zlepšení vzhledu sídliště a zvýšení kvality denního života na sídlišti, mimo jiné na zřizování dětských hřišť s vybavením, úpravy zeleně a budování veřejných rekreačních ploch, • zpracování regulačního plánu pro celé území sídliště nebo pro jeho část. Regulačním plánem lze do značné podrobnosti závazně stanovit regulaci navrhovaných úprav na sídlišti. Dotace z  tohoto programu nejsou určeny na  opravu, modernizaci nebo zateplení bytových domů, ani na výstavbu a rekonstrukce objektů občanského vybavení. Pořizovatelem projektu regenerace, který obsahuje analýzu a návrh, je obec. Realizace navržených úprav je většinou rozdělena do několika etap, jejichž rozsah a časový harmonogram je dán finančními možnostmi obce. Dosavadní poznatky a  zkušenosti ukazují, že při přípravě a návrhu projektů regenerace sídlišť je nutné hledat kompromisy v řešení jednotlivých problémů, které by byly přijatelné pro všechny obyvatele. Stát a  obec mohou pomoci při zajišťování zlepšení obytného prostředí sídliště. Obyvatelé však nemohou být pouze pasivními pozorovateli, ale musí se sami aktivně podílet a angažovat na spoluvytváření a zachování nového prostředí. PROJEKTY REGENERACE

Ústav územního rozvoje v  Brně (ÚÚR), který se dlouhodobě zabýval územními problémy sídlišť a podílel se na přípravě podprogramu Podpory regenerace panelových sídlišť, byl pověřen Ministerstvem pro místní rozvoj ČR (MMR ČR) poskytovat bezplatné konzultace obcím a zpracovatelům projektů regenerace sídlišť a provádět od roku 2001 hodnocení technicko-ekonomické úrovně těchto projektů. Projekty regenerace panelových sídlišť jsou posuzovány z hlediska úplnosti, komplexnosti řešení problémů, věcné a formální kvality projektů. ÚÚR zpracoval publikace Regenerace panelových sídlišť – katalog příkladů za rok 2001, za rok 2002 a za rok 2004 z podkladů MMR ČR a  jednotlivých oslovených měst. Publikace nabízejí obcím, projektantům a realizátorům regenerace výběr nejzdařilejších, již ukončených akcí, prezentujících různé způsoby řešení regenerace sídlišť. Ukázky jsou určeny pro srovnání i inspiraci a slouží jako určitá motivace a vzor pro další města a obce, které by se rozhodly program regenerace využít.

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

TÉMA

❚

TOPIC

1 Přehled za jednotlivá sídliště Rekapitulace dotací a žádostí v Programu regenerace panelových sídlišť v letech 2001–2011 Počet neúspěšných Celkové dotace MMR Celkem podáno žádostí Počet dotací žádostí (v Kč) 33 15 18 150 000 000 68 18 50 80 000 0000 dotace nebyla poskytována v důsledku povodní v roce 2002 91 22 69 110 956 000 91 40 51 164 527 000 91 52 39 178 575 000 72 71 1 309 680 000 85 50 35 181 661 000 77 65 12 183 048 000 81 42 39 149 983 828 78 69 9 229 085 623

Rok 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Přehled za jednotlivá sídliště Rekapitulace dotací a žádostí v Programu regenerace panelových sídlišť v letech 2001-2011

100 90 80

1 39

70

9

12

35

51

39

60

69

50 50

40

71 52

18 20

69

65

30 50

42

40

10

22

18

15

0

0 0

0

0 00

0

/ 01

20

00

15

2 00

0 00

0

00

/8

/ 03

20

/ 04

20

2

Počet dotací na sídliště

2

0

00

0

60

0 11

95

20

/ 05

27

45

16

/ 06

20

0

00

75

85

17

/ 07

80

96

30

20

Počet neúspěšných žádostí

0

0

00

00

20

/ 08

61

16

18

0

00

/ 09

48

30

18

20

20

/ 10

3

8

00

83

99

14

82

1/ 01

85

62

90

22

2

Ústav územního rozvoje, Brno 06/2012 Zdroj: OPB MMR ČR

Obr. 2 Přehled za jednotlivá sídliště – rekapitulace dotací a žádostí v letech 2001 až 2011 ❚ Fig. 2 List for individual housing estates – applications and received subsidies from the Program of refurbishment of housing estates in the years 2001–2011

Celkové dotace MMR (v Kč v jednotlivých letech)

P Ř E H L E D D O TA C Í P R O   R E G E N E R A C I S Í D L I Š Ť

Realizace Programu regenerace panelových sídlišť byla zahájena v roce 2001. Zájem měst o dotaci je stabilní, v rozmezí cca osmdesát až devadesát žádostí ročně. ÚÚR zpracovával od roku 2001 do roku 2012 v souvislosti s Programem regenerace panelových sídlišť monitoring dotací. Výsledkem řešení úkolu byl přehled žádostí o dotace a přehled poskytnutých dotací v průběhu celého trvání tohoto dotačního titulu (obr. 1 a 2). 3/2013

Obr. 1 Podané žádosti a získané dotace z Programu regenerace panelových sídlišť v letech 2001 až 2011 (kartogram) ❚ Fig. 1 Applications and subsidies received from the Program of refurbishment of housing estates in the years 2001–2011 (cartogram)

❚

Literatura: [1] Šimková H. a kol.: Publikace Regenerace panelových sídlišť – katalog příkladů za rok 2004. ÚÚR. Garant MMR – Odbor bytové politiky. Brno 2005 [2] Šimková H. a kol.: Publikace Regenerace panelových sídlišť – katalog příkladů za rok 2002. ÚÚR. Garant MMR – Odbor bytové politiky. Brno 2003 [3] Polešáková M. a kol.: Publikace Regenerace panelových sídlišť – katalog příkladů za rok 2001. ÚÚR. Garant MMR – Odbor bytové politiky. Brno 2003 [4] Šimková H., Tomíšková M.: Monitoring dotací pro regeneraci sídlišť. Podané žádosti a získané dotace z Programu regenerace panelových sídlišť v letech 2001–2011. Výsledky úkolu A.4.14/BP. ÚÚR. Garant MMR – Odbor bytové politiky. Brno 2002–2012 [5[ Nařízení vlády č. 494/2000 Sb. ze dne 18. prosince 2000, ve znění nařízení vlády č. 99/2007 Sb., o podmínkách dotací ze státního rozpočtu na regeneraci sídlišť

Více informací na internetových stránkách Ministerstva pro místní rozvoj ČR www.mmr.cz a  Ústavu územního rozvoje www.uur.cz.

technologie • konstrukce • sanace • BETON

Hana Šimková Ústav územního rozvoje, Brno tel.: 542 423 132 e-mail: [email protected] www.uur.cz

17

TÉMA

❚

TOPIC

JAK A PROČ REKONSTRUOVAT (NEJEN) PANELOVÉ DOMY KOMPLEXNĚ ❚ HOW AND WHY TO RECONSTRUCT (NOT ONLY) PREFABRICATED CONCRETE HOUSES IN THEIR COMPLEXITY nost stávajících úprav končit (což může být za třicet i více let) = uzamčení v nevyhovujícím stavu (tzv. Lock-In efekt).

Jan Picpauer Text článku je shrnutím jednoduchých principů, které je třeba zohlednit při rekonstrukci (nejen) panelových domů tak, aby výsledkem byl pasivní

PA S I V N Í R E K O N S T R U K C E – W I N - W I N S T R AT E G I E

dům. ❚

Řešením stávajícího nevyhovujícího stavu je komplexní rekonstrukce do  pasivního standardu. Pasivní dům (PD) má velice nízkou potřebu tepla na vytápění – do 15 kWh/m2rok, kterou lze pokrýt minimalizovaným vytápěcím systémem. Vedlejší kriterium – vytopitelnost pasivního domu pouze dohřevem přiváděného vzduchu vychází z definice a nastavení parametrů PD. Vzhledem k mírně odlišným klimatickým podmínkám v ČR (na rozdíl od Německa či Rakouska) se právě toto nedaří splnit, proto je nutný malý dodatečný otopný systém. Nízké tepelné ztráty objektu umožní, že po většinu roku stačí tepelné zisky, které v běžných domech nehrají téměř žádnou roli. Jde o vnitřní zisky např. z pobytu osob (dospělý člověk při běžné fyzicky nenáročné činnosti vyprodukuje cca 100 až 200  W zářivého výkonu), či z  provozu spotřebičů (lednička, pračka, vaření, žehlení, počítač, osvětlení, …) a také o solární zisky okny. Pro příklad, místnost o 15 m2 v pasivním domě má tepelnou ztrátu kolem 200 W, v běžném domě 1 200 W…

This article summarizes simple principles that are necessary to

take into account when reconstructing (not only) apartment houses built of prefabricated elements resulting in a passive house..

Současné budovy spotřebují na svůj provoz kolem 40 % veškeré vyrobené energie (obr. 1). Počítáme-li navíc i výrobu materiálů, dopravu, výstavbu, údržbu a likvidaci staveb, je to nakonec více než 50 %. V České republice je to ještě více, budovy u nás jsou zodpovědné za 65 % konečné spotřeby tepla a za 49 % konečné spotřeby elektrické energie. Důvod musíme hledat především ve víře v zajištění našich energetických potřeb bratrským Sovětským svazem za  minulé éry a  také v jistém zpoždění aplikace energeticky efektivních myšlenek v době méně dávné. Možnosti úspor jsou v případě budov vidět z obr. 2. Jejich energetickou náročnost lze snížit o víc než 80 % a ještě přitom zvýšit kvalitu bydlení. V případě rekonstrukcí s tak velkou úsporou hovoříme o tzv. faktoru 10 nebo také o rekonstrukci do pasivního standardu. TÉMĚŘ NULOVÉ DOMY ANEB PODPORA V   L E G I S L AT I V Ě

Koncept pasivního domu podporuje i EPBD II – Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2010/31/EU o energetické náročnosti budov. S platností od roku 2020 mají všechny budovy spotřebovávat téměř nulové množství energie, což pasivní dům v kombinaci s obnovitelnými zdroji naplňuje. U nás je EPBD II implementována: • zákonem 406/2000 Sb. o hospodaření energií ve znění novely zákona č.318/2012 Sb., s účinností od 1. 1. 2013, • prováděcí Vyhláškou č. 78/2013 Sb. o  energetické náročnosti budov. V  praxi to znamená postupné zpřísňování požadavků na energetickou náročnost budov až téměř po parametry nulového domu, počínaje veřejnými budovami a  následně pro všechny novostavby i rekonstrukce; zavedení nákladově optimální úrovně (nejvýhodnější poměr investice a provozu) – to již dnes splňují domy pasivní, které spolu s úsporami navíc přináší vyšší standard bydlení, a povinné dokladování tzv. certifikátu energetické náročnosti pro budovy při výstavbě, prodeji nebo pronájmu – informace o provozních nákladech pořizovaného bytu. SOUČASNÉ REKONSTRUKCE

V České republice je přibližně 1 200 000 bytů v panelových domech, z  nichž přibližně polovina již prošla nějakou podobou rekonstrukce, ať již z důvodu jejich špatného stavu nebo později kvůli snížení provozních nákladů. Většinou se jednalo pouze o rekonstrukce dílčí (nikoli komplexní), které sice přinesly úspory (avšak pouze částečné v porovnání s těmi, kterých bylo možné dosáhnout), ale objevily se nečekané neduhy (vysoká vlhkost, kondenzace vody, plísně…) a navíc se současnou nekomplexní úpravou se většina vlastníků bytů či družstev finančně vyčerpala a další úpravy se dají čekat, až bude život18

P R I N C I P Y N ÁV R H U PA S I V N Í H O D O M U

Pro návrh pasivního domu je třeba vycházet z  následujících principů: Nezastíněný pozemek a správná orientace domu – tento parametr u rekonstrukcí volit nelze, ale vhodnými (architektonickými) úpravami lze dosáhnout zlepšení. Kompaktní tvar – co nejnižší poměr ochlazované plochy objektu vůči jeho obestavěnému prostoru. Paneláky mají díky své velikosti a tvaru tento poměr velice nízký, což je základním předpokladem pasivního standardu. Dostatečná tepelná izolace obálkových konstrukcí – u  rodinných domů je požadován součinitel prostupu tepla U kolem 0,1 až 0,12 W/m2K (cca 300 až 400 mm tepelné izolace), u větších kompaktních objektů může stačit i méně, 0,12 až 0,15 W/m2K. U paneláku závisí tloušťka původní izolace na tom, kdy byl postaven. Před rokem 1979 (tj. před revizí tepelně technické normy ČSN 73  0540) byly obvodové stěny většinou jednovrstvé z lehkých betonů nebo vrstvené s tepelným izolantem o tloušťce 40 až 60 mm a měly tepelný odpor na úrovni cihelné stěny tloušťky 450 mm (RN=0,55 m2K/W, UN=1,38 W/m2K). Po  revizi zmíněné normy (s  požadavky RN=0,95  m2K/W, UN=0,89 W/m2K) byla tloušťka vložené tepelné izolace z pěnového polystyrenu zvýšena na  80 až 100  mm. Vzhledem k  současné kvalitě panelů je však potřeba počítat s  hodnotami U vyššími, vždy je nutné zjistit konkrétní skladbu panelů a jejich stav. Při dnes běžných tloušťkách kontaktního zateplení 120 mm EPS vychází UN kolem 0,2 W/m2K, což se sice blíží hodnotám současnou normou doporučeným pro pasivní domy, ale výsledný efekt zateplení je podstatně degradován neřešenými tepelnými mosty. Pro pasivní standard může být postačující tloušťka zateplení obvodových panelů od 200 do 240 mm (tedy výsledných cca 300 mm, s UN pod 0,15 W/m2K). U střech záleží na tom, zda jsou jednoplášťové či dvouplášťové, na  jejich skladbě, stavu a také např. na výšce atiky. Existuje mnoho variant možnos-

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

TÉMA 1

❚

TOPIC

2 Průmysl 31 % Domácnosti / služby 40 %

Vytápění 72 %

Ohřev TUV Domácí spotřebiče

Doprava 29 %

Obr. 1 Využití veškeré vyrobené energie (zdroj: Eurostat) ❚ Fig 1 Utilizing all produced power (source: Eurostat) Obr. 2 Potřeba energie na vytápění pro různé typy objektů (zdroj: CPD) ❚ Fig 2 Power requirement for heating for different types of objects (source: CPD)

tí zateplení a jejich návrh je nutné založit na podrobném stavebně technickém průzkumu. Lze doporučit tloušťky izolací 300 mm a více. Stropy nad technickým podlažím (v suterénu či přízemí) je vhodné zateplit v tloušťce alespoň 120 mm, s  vytažením tepelné izolace na  stěny do  vzdálenosti 0,5  m pod strop. Odstranění tepelných mostů – ty mohou za zvýšené úniky tepla (pokud by se v pasivním domě neřešily, zvedly by potřebu tepla na vytápění až na dvojnásobek!), ale také za chladné povrchy, tepelný diskomfort, kondenzaci vlhkosti a růst plísní. Při rekonstrukcích se některé tepelné mosty dají odstranit jen obtížně, např. v patě zdiva. U paneláků jsou nejčastější tepelné mosty v místě  osazení oken. Ideálním řešením je vysazení okna do tepelné izolace – tzv. předstěnová montáž. Další často neřešený tepelný most je v  místě balkonových desek či lodžií. Částečným řešením může být zasklení lodžií (prostor lodžie je nutno větrat, nebo záměrně provést ne zcela těsný kvůli kondenzaci vody), úplným řešením je provést je znovu jako samostatné (předsazené) konstrukce, za kterými probíhá vrstva izolace v nezmenšené tloušťce. Tepelným mostem je i  nezateplený sokl, který lze vyřešit buď izolací z nenasákavého materiálu (XPS, Perimetr) nebo lze podzemní část stěny zateplit pomocí zásypu štěrkem z pěnového skla. Kvalitní okna – v zimě jsou významnými zdroji tepla (pokud slunce svítí, fungují jako radiátory). Maximální součinitel prostupu tepla oknem pro pasivní standard je Uw = 0,8 W/m2K, tomu odpovídají tepelně izolované rámy a trojskla s Ug ≤ 0,6 W/m2K. Tzv. solární skla mají při Ug = 0,6 W/m2K solární součinitel g kolem 0,62 až 0,63 a  mají tedy aktivní energetickou bilanci (v zimě víc tepla získají, než jimi unikne). „Teplé“ meziskelní rámečky by dnes už měly být samozřejmostí (omezují tepelný most a tím rosení skel při okrajích). Výhodná jsou okna nové generace s rámy nízkými a širokými, které lze celé ukrýt do vrstvy tepelné izolace (venkovního zateplení). S okny úzce souvisí jejich účinné stínění, které brání nechtěným solárním ziskům od jara do podzimu a přispívá k letní stabilitě interiéru. Pouze v případě hlubšího vnitřního parapetu může být v panelácích přípustné osazení okna do  původního místa, tedy za  ozub v  panelu, pro které jsou vhodná okna nové generace s nízkými rámy, jež lze celé ukrýt do vrstvy venkovního zateplení. Nevýhodou může být poměrně hluboké venkovní ostění, které více stíní a také snižuje využitelné solární zisky. To lze částečně redukovat pomocí zkoseného ostění. Pro reálnou aplikaci je vhodné (či spíše nutné) použít prefabrikované tvarovky z tepelného izolantu vyřezané do požadovaného tvaru. 3/2013

❚

Vzduchotěsnost – každý objekt by měl být do určité míry vzduchotěsný nejen kvůli zamezení nežádoucích úniků tepla, ale především kvůli spolehlivosti a životnosti konstrukcí. Pro panelové domy je důležité utěsnění připojovací spáry oken a instalační šachty. Je nutné dbát i na souvislé provedení vnitřních omítek včetně napojení všech prostupů (instalací) a napojení na navazující konstrukce. Větrání – pro dosažení pasivního standardu je nutné řízené větrání s rekuperací, které navíc dokáže zajistit potřebný komfort a  tepelnou pohodu. Koncepce větrání je jednoduchá. Čerstvý ohřátý vzduch se přivádí do pobytových místností a  prochází přes chodby, které současně provětrává. V místech vzniku znečištění nebo vlhkosti, jako jsou kuchyň, WC nebo koupelna, je odtahován. Vzduch pak prochází rekuperačním výměníkem, který zajistí výměnu tepla mezi nasávaným čerstvým vzduchem a  ohřátým odpadním vzduchem. Výměníky dosahují účinnosti přes 90 % a pouze zbylých pár stupňů je nutno dohřát. V panelových (obecně bytových) domech existují dvě možnosti instalace řízeného větrání s  rekuperací – decentrální systém, který umožňuje individuální instalaci jednotlivě pro každý byt, a  centrální systém, kdy je pro všechny byty nad sebou jedna centrální větrací jednotka s rekuperačním výměníkem společná (osazená buď ve sklepě, nebo na  střeše). Vytápění – vzhledem k potřebě velice nízkého výkonu jen po  dobu několik málo týdnů či spíše dnů v  roce se vytápění v pasivním domě značně liší od zažitých představ. Díky povrchovým teplotám ochlazovaných konstrukcí (stěn, oken, podlah, stropů) je možné umístit otopné těleso kamkoli (např. i na vnitřní stěnu či nade dveře) a tím se radikálně zkrátí a zjednoduší rozvody. Tělesa vycházejí i při nízkém teplotním spádu (typicky 50/40 i 45/35) malá, takže nezabírají mnoho místa. Při rekonstrukcích do pasivního standardu se rapidně změní požadavky na  stávající otopnou soustavu a  způsob jejího provozu. Pokud je už na hranici své životnosti, je vhodné udělat novou odpovídající novému provozu a zároveň uvažovat o výměně zdroje tepla, příp. o jiném způsobu ohřevu teplé vody. Jestliže je žádoucí zachovat stávající, je nutné kromě osazení termostatických ventilů otopnou soustavu přeregulovat (na nižší teplotní spád, jiné tlakové poměry). Správnou termohydraulickou regulací se lépe využijí tepelné zisky, lépe se distribuuje teplo a soustava není hlučná. Tepelné zisky mohou pokrýt až 40  % z  celkové bilance potřeby tepla na vytápění (vlivem špatně vyregulované otopné soustavy je v reálném provozu využito pouze 10 až 12 %).

technologie • konstrukce • sanace • BETON

19

TÉMA

❚

TOPIC

Literatura: [1] Interaktivní model panelákového bytu, Centrum pasivního domu, doprovodný program na IBF 2013 [2] Beranovský J., Srdečný K., Vogel P. a kol: Pasivní panelák? A to myslíte vážně?, Ekowatt, 2011 [3] Informační listy – Centrum pasivního domu, 2012 [4] Příručka typologií obytných budov s příklady opatření ke snížení jejich energetické náročnosti, STÚ – K, a. s., 2011 [5] Drápalová J.: Regenerace panelových domů krok za krokem, ERA vydavatelství, 2006

Ohřev vody – přípravu teplé vody lze sloučit s vytápěním. Snížení spotřeby teplé vody lze dosáhnout např. osazením úsporných armatur, perlátorů apod., změnou návyků obyvatel, využitím myček nádobí místo mytí ve  dřezu pod tekoucí vodu apod., a také důslednou izolací rozvodů teplé vody (vč. cirkulačního potrubí), příp. využitím časově spínané cirkulace. Zdroj tepla – podstatné je správné dimenzování jeho výkonu pro daný objekt a jeho navrhované využití. Možností je mnoho a nelze paušalizovat, která je výhodnější. Je nutné všechny okolnosti posuzovat individuálně a komplexně (investiční náklady, náklady spojené se změnou dodavatele, provozní náklady, jiné výhody pro obyvatele – např. nižší sazba na elektřinu, ale i možnosti financování, návaznost na územní energetickou koncepci apod.). Vhodné je nechat si zpracovat nezávislou odbornou studii, která zhodnotí energetický a ekonomický přínos využití jiného (dalšího) zdroje tepla. Úsporné spotřebiče – při velmi nízké spotřebě energie k vytápění a přípravě teplé vody roste podíl spotřebičů na celkové energetické náročnosti budov (může činit až 30 %). Díky moderním úsporným spotřebičům lze spotřebu elektřiny výrazně snížit. Poučený uživatel – přestože pasivní domy fungují na jednoduchých principech a obejdou se bez složitých technologií, dosažení maximální úspory spotřebované energie (a  tím minimalizace provozních nákladů) je do  značné míry závislé na chování uživatelů. Je proto žádoucí, aby každý obyvatel byl srozumitelnou formou poučen o výhodách bydlení v pasivním domě (bytě) a  také o  specifikách jeho užívání, např. kdy je možné větrat okny a kdy je účelné je mít zcela zavřená (bez mikroventilace), jaké jsou možnosti individuálního nastavení teploty a intenzity větrání, o nutnosti pravidelné výměny filtrů v  lokálních větracích jednotkách (při jejich zanesení se významně zvyšuje spotřeba elektřiny ventilátorů a snižuje se schopnost jejich filtrace), o vhodných způsobech omezení spotřeby vody a energií apod. Z ÁV Ě R

Snížit energetickou náročnost budovy (ať novostavby, či rekonstrukce) je možné efektivně pouze při využití všech výše uvedených principů, nezbytný je komplexní návrh. Ne vždy (zejména při rekonstrukcích) jsou podmínky ideální a potom je možné některý princip posílit tak, aby bylo dosaženo stejného efektu. K dosažení nákladově optimálního řešení je nezbytná optimalizaci jednotlivých opatření. „Při optimalizaci je nutno vzít v  úvahu hledisko ekonomické a hledisko spotřebované primární energie. Obě hlediska je nutno zvažovat jak u výběru materiálů, zejména u použitých izolačních hmot, tak u volených technologií vytápění a větrání. Jako asi nejdůležitější příklad uveďme, že elektrická energie je v  ČR vyráběna a  distribuována s  celkovou účinností cca 1/3. Cena elektřiny a  plynu má a  bude si držet zhruba stejný poměr (skutečný odběr/vyrobená energie). Jestliže snížíme spotřebu energie na vytápění na 1/3 a přejdeme z plynové kotelny na přímotopy, ani neušetříme, ani nesnížíme 20

PA S I V N Í PA N E L Á K ? A   T O   M Y S L Í T E VÁ Ž N Ě ?

Jiří Beranovský, Karel Srdečný, Petr Vogel a kol. Pasivní či nízko-energetický standard zní ve  spojení s  panelovým domem téměř utopicky. Výzkum, jehož výsledkem je i  tato kniha, však jednoznačně ukazuje, že to možné je. Z  ekonomického hlediska a ve světle moderních technologií dokonce ani jiný způsob rekonstrukce nemá opodstatnění. Kniha shrnuje užitečné informace o  panelových domech a  cestách k  jejich efektivní rekonstrukci. Naleznete zde jednak faktické údaje, sesbírané z různých, často již nedostupných zdrojů, a jednak popisy a hodnocení široké škály úsporných opatření, která vycházejí z nejnovějších trendů a technologií. Publikace je určena bytovým družstvům a  sdružením vlastníků, ale i  odborníkům a  studentům. Čtenáři zde najdou doporučení, jak provést rekonstrukci panelových domů tak, aby minimalizovali energetickou náročnost objektu a tedy i náklady na provoz jejich bytu a zároveň dosáhli moderního bydlení s nadstandardní kvalitou vnitřního prostředí. Úsporná opatření jsou encyklopedickou formou přehledně rozčleněna do  kapitol popisujících jednotlivé skupiny úsporných opatření tak, aby čtenář rychle nalezl informace, které právě potřebuje. Schéma těchto kapitol je jednotné. Po obecném úvodu jsou popsána konkrétní úsporná opatření, která jsou následně vyhodnocena z  hlediska úspor energií a  ekonomické efektivity. Pro snadnější orientaci v knize jsou v každé kapitole umístěny odkazy na související informace uvedené v dalších kapitolách. Na konci knihy je zařazeno vysvětlení základních pojmů s matematickými a fyzikálními doplňky. Vydavatel: EkoWATT, Centrum pro obnovitelné zdroje a úsporu energie, 2011 136 stran, měkká vazba; Cena: 279 Kč; ISBN: 978-80-87333-07-05

emise. To samé platí pro přechod z plynové kotelny na zdroj s tepelným čerpadlem s celoroční účinností 1/3 a samozřejmě i u nuceného větrání, kde zpětným ziskem tepla ušetříme 2/3 tepla na vytápění z plynu na úkor celoročního elektrického odběru motorů vzduchotechnických jednotek. Pečlivý návrh je proto velice důležitý. Při špatném návrhu zaplatíme jen spoustu izolace a zařízení a ušetřit můžeme jen přechodem na „ekologický“ tarif.“ (poznámka lektora) Neméně důležité je však i hledisko zdravotní. V zimním období nelze zajistit dostatečnou kvalitu vnitřního vzduchu a úspory tepla jinak než řízeným větráním s rekuperací. Nejčastější výhodou zmiňovanou obyvateli různých pasivních domů nejsou kupodivu úspory, ale komfort a zdravé vnitřní prostředí (čerstvý vzduch). Další přibližně polovina panelových objektů tedy dosud čeká na svou úpravu. Pokud tato úprava bude pojata jako komplexní rekonstrukce, pak je to výhra pro všechny – pro obyvatele i pro společnost. Text článku byl redakčně zkrácen a posouzen odborným lektorem. Ing. Jan Picpauer Centrum pasivního domu Údolní 33, 602 00 Brno e-mail: [email protected] www.pasivnidomy.cz

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

AKTUALITY

XXIII. MEZINÁRODNÍ SYMPOZIUM SANACE 2013 A I. MEZINÁRODNÍ KONFERENCE POPÍLKY V E   S TAV E B N I C T V Í

Ve dnech 16. a 17. května 2013 se uskutečnil již 23. ročník sympozia Sanace, letos poprvé společně s konferencí Popílky ve stavebnictví. Součástí sympozia byla opět doprovodná výstava. Na slavnostním zahájení, které se konalo v předvečer sympozia v Rytířském sále Nové radnice města Brna, byla předána ocenění v  oboru sanace betonových konstrukcí. Titulem Významná osobnost v oboru sanace betonových konstrukcí byl oceněn Prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. Ocenění Sanační dílo roku 2012 získaly společnosti Betosan, a. s., a TOP CON SERVIS, s. r. o., za  realizaci Hotel Intercontinental – sanace fasády a  podzemních garáží (použita technologie tryskání suchým ledem, za plného provozu hotelu). Ocenění Sanační materiál roku 2012 získala společnost Mapei, s. r. o., za Mapecrete Creme Protection. Slavnostní večer završilo hudební vystoupení. Po společném úvodním bloku ve čtvrtek dopoledne, v kterém zazněly vyzvané přednášky, měly sympozium a konference svůj vlastní program. Sympozium Sanace 2013 pokračovalo dalším blokem vyzvaných přednášek zahraničních účastníků a po něm

❚

TOPICAL SUBJECTS

následovalo šest odborných bloků: Sanace a  zesilování betonových konstrukcí – metody – technologické postupy – příklady; Statická spolehlivost objektů a  aplikace principů trvale udržitelného rozvoje; Vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací; Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí; Pokročilé materiály a technologie pro sanace betonu a Stavební průzkum, diagnostika, projektování a monitoring. Konference Popílky ve stavebnictví měla tři odborné bloky: Současná situace vedlejších energetických produktů v ČR a EU; Zkušenosti s využíváním vedlejších energetických produktů a trendy a Výzkum ve využívání vedlejších energetických produktů. Sympozium je tradičně místem pro předvedení úspěšných realizací, výměnu zkušeností a  předávání nových vědomostí, které mohou pokračovat na  neformálních setkáních na  společenských večerech. Obr. 1 Prof. Ing. Leonard Hobst, CSc., při přijímání titulu Významná osobnost roku 2012 na slavnostním zahajovacím večeru v Rytířském sále Nové radnice města Brna Obr. 2 Prof. Francesco Biasioli, tajemník ERMCO, přednášející na téma udržitelný rozvoj a stavební materiály

1

2

VERNISÁŽ K SOUTĚŽI BETON A ARCHITEKTURA 2013

22. května 2013 se v  Galerii MINI na  FA VUT v  Brně uskutečnila vernisáž k  soutěži Beton a architektura 2013. Do soutěže bylo přihlášeno třicet sedm prací v kategorii „Architektura – volné téma“ a sedm prací v kategorii „Mobiliář a drobná městská architektura“. Porota, složená z  členů Ing.  Milena Paříková, Mgr.  Adéla Klabačková, Ing.  arch. Jiří Šrámek, Doc.  Ing. arch. Karel Havliš, Prof.  Ing.  arch. Hana Urbášková, Ph.D., a Doc. Ing. arch. Jiří Palacký, Ph.D., ocenila tři práce v kategorii „Mobiliář a drobná městská architektura“, kde nebyla udělena cena první. Nejvyšší ocenění v této kategorii – druhou cenu získali společně studenti Norbert Obršál, Jaroslav Matoušek a Lukáš Kvaššay. Porota ocenila především kreativní přístup autorů a jejich koncept skládaných elementů, který umožňuje bohatou tvarovou variabilitu při opakovatelnosti prvků. Na třetím místě se umístil Ing. Tomáš Chuděj a odměnu v této kategorii získal student Ondřej Bělica. V kategorii „Architektura – volné téma“ bylo uděleno celkem šest ocenění. První cenu si odnesla Kateřina Krkošková, která porotu přesvědčila kreativním využitím vlastností betonu jako primárního výrazu architektonického díla. Druhá cena byla udělena Veronice Hudečkové, třetí cenu získal student Daniel Struhařík. Dále byly odměněny Mária Mušková, Marie Brabcová a Iveta Kokolia Křížová. Všem oceněným gratulujeme! Oceněné projekty představíme čtenářům v 5. čísle časopisu. Obr. 1 Ing. Milena Paříková a Ing. Jan Gemrich gratulují autorům oceněných projektů za účasti Doc. Ing. Josefa Chybíka, CSc., děkana Fakulty architektury VUT v Brně Obr. 2 Zájem studentů o vystavené návrhy byl opravdu vysoký

3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

1

2

21

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

TŘICET LET SANACÍ A REGENERACÍ PANELOVÝCH BUDOV – ZKUŠENOSTI Z UPLYNULÝCH LET ❚ 30 YEARS OF REHABILITATION AND RESTORATION OF PREFABRICATED CONCRETE BUILDINGS Hana Gattermayerová Panelovým budovám bývá někdy laickou veřejností přisuzováno, že jejich životnost je u konce. Na druhé straně v poslední době prošlo velké množství panelových budov opravami či jinými rekonstrukčními zásahy. V  příspěvku je zhodnoceno uplynulých třicet let, co bylo za  tuto dobu v oblasti rekonstrukcí, sanací či regenerací panelových budov provedeno. Je poukázáno na  chyby, které provázejí rekonstrukční práce a  ovlivňují další životnost těchto konstrukcí. ❚

Prefabricated concrete buildings

are sometimes considered by lay public to be at the end of their life. On the other hand, a great number of prefabricated concrete buildings have recently undergone repairs or other renovation interventions. The article will assess the recent thirty years with regard to what has been performed during this period in the area of restoration, rehabilitation or renovation. It will point out errors related to the restoration works, influencing further life of such structures. 1

TEORIE A PRAXE V LETECH 1955 AŽ 1990

2

Výstavba a legislativa v letech 1955 až 1990 V počátcích výstavby panelových budov se vycházelo z principů tradičního stavebnictví a teprve paralelně s realizací prvních montovaných stěnových konstrukčních systémů – jak by měla znít odborná definice tohoto způsobu stavění – probíhal výzkum chování styků, byly řešeny tepelně technické problémy a vznikala legislativa pro navrhování. V období let 1955 až 1980 vzniklo na území bývalého Československa více než třicet typizovaných soustav a jejich krajských materiálových modifikací. Počáteční nedostatečné znalosti o chování dílců a nosných styků, podcenění vzájemného spolupůsobení jednotlivých dílců, nahrazení prostorového spolupůsobení zjednodušujícími modely a  zanedbání některých zatěžovacích účinků – to vše v mnoha případech vedlo ke vzniku pozdějších vad a poruch panelových domů. V  tab. 1 jsou uvedeny nejčastěji používané stavební soustavy panelových domů a předpisy pro navrhování nosných konstrukcí, které platily v době jejich vzniku. Je paradoxem, že norma pro navrhování nosných konstrukcí panelových budov vyšla prakticky až v závěru jejich hromadné výstavby koncem 80. let. Tab. 1 Stavební soustavy panelových domů a jim odpovídající předpisy pro navrhování nosných konstrukcí ❚ Tab. 1 Building systems of prefabricated concrete buildings and the corresponding regulations for design of load-bearing structures

Období

Stavební soustavy

Předpis

do 1964

G 40, G 57 (G 57), T 06B, T 08B, HK 60, PS 61

bez speciálních předpisů Prozatimní pokyny pro statické výpočty panelových domů (STÚ) Směrnice pro statický výpočet konstrukcí panelových budov (Pume, Horáček – VÚPS)

1964 až 1965 1966 až 1970

1971 až 1987

od 1988

22

T 06B, T 08B, HK 60 T 06B, T 08B, NKS-G, B 70, BA-NKS, HKS 70, PS 69, L-N, VVÚ ETA, P 1.11 T 08B, HKS-70, PS 69, L-N, VVÚ ETA, P 1.11

Směrnice pro navrhování nosné konstrukce panelových budov (VÚPS, díl I. 1971, díl II. 1972, změna a) 1977) ČSN 73 1211 Navrhování betonových konstrukcí panelových budov

Významné statické poruchy panelových domů v letech 1985 až 1990 Systémové statické poruchy, které si vyžádaly celostátní koncepční řešení *, se týkaly dvou typizovaných konstrukčních soustav a obě se projevily v polovině 80. let: • stavební soustava T  08B, převážně realizovaná před rokem 1975 v Praze, s průběžnými předsazenými lodžiemi, • stavební soustava T  06B – BTS, realizovaná  od  poloviny 70. let na Ostravsku a v Praze.

*Pozn. Poruchy obvodových plášťů, tzv. „rozvrstvování“ panelů, se bezprostředně netýkaly nosné konstrukce (u většiny stavebních soustav obvodový plášť není primárně nosný a nebýval ani součástí typového podkladu, pouze jako součást krajských seriálových variant). Tomuto tématu bylo v  polovině 70. let věnováno několik odborných konferencí a byly přijaty doporučené zásady řešení k  dodatečnému prokotvení panelů. Problematika obvodových plášťů, ačkoliv se bezprostředně dotýká současných způsobů dodatečného zateplení fasád, není předmětem tohoto příspěvku.

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

Obr. 1 Provizorní podepření lodžií, Praha–Prosek, 1988 Fig. 1 Temporary supporting of enclosed balconies, Prague–Prosek, 1988 Obr. 2 Typický detail porušeného styku of a damaged joint

❚

Fig. 2

❚

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

Obr. 3 Typový detail styku, a) dle VVÚ SZP, b) dle STÚ ❚ Fig. 3 detail of a joint, a) according to VVÚ SZP, b) according to STÚ

Type

Obr. 4 Předsazené lodžie a typická porucha zhlaví stěny u objektu T 06B-BTS ❚ Fig. 4 Projecting enclosed balcony and a typical damage of the wall head at T 06B-BTS building

Typical detail

4

3

Poruchy předsazených lodžií u soustavy T 08B Poruchy se vyskytovaly především u vodorovných styků stěna – strop – stěna. U vnějšího líce lodžie vznikaly postupně šikmé trhliny ve zhlaví stěn, dále trhliny mezi čely stropních dílců a mezi stykovým betonem a trhliny ve stykovém betonu. U některých stěn se trhliny objevily v celé šířce (hloubce) lodžie. Trhliny postupně přecházely i do paty stěny. Výraznější poruchy se objevovaly u lodžií orientovaných na jihozápadní stranu. Stav některých lodžií byl v letech 1987 až 1988 natolik havarijní, že bylo nutné provizorní podepření styků výdřevou (obr. 1 a 2). Řešením sanace byl v té době pověřen VÚPS [1] a do roku 1990 byly sanovány dva domy. Příčiny poruch byly shledány především v degradačních procesech povrchových vrstev betonu a malém krytí výztuže vystavené agresívním kyselým dešťům, dále potom v montážních nepřesnostech při osazení stropních panelů (tzv. malé uložení stropních panelů) a v neposlední řadě i v proměnných vlastnostech stykových betonů. Sanace byly v důsledku společenských změn na přelomu 90. let přerušeny. Návrat k  analýze příčin poruch byl až s  nastupující privatizací majetku města. Ve zprávě [2] bylo navázáno na koncepci sanace stanovené VÚPSem. Byl proveden průzkum třiceti čtyř deskových osmi a  dvanáctipodlažních domů s představenými lodžiemi na sídlišti Prosek, kde byl konstatován obdobný stav porušení lodžií. Kromě příčin poruch, uváděných ve  zprávě [1], byla diagnostikována jako rozhodující příčina porušení tuhost přípoje vnější lodžiové stěny k vnitřní a její teplotní namáhání. Styk byl podle typového podkladu řešen alternativně, a  to buď podle VVÚ SZP pomocí průběžné svařované ocelové konzoly, a nebo podle STÚ pouze krátkou ocelovou konzolou a  průběžnou betonářskou výztuží (obr. 3). Výpočty bylo prokázáno, že kombinací účinku svislého zatížení a změny teploty lodžiových stěn propojených s vnitřní konstrukcí tuhým ocelovým profilem může být dosaženo až mezního stavu únosnosti vodorovného styku v krajní oblasti 3/2013

❚

stěny, která je teplotním účinkům nejvíce vystavena. Nebezpečným účinkem je v tomto případě teplota v letním období, uvažovaná nestacionárním vedením tepla a po proběhnutí několika teplotních cyklů. Teplotní rozdíl vnější a  vnitřní stěny může být v závislosti na orientaci ke světovým stranám (nejhorší je jihozápad) a v závislosti na barvě povrchu i 20 °C. Doporučením bylo snížit tuhost styků tak, aby účinky teplotních změn byly eliminovány. Poruchy nosných stěn u soustavy T 06B-BTS Oproti běžnému typu stavební soustavy T 06B obsahuje tato krajská varianta části nosné konstrukce ze struskopemzobetonu – štítové stěny u  schodiště, stěny v  předsazené části nad vstupy. Z  toho systému byly stavěny věžové domy (sedmnáct- a  dvanáctipodlažní), kde podíl struskopemzobetonových štítových a  předsazených stěn oproti ostatním nosným železobetonovým stěnám je vyšší než v případě např. řadových domů. První poruchy se na Ostravsku objevily již v polovině osmdesátých let. Nosné stěny se začaly porušovat svislými trhlinami. Trhliny se objevily v oblasti ložné spáry mezi stěnou a stropem (obr. 4).

technologie • konstrukce • sanace • BETON

23

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 5 Příklad studentské práce, AVU, 1988 ❚ Fig. 5 Example of a student’s work, AVU, 1988 Obr. 6 Sanace lodžií a oprava fasády, Fantova ulice, Praha 5 ❚ Fig. 6 Rehabilitation of enclosed balconies and repair of the frontage, Fantova Street, Prague 5

5

Výskyt popsaných poruch vyvolal již koncem roku 1985 obavy z  možnosti selhání statické funkce některých stěn. Proto se začalo uvažovat o jejich zabezpečení. Z charakteru porušení se předpokládalo, že ve stycích stěna – strop – stěna je překročena únosnost v tlaku. Prvním návrhem bylo zabezpečit struskopemzobetonové stěny v  několika dolních podlažích oboustranným přiložením svislých válcovaných stojek a jejich vzájemným propojením šrouby. Návrh byl vypracován ve  Stavoprojektu Ostrava a byl realizován na všech ostravských sedmnáctipodlažních budovách, kde bylo akutní nebezpečí ztráty stability. Řešení pomocí výztužných ocelových stojek bylo shledáno jako účinné, ale nehospodárné. Komise tehdejšího ministerstva stavebnictví jej v dubnu 1986 schválila jako okamžité nutné opatření s doporučením nalézt vhodnější technologie rekonstrukce. Z dalších prověřovaných technologií byla doporučena injektáž dolních podlaží (únosnost struskopemzobetonu byla shledána dostačující pro osmipodlažní budovu – pro účinky svislého zatížení) spolu se zateplením skládaným pláštěm. Protože se i  po  injektáži objevily trhliny ve  struskopemzobetonových dílcích nad sanovaným podlažím, vypracovala tehdy Stavební fakulta ČVUT v Praze pro Stavoprojekt Ostrava studii [3]. Ve studii byl prokázán významný vliv účinku teplotních objemových změn na  napjatost vodorovných styků a  paty stěny, především za působení letních teplot. Z tohoto důvodu bylo doporučeno eliminovat tyto účinky pomocí skládaného tepelně izolačního pláště s provětrávanou vzduchovou mezerou, nikoliv kontaktním zateplovacím systémem. Dodatečné zásahy do nosných konstrukcí V období do roku 1990 nebyla společenská poptávka na zásahy do nosných konstrukcí. Jako zcela teoretické byly tehdejší studie a výzkumné úkoly, které prokazovaly možnosti vytváření volných parterů a změny dispozic v panelových domech propojováním místností otvory v  nosných stěnách [4], [5]. Podnětná byla i spolupráce se studenty Akademie výtvarných umění, s kterými byly konzultovány v rámci ročníkových projektů radikální zásahy do panelových konstrukcí (obr. 5). Veškeré statické úvahy o možných dodatečných změnách 24

v  konstrukcích předpokládaly prostorové působení staticky neurčité nosné konstrukce. Ke statické analýze byly používány tzv. SAPO – sálové počítače s vkládáním datových souborů pomocí děrných štítků a  při rychlosti výpočtů řádově v  desítkách hodin či dní. V  předpokládané realizaci vycházely studie z  tehdejšího modelu nájemního bydlení, což by umožňovalo radikální zásahy při změnách dispozic za dočasného vystěhování nájemníků. SANACE V LETECH 1990 AŽ 2000 A JEJICH DŮSLEDKY

Po  změně společenských poměrů po  roce 1989 dobíhaly některé ze sanací financovaných státem (injektáže struskopemzobetonových stěn, některé opravy lodžií). Postupně však finanční zátěž přecházela na jednotlivé majitele domů. V tomto období také projekční přípravu akcí a jejich realizaci začaly provádět firmy bez dostatečných zkušeností v  tomto oboru. Absence dokumentace Archívy státních projektových ústavů „zmizely“ a s nimi zmizely i  podklady k  jednotlivým stavebním soustavám. Dokumentace, kterou mohla vlastnit družstva nebo správní firmy, případně byla archivována na  stavebních úřadech, obsahovala pouze informace na  úrovni typizace, tj. schémata stavebního půdorysného řešení, v  lepším případě zakládání (které bylo vždy i  v  rámci typových projektů individuální). Mnohdy dokumentace ke konkrétním objektům v souvislosti se změnami majitelů chyběla úplně. Ve  snaze shromáždit dostupné informace a  vytvořit tak – za účasti pamětníků – informační poklad pro projektanty, byly v rámci spolupráce ČVUT a ČKAIT vypracovány pomůcky pro projektanty [6]. Věcnou náplní řešení bylo zpracování odborných publikací nejen pro projektanty, ale i pro majitele panelových objektů. Obsahem publikací byly metodické pokyny a podklady pro komplexní regeneraci nosné konstrukce vybraných panelových soustav. Publikace byly vydávány v edičním středisku ČKAIT a zahrnovaly dva okruhy témat: Publikace zaměřené na problematiku společnou všem panelovým konstrukčním soustavám:

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

• průzkum a hodnocení stavebně technického stavu pane-

lových domů, • sanace a rekonstrukce nosných konstrukcí panelových bu-

dov – doporučené sanační metody a postupy. Publikace zaměřené na  problematiku nosných konstrukcí vybraných panelových soustav: • souhrnná charakteristika konstrukčně skladebného a materiálového řešení, • objemové a dispoziční řešení, • charakteristické vady a poruchy nosných konstrukcí, • statické posouzení nosných konstrukcí a styků, • statické posouzení vybraných reprezentantů panelových domů, • závěry a  doporučení z  hlediska mechanické odolnosti a stability nosných konstrukcí. Přesto, že tyto publikace nemohou zahrnout veškerou problematiku včetně detailů, vyztužení, únosností apod., jsou i v současné době jedním z mála obecně dostupných zdrojů informací o realizovaných panelových konstrukcích. Státní podpora financování oprav panelových budov Počátkem devadesátých let převládalo ve  státní  podpoře bydlení dokončení rozestavěnosti z  osmdesátých let. V  roce 1992 byla výstavba nových domů panelovou technologií prakticky ukončena. Přesto, že stát přestal financovat novou výstavbu, zodpovědnost za realizovanou více než třetinu tehdejšího bytového fondu v další dekádě zůstala v kompetenci státu. V polovině roku 1996 nově vzniklo Ministerstvo pro místní rozvoj, které v uvedeném období realizovalo řadu programů podpory bydlení včetně příspěvků na  opravy. Nejvíce využívaným dotačním programem byl Program podpory oprav vad panelových bytových domů pro obce, bytová družstva a sdružení vlastníků (neinvestiční nevratná dotace), který dosáhl objemu až 533 mil. Kč v roce 2000 [7]. Dotace však nebyla nároková a při podání žádosti zdaleka nebyli uspokojeni všichni žadatelé. Sanace statických poruch podporované dotacemi Snaha vlastníků využít dotace na opravy vad panelové technologie umožnila opravit relativně velké množství především předsazených lodžií u stavebních soustav VVÚ ETA a T 08B v  majetku velkých bytových družstev a  městských částí. Opravy probíhaly vesměs před privatizací bytového fondu a zpětně lze konstatovat, že v rámci využití státního příspěvku se dosáhlo relativně kvalitních řešení. Výhoda prováděných sanací v tomto období spočívala v tom, že  podmínkou získání dotace byla předepsaná skladba dokumentace včetně průzkumu, statického posouzení a rozpočtu. Pro přiznání dotace byla nutná i technická kontrola provádění. Úspěšně provedené komplexní regenerace probíhaly např. na sídlišti Stodůlky při opravě statických poruch bytových domů v majetku MČ Praha 13 – sanace povrchů, zajištění malého uložení stropních panelů, sanace vodorovných styků stěna – strop – stěna (tzv. „křížů“) (obr. 6). V tomto období se ve způsobu provedení sanace, speciálně tehdy, kdy dodavatel hledal „úsporná“ řešení, do  budoucna vnesly chyby, které provedené sanace mnohdy znehodnotily. Připomínky ze strany projektanta nebo stavebního dozoru byly hlavně ke způsobu provádění horolezeckou technikou, která skýtala malou možnost následné kontroly. Jedním ze zásadních problémů byla i  příprava povrchů 3/2013

❚

6

pro sanaci. Otryskání předepsaným tlakem vodního paprsku bylo často – z neznalosti a nebo i záměrně – nahrazováno pouhým omytím. Pro srovnání: otryskání tlakem 190 atm v  některých případech navrhovaných zhotoviteli (převod jednotek je přibližně 1 atm = 1 bar = 0,1 MPa) je tlak vhodný k  omývání fasády od  nečistot a  prachu, nikoliv sloužící k  odstranění poškozeného betonu a  odstranění korozních zplodin výztuže (vysokotlaké rotační trysky mají tlak 100 až 240 MPa, tj. 1 000 až 2 400 bar, 1 000 až 2 400 atm, paprsek je cílený s minimální spotřebou vody). Vzhledem k takové záměně byl potom způsob opravy navržený dodavatelem charakteru udržovacích zednických prací. Neřešil tím problém sanace statických poruch betonových konstrukcí. Tento způsob opravy měl omezenou životnost, která se později potvrdila na mnoha stavbách v období 2000 až 2013. OBDOBÍ OD ROKU 2001

Financování oprav V  roce 2001 vstoupil aktivně do  oblasti financování bytové politiky Státní fond rozvoje bydlení (SFRB). Od  Ministerstva pro místí rozvoj (MMR) převzal realizaci dlouhodobého programu na podporu oprav panelových bytových domů. Program Panel byl zaměřen na  opravy a  rekonstrukce panelových bytových domů. Dotace již netvořily nevratnou položku rozpočtu opravy, ale byly poskytovány pouze ke  snížení splátek úroků z  úvěrů. Během devíti let vyplatil SFRB 2,5 mld. Kč. [7], výše podpory se odvíjela od komplexnosti opravy. V  rámci Programu Panel byly předepsané skupiny oprav, které bylo nutno provést (nařízení vlády č. 299/2001 Sb., příloha 2). Komplexnost opravy a stanoviska k získání zvýhodněného úvěru garantovala Poradenská a informační střediska (PIS), jejichž vyjádření bylo podmínkou podání žádosti. Přesto, že ve srovnání s nevratnou dotací na sanaci vad panelové technologie poskytoval Program Panel nižší výhody při spolufinancování oprav státem, výhoda programu spočívala právě v tom, že vlastníci byli nuceni provádět opravy komplexně a s povinností nejprve sanovat statické poruchy a potom provádět případné další regenerační kroky.

technologie • konstrukce • sanace • BETON

25

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

V  roce 2009 byl Program Panel inovován nařízením vlády č. 118/2009 a  pod názvem Nový Panel umožňoval využití zvýhodněného úvěru i pro domy postavené nepanelovou technologií a s podmínkou, že obvodový plášť budovy bude splňovat alespoň požadovanou hodnotu průměrného součinitele prostupu tepla Uem [W/m2.K]. Nařízením vlády č. 468/2012 Sb. O použití prostředků Státního fondu rozvoje bydlení formou úvěrů poskytnutých právnickým a fyzickým osobám na opravy a modernizace domů byly předchozí předpisy zrušeny. Současně probíhá Program Panel 2013+, jehož roční rozpočet je pouze 210 mil. Kč. V době psaní tohoto příspěvku byl rozpočet na rok 2013 dle objemu podaných žádostí vyčerpán. Na  jednání vlády  dne 3. dubna 2013, byla schválena změna rozpočtu SFRB pro rok 2013. Součástí změny rozpočtu je i  navýšení výdajového limitu pro tento program o 500 mil. Kč na celkových 710 mil. Kč pro rok 2013, což i přes navýšení je ve srovnání s předchozími podpůrnými programy částka velmi nízká. Tímto krokem prakticky dochází k  zastavení komplexních regenerací panelových budov s účastí státu na jejich spolufinancování. Z hlediska výšky finanční podpory se již nejedná o zásadní sumy peněz, na kterých by byli vlastníci panelových domů finančně závislí. Vytrácí se však tlak na vlastníky, aby své opravy prováděli komplexně. Je nutno si uvědomit, že velkou většinou vlastníků panelových domů po privatizaci tvoří Společenství vlastníků jednotek (SVJ). Tato společenství často velmi nekompetentně a nesystematicky rozhodují o případných úpravách a opravách panelových domů a statické zajištění, případně sanace statických poruch, se často ignorují při jiných opravách. Bohužel negativním způsobem se na  celkové regeneraci domů projevil i  program Zelená úsporám, který sledoval ukazatel snížení energetické náročnosti objektu a  často a v mnoha případech došlo na pouhé „zateplení“ objektů bez komplexní sanace statických poruch.

7 8

Příklady poruch a havárií na regenerovaných objektech Poruchy na objektech typu T 06B-BTS v Praze Na  objektech v  Praze postavených ve  stavební soustavě T  06B-BTS byla v  letech 1989 a  1990 provedena injektáž šesti podlaží u  vybraných stěn ze struskopemzobetonu dle projektu z  roku 1987 vypracovaného ve  Stavoprojektu Ostrava. Součástí projektu injektáže byl i projekt zateplení sanovaných stěn skládaným tepelně izolačním pláštěm systému Hunter Douglas s  80 mm tepelné izolace a  hliníkovým obkladem. Sanace byla v  projektovaném rozsahu provedena a  její účinnost byla i  experimentálně ověřena na  jádrových vývrtech provedených v  TZÚSu Praha. Zateplení však nebylo realizováno dle projektu a  injektované konstrukce byly z vnější strany opatřeny pouze 25 mm silnou vrstvou polystyrénu s omítkou, lepeného na sanovaný povrch. Polystyrén byl nalepen pouze na částech stěn přímo souvisejících na opačné straně s interiérem, např. na štítových stěnách. V roce 2004 majitel jednoho z objektů poptal stavební firmu na zateplení objektu. Změnou vlastníka objektu, ztrátou dokumentace a  obecnou neznalostí problematiky byla zahájena akce zateplení pouze na stavební ohlášení bez projektové dokumentace. Při přípravě povrchů pod zateplovací systém byl přizván statik k „neobvyklým“ trhlinám na vnější 26

straně objektu nad injektovaným podlažím. V praxi se prokázalo teoreticky avizované chování konstrukce bez dodatečného zateplení v  [3] nad sanovanou konstrukcí. V  důsledku cyklicky se opakujících teplotních objemových změn v kombinaci se svislým zatížením docházelo ke vzniku mikrotrhlin v  patě stěny ze struskopemzobetonu. Pronikáním srážkové vody do trhlin se proces degradace styku urychlil, koroze výztuže svými expanzními účinky dále narušovala strukturu lehčeného betonu (obr. 7 a 8). Největší poruchy se projevily na  nároží jižní štítové stěny u  západní fasády. V  několika podlažích nad sebou probíhaly svislé trhliny šířky 2 až 5 mm. U většiny dílců byly trhliny průběžné po výšce a na celou hloubku dílců, bylo možné celou „krycí vrstvu“ z  hutné betonové omítky odstranit. Pokud by se tyto části o hmotnosti 10 až 50 kg neodstranily, zřítily by se samovolně během několika měsíců po zatep-

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE Obr. 7 Detail porušeného vodorovného styku na úrovni 7. NP ❚ Fig. 7 Detail of a damaged horizontal joint at the level of 7th floor Obr. 8 Odpadlá betonová krycí vrstva z nároží štítových panelů nad injektovaným podlažím ❚ Fig. 8 Concrete cover layer fallen off a corner of gable boards above the injected floor Obr. 9 Pohled na fasádu s průběžnými lodžiemi s betonovým zábradlím po havárii zábradlí ❚ Fig. 9 View of a frontage with continuous enclosed balconies with a concrete handrail after the handrail breakdown Obr. 10 Stav železobetonu zábradlí po odstranění povrchové úpravy ❚ Fig. 10 Condition of a concrete handrail after removal of the surface finish Obr. 11 Detail betonového panelu zábradlí po odstranění uvolněných částí betonu ❚ Fig. 11 Detail of a concrete handrail after removal of loose concrete parts

9

10

3/2013

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

lení. Po odstranění mezerovitého struskopemzobetonu byla odkrytá svislá i vodorovná výztuž dílců, v některých dílcích byly značně velké korozní úbytky 2 až 4 mm. Sanace těchto porušených míst byla navržena po dokonalém odstranění všech uvolněných částí krycích vrstev systémovou reprofilací, ochranou výztuže a  pomocí přikotvené vyztužené betonové monierky k  původnímu jádru štítových panelů. Dodatečným zateplením se částečně eliminovaly teplotní účinky, které měly vliv na  celkovou napjatost styků, nicméně i přes doporučení nahradit kontaktní zateplovací systém skládaným pláštěm vlastník objektu toto z finančních důvodů neprovedl. Poruchy styků a betonových zábradlí u sanovaných objektů T 08B Ne všechny sanace statických poruch realizované po  roce 1990 byly provedeny podle zásad stanovených obecnými sanačními postupy. Jako příklad sanace provedené nevhodným způsobem může sloužit sanace betonových zábradlí a „křížů“ u panelové soustavy T 08B na jednom pražském sídlišti. V roce 2008 došlo k  uvolnění celého betonového zábradlí o  hmotnosti cca 2,5 t (obr. 9). Havárie naštěstí nezpůsobila žádné materiální škody ani újmy na zdraví obyvatel. Jednalo se o objekty, které byly v 90. letech opraveny a vizuálně nevykazovaly žádné poruchy. Následně po havárii byly provedeny průzkumy obdobných objektů v dané lokalitě se závěry opětně sanovat povrchy, dodatečně přikotvit betonová zábradlí, případně vyměnit nejvíce poškozená zábradlí. Při průzkumech bylo zjištěno, že předchozí sanace byla provedena pouze pomocí perlinky na  neupravený podklad a bez reprofilace výztuže poškozené korozí (obr. 10 a 11). Kromě vlastního betonového prvku zábradlí se ukázaly nejslabším místem jeho kotevní body k příčné lodžiové stěně. Vizuálně je betonový zábradelní dílec kotvený pomocí čtyř masívních ocelových úhelníků k příčným stěnám. Podle typového detailu však vlastní zakotvení úhelníků do betonu je provedeno pouze ∅ 5,5 mm z betonářské výztuže, přivařeným na ocelový úhelník, což je z dlouhodobého hlediska nejslabší článek celého zábradlí (obr. 12 a 13). Vlivem zatékání pod kotevní desky došlo v průběhu čtyřiceti let ke korozi tohoto kotevního profilu a bylo jen otázkou dalšího přitížení zábradelního panelu, ať již např. instalací zasklení lodžie (váha zasklení nebo sání větru), případně pouhým opřením se do zábradlí, kdy dojde k dalším haváriím.

11

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

27

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION 12

Obr. 12 Typové řešení kotvení zábradlí a handrail anchorage

❚

Fig. 12

13

Type solution of

Obr. 13 Skutečný stav kotvení ověřený sondou ❚ Fig. 13 Actual condition of the anchorage verified by a probe Obr. 14 Příklad nevhodného zajištění bouraného nadpraží nového otvoru ve stěně pomocí ocelových úhelníků ❚ Fig. 14 Example of an unsuitable protection of a demolished lintel of a new wall hole with the aid of steel angle pieces

14

D O D AT E Č N É Z Á S A H Y D O   N O S N Ý C H KONSTRUKCÍ – TEORIE A SOUČASNÁ PRAXE

Významnou a snad i nejdůležitější vlastností konstrukcí panelových domů je jejich prostorové působení a značná tuhost všech svislých konstrukčních prvků. Vysoká tuhost způsobuje výraznou redistribuci sil při působení lokálních sil nebo při lokální změně konstrukce. K dodatečným zásahům do nosné konstrukce panelových budov nelze přistupovat stejným způsobem jako k rekonstrukci staveb tradičních, kde prostorové spolupůsobení bývá obvykle nižší. Vzhledem k  složitosti mnohonásobně staticky neurčitých nosných konstrukcí panelových objektů je bezpodmínečně nutné, aby zásahu do konstrukce panelového domu předcházel odborně provedený průzkum a  aby i  návrh úprav zpracovala osoba či firma obeznámená s působením panelových konstrukcí. Nerespektování tohoto požadavku může vést k ekonomickým ztrátám i k ohrožení statické bezpečnosti objektu. Součástí dokumentace by měl být i  rozbor důsledků úpravy pro celou konstrukci a  její vliv na  případné další budoucí zásahy do nosného systému budovy, což v  případě současného spoluvlastnictví objektu majiteli jednotlivých bytů může být i právní nutností. V  legislativě pro navrhování, resp. posuzování panelových konstrukcí po  zavedení Eurocodů v  roce 2010 v  ČR však problematika panelových budov na rozdíl od Slovenska dosud chybí. Na Slovensku vstoupila v platnost v roce 2011 no28

vá norma STN 73 1211: 2011 Posudzovanie betónových konštrukcií existujúcich panelových budov, která splňuje požadavky platných evropských norem. Slovenská norma nejen stanovuje povinnosti projektanta, ale i  majitele (správce objektu). Bez existence dokumentace veškerých zásahů do  nosného systému budovy a  jejich prověření projektantem nejsou zásahy do nosných konstrukcí na Slovensku povoleny [8]. Dodatečné otvory v nosných stěnách V  současnosti nejčastěji požadovaným dodatečným zásahem do vnitřní konstrukce je vytvoření nového otvoru ve stěně – pro propojení místností v rámci bytu, při slučování bytů nebo při komerčním využívání bývalých společných místností v přízemí objektů. Stěnová konstrukce jako celek působí jako vysoký nosník a takto je nutno k ní přistupovat. Nejčastější chybou je návrh zajištění bouraného otvoru ocelovým rámem nebo samostatným ocelovým překladem. Ocelový prvek bývá při neznalosti působení stěnové konstrukce dimenzován na ohybový moment od nejrůznějšího zatížení, mnohokrát chybně i od veškerého zatížení působícího nad novým otvorem. Pokud by tato úprava měla být funkční, musel by být ocelový prvek osazen před bouráním otvoru a náležitě aktivován, aby předpokládané zatížení ze stěn se do něj skutečně přeneslo. Bez aktivace působí vložená ocelová konstrukce až po zdeformo-

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE Literatura: [1] Zpráva o řešení poruch předsazených lodžií bytových objektů typu T08B v Praze 9 – Litvínovská, VÚPS Praha, 1988 [2] Gattermayerová H., Karas J., Pavlíček P., Svoboda Z., Witzany J.: Analýza příčin poruch lodžiových dílců a jejich styků a návrh konstrukčních úprav montované stavební soustavy T 08B na sídlišti Prosek, Praha 9, Zpráva pro Magistrát hl. m. Prahy, ČVUT Praha, 1994 [3] Studijní práce na objasnění poruch věžových domů T 06B-BTS, zpráva pro Stavoprojekt Ostrava zpracovaná kolektivem pracovníků vedených Prof. Rojíkem, ČVUT Praha, 1988 [4] Brabec V., Gattermayerová H., Rojík V. : Possible Changes in the Design of Multi-Storey Dwelling Houses, Technical Papers 1985 [5] Gattermayerová H., Rojík V.: Regenerace panelových budov, Architektura ČSR 6/1988 [6] Výstupy řešení úkolu MPO PZ S2/04/99 Program regenerace panelových domů, ČVUT – ČKAIT, 1999 [7] Klíma J.: Finanční podpora bydlení v České republice v letech 1991 až 2009, Deník veřejné správy 3/2010 [8] Harvan I.: Analýza nosných sústav panelových budov, Bratislava, Slovenská komora stavebných inžinierov, 2008

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

Obr. 15 Tahové síly Nx v nadpraží a v patě rozšiřovaného otvoru ❚ Fig. 15 Tensite-forces Nx in the lintel and in the base of the hole to be widened Obr. 16 Možné řešení zesílení nadpraží nových otvorů pomocí lepených uhlíkových lamel ❚ Fig. 16 Possible solution of reinforcement of lintel of new holes with the aid of bonded carbon strips 15

16

vání (tj. porušení tuhých stěn a přilehlých styků) a míjí se proto účinkem (obr. 14). Při vytvoření nově vzniklého nadpraží je nutné posouzení ponechané části stěny na smyk a posouzení tahových sil nejen ve spodním líci otvoru, ale i v oblasti paty stěny (obr. 15). Tyto síly je buď schopna přenést stávající železobetonová stěna, případně zálivková výztuž ve styku pod bouraným otvorem, nebo musí být zachyceny před bouráním otvoru aktivovanými konstrukčními prvky (lepená nebo kotvená pásková ocel, uhlíkové lamely, válcované U profily, prolamovaný plech) (obr. 16). Kromě toho pouhé zachycení smykových a  tahových sil v nadpraží by bylo dostačující u běžné monolitické stěny. Protože montovaná konstrukce se skládá z jednotlivých panelů, je také rozhodující vliv nového otvoru na přerozdělení smykových sil v nejbližších svislých stycích vedle a nad bouraným otvorem. Pokud při bourání otvoru ve spodních podlažích vícepodlažní budovy vznikne ve  stěně krátký stěnový pilířek, rozhoduje o reálnosti zásahu i únosnost vodorovného styku.

Generace, která stála u zrodu panelových konstrukcí a byla obeznámena s  působením montovaných konstrukcí, je již v důchodovém věku. Po ukončení hromadné bytové výstavby panelovou technologií počátkem devadesátých let 20.  století nenastala společenská objednávka na  specializovanou vysokoškolskou výchovu odborníků v  této oblasti. Investiční záměry vlastníků panelových domů a  bytů začali často uspokojovat projektanti a stavební firmy bez jakýchkoliv odborných znalostí o  statickém působení panelových konstrukcí. Omezené finanční prostředky majitelů domů neumožňují systémovou a komplexní regeneraci, jakou by tyto konstrukce vyžadovaly. Množství a  rozmanitost panelových konstrukcí realizovaných na našem území umožňuje i do budoucna kvalitní bydlení a bylo by škoda naložit s tímto dědictvím stavebnictví minulých let s neodbornou péčí. Příspěvek vznikl jako výsledek specifického výzkumu na Fakultě stavební ČVUT v Praze, Katedře konstrukcí pozemních staveb. Doc. Ing. Hana Gattermayerová, CSc. Fakulta stavební ČVUT v Praze

Z ÁV Ě R

Nosné konstrukce panelových domů mají při řádné a  odborné údržbě vysokou životnost, ale projektové chyby, chyby v provádění sanací a v neposlední řadě i neinformovanost vlastníků panelových domů často vedou k  jejich znehodnocení. 3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

Katedra konstrukcí pozemních staveb e-mail: [email protected] Atelier P.H.A., s. r. o. e-mail: [email protected] www.atelierpha.cz

29

❚

SANACE A REKONSTRUKCE

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

DODATEČNÉ PROVÁDĚNÍ OTVORŮ V NOSNÝCH STĚNÁCH VÍCEPODLAŽNÍCH PANELOVÝCH BUDOV ❚ CREATING ADDITIONAL OPENINGS IN BEARING WALLS OF MULTI-STOREY PREFABRICATED BUILDINGS Jiří Witzany, Jiří Brožovský, Tomáš Čejka, Radek Zigler Provedené numerické analýzy prokazují oprávněnost požadavku na  posouzení důsledků dodatečného provedení otvorů ve  stávající nosné panelové stěně na její napjatost a na jeho základě návrh opatření zajišťujících spolehlivé přenesení zvýšených normálových napětí v tlaku –σy, zejména v  přiléhajících částech stěnové konstrukce a  ve  stycích stěna – strop – stěna, vodorovných napětí v tahu +σx, zejména v nově vytvořeném nadpraží a v oblasti stropních věnců nad a  pod dodatečně provedeným otvorem a smykových napětí τxy zejména ve svislých stycích. Základem analýzy musí být výstižné výpočetní modely konstrukce. Provedené numerické analýzy prokazují, že napjatost nosné stěny v  okolí dodatečně provedeného otvoru závisí na velikosti a umístění otvoru (např. poblíž okraje stěny) a  podlaží, v  němž je otvor proveden. Se zvětšující se šířkou otvoru, počtem podlaží nad nově provedeným otvorem a zmenšující se šířkou nově vzniklých stěnových pilířů narůstají všechny složky napětí. ❚

Numerical analyses

demonstrate the justification of the requirement for the assessment of the impacts of creating additional openings in an existing load-bearing prefabricated wall on its stress state and, based on it, the design of measures to ensure a  reliable transfer of increased compressive

1 Obr. 1 a) Schéma deskostěnové prefabrikované (panelové) konstrukce, b) věncová výztuž a spojení montážních ok protilehlých stropních dílců, c) schéma vyztužení stropní desky výztuží vloženou do styků stropních dílců, d) schéma vyztužení stropní desky výztuží zabudovanou ve stropních dílcích ❚ Fig. 1 a) Scheme of a thin-wall precast (panel) structure, b) ring beam reinforcement and connection of loops of opposite floor units, c) floor slab stiffening scheme by reinforcement inserted in joints of floor units, d) floor slab stiffening scheme by reinforcement embedded in floor units

normal stresses –σy, especially in adjacent parts of the wall structure and in wall – floor – wall joints, horizontal tensile stresses +σx, especially in the newly created head and in the area of floor ring beams above and below the additional opening, and shear stresses τxy especially in vertical joints. The analysis must be based on accurate computational models of the respective structure. The performed numerical analyses manifest that the stress state of a loadbearing wall around the additional opening depends on the opening’s size and location (for example, near the edge of the wall) and on the storey on which the opening is made. All the stress components grow with the

no (1914). Příčné uspořádání nosných stěn umožnilo „otevření“ obvodových konstrukcí a  vytváření průběžných pásů oken a  parapetů, současně však omezilo propojování sousedních travé, např. v rámci bytu, pouze dveřními otvory. Tato vlastnost příčného uspořádání nosných panelových stěn je v současnosti do určité míry překážkou při modernizaci a  dispozičních úpravách bytů v souladu se současnými individuálními požadavky na volnější provozní propojení sousedních travé.

growing width of the opening, the number of

pillars.

CHARAKTERISTIKA NOSNÉHO P R E FA B R I K O VA N É H O S Y S T É M U VÍCEPODLAŽNÍCH BUDOV

Příčné uspořádání nosných stěn, které se uplatnilo v  panelové výstavbě, otevřelo cestu novému pojetí a uspořádání nosného systému vycházející z principu Le Corbusierova systému Domi-

Základním článkem nosného prefabrikovaného systému vícepodlažních panelových budov je nosná stěna vytvořená ze  stěnových dílců. Prefabrikované stěnové systémy jsou ze statického hlediska charakteristické relativně vel-

storeys above the newly created opening and the decreasing width of newly created wall

30

kou tuhostí. Malé deformace systému jsou v  pružném stavu provázeny vznikem vysokých hodnot namáhání. Pro prefabrikované stěnové systémy je charakteristický mechanismus přetváření a porušování, při němž se stěnové dílce posunují ve stycích porušených trhlinami, tj. v  dotykových nebo tzv. kontaktních plochách. V rámci numerické analýzy většinou postačí uvažovat nelineárně pružné chování pouze ve  stycích a  chování dílců uvažovat jako lineárně pružné, neboť tlaková i smyková namáhání dílců jsou zpravidla podstatně nižší než jejich únosnost na mezi úměrnosti (únosnost v pružné oblasti). Vznik svislých tahových normálových napětí +σy, účinkem vodorovného zatížení, kterému zpravidla předchází překročení smykové únosnosti svislých styků stěnových dílců, je provázen „otevíráním“ ložných spár. Meznímu stavu konstrukce jako celku

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

Obr. 2 a) Experimentálně stanovené pracovní diagramy svislých styků T × δy stěnových dílců při zatížení monotónně vzrůstající smykovou silou [1] a při zatížení opakovanou smykovou silou [2], b) idealizované pracovní diagramy svislých styků, c) diskrétní a kontinuální vyztužení svislých styků, d) vyztužení v oblasti styku stěna – strop – stěna ❚ Fig. 2 a) Experimentally determined working diagrams of vertical joints T x δy of wall units loaded by monotonously rising shear force [1] and loaded by repetitive shear force [2], b) idealised working diagrams of vertical joints, c) discrete and continuous reinforcement of vertical joints, d) reinforcement in the wall – floor – wall joint area

2

Obr. 3 Průběh trajektorií hlavních napětí σ1 a  σ2 v nosné stěně s dodatečně provedeným otvorem ❚ Fig. 3 Trajectories of principal stresses σx and σ2 in a load-bearing wall with an additionaly created opening

3

Obr. 4 Výpočetní modely stěny oslabené dodatečně provedeným otvorem a výsledky numerické analýzy porovnání vypočtených hodnot vybraných napětí, a) vyjmutá celá stěna s dodatečně provedeným otvorem, b) vyjmutá dvě podlaží s dodatečně provedeným otvorem, c) vyjmutý stěnový dílec s dodatečně provedeným otvorem ❚ Fig. 4 Computational models of a wall weakened by an additionally created opening and results of numerical analysis comparing computed values of selected stresses – a) extracted whole wall with an additionally created opening, b) extracted two storeys with an additionally created opening, c) extracted wall unit with an additionally created opening 4

předchází porušování styků, konstrukce přechází z  lineárně pružného chování do  nelineárně pružného až plastického stavu, zpravidla překročením meze úměrnosti ve stycích. Spolehlivost a  statická bezpečnost prefabrikovaných železobetonových stěnových systémů při působení mimořádných účinků (výbuch, požár, teroristický útok), dynamických a  nízkocyklických účinků (technická a  indukovaná seismicita, přírodní seismicita) jsou závislé na  mechanismu plastického přetváření především styků nosných prefabrikovaných dílců při disipaci energie. V  tomto stadiu působení prefabrikovaných nosných stěnových systémů, kdy dochází zejména ve  stycích s  jistou mírou duktility k  absorpci energie (stádium plastického působení), je nutné, aby nedošlo k  úplnému vyřazení příslušné statické vazby z nosného systému. To před3/2013

❚

pokládá, aby při disipaci energie převládal mechanismus plastického přetváření v  kritických místech nosného systému. V  případě prefabrikovaných stěnových systémů mají z  tohoto hlediska rozhodující úlohu zpravidla svislé styky prefabrikovaných stěnových dílců namáhané především smykovými silami, vodorovné styky (stěna – strop – stěna) namáhané převážně tlakovými silami a tuhost stropní desky ve své rovině svazující jednotlivé svislé stěnové prvky v  nosný prostorový systém. Z  hlediska disipace energie je nutné při uplatnění mechanismu plastického smyku a  přetváření v  těchto kritických oblastech, aby nedocházelo k podstatnému snížení tzv. vratné síly a k lokálním nestabilitám. Zásadní úlohu z hlediska disipace energie plastickým přetvářením styků prefabrikovaných dílců má duktilita styků.

technologie • konstrukce • sanace • BETON

Způsob, kvalita a  množství vyztužení stropní desky a styků jsou rozhodující pro dosažení potřebné míry duktility nosného systému (obr. 1). Prefabrikovaná stěnová konstrukce nedostatečně vyztužená, zejména v  rámci stropní tabule (podélné styky mezi stropními dílci, vodorovné styky stropních a stěnových dílců), má zpravidla malou oblast pružněplastických a plastických deformací a není schopna absorbovat alespoň část přetvárné energie vyvolané např. krátkodobým extrémním účinkem, aniž by došlo ke ztrátě její statické funkce a stability. Relativně velká tuhost prefabrikovaného stěnového systému není obvykle provázena odpovídající pevností zejména svislých styků stěnových dílců vyztužených diskrétně v  úrovni stropní konstrukce (stropních věnců). Narušení styků nosných dílců je provázeno výrazným poklesem tuhos31

SANACE A REKONSTRUKCE

ti a nárůstem namáhání konstrukce [3] (obr. 2). N U M E R I C K Á A N A LÝ Z A N A P J AT O S T I N O S N Ý C H S T Ě N S   D O D AT E Č N Ě P R O V E D E N Ý M I O T V O RY A   D I S K U Z E V Ý S L E D K Ů

Provádění dodatečných zásahů do nosné panelové konstrukce pod zatížením, např. provádění nových otvorů v  nosných stěnách, drážek a  prostupů pro technické rozvody apod., je vždy provázeno změnou stavu napjatosti v  dotčených částech nosné konstrukce ve  všech jejích složkách a  redistribucí napětí z  „oslabených“ částí do okolních průřezů nosné konstrukce. Pokud jsou v nosné konstrukci dostatečné rezervy, dochází k „ustálení“ konstrukce a  rovnováze vnitřních a  vnějších sil. V  opačném případě dochází následně k redistribuci tzv. zbytkových napětí z  porušených částí konstrukce do neporušených. Tento proces pokračuje v  závislosti na  „schopnosti“ – rezervách – konstrukce přebírat zbytková namáhání z  oslabených, popř. porušených částí až do stádia konečného ustálení lokálně narušené konstrukce. Při nedostatečných rezervách, zejména v  oblasti pružněplastického přetváření a působení konstrukce, dochází k „řetězovému“ procesu – postupnému porušování konstrukce, na jehož konci je selhání – ztráta způsobilosti konstrukce plnit statickou funkci – tzv. progresive collaps systému. Provedením dodatečných otvorů v  nosných panelových stěnách (stěnových dílcích) dochází v  oblasti dodatečně provedeného otvoru k odklonu směru hlavních napětí v  tlaku – σ2 provázenému vznikem hlavních napětí v  tahu +σ1 a  vodorovných tahových napětí +σx (obr. 3). Tahová napětí (+σ1, +σx) mohou být příčinou vzniku tahových trhlin zejména v  oblasti nově vytvořených nadpraží, ve  svislých a  vodorovných stycích stěnových a  stropních dílců, popř. v  podélných stycích stropních dílců v  částech přiléhajících k dodatečně provedenému otvoru. Statická analýza pouze výseku, tj. části nosné stěny, např. vyjmutého podlaží, popř. vyjmutého stěnového dílce s  dodatečně provedeným otvorem, poskytuje pouze částečný obraz o  stavu napjatosti (obr. 4). Zanedbání spolupůsobení jednotlivých částí nosné stěny, zejména nad a pod dodatečně provedeným otvorem v rámci zjednodušených modelů, může významně zkreslit výsledky numerické analýzy 32

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

(obr. 4). Na  základě analýzy nevýstižného výpočetního modelu nelze spolehlivě posoudit vliv dodatečně provedeného otvoru na  skutečný stav napjatosti konstrukce. Nedostatečné stanovení např. rozsahu oblastí, v  nichž působí vodorovné tahové napětí +σx, zvýšené hodnoty tlakových napětí – σy a přídatné smykové napětí ±τxy, mohou vést k  závažným chybám při návrhu a  provedení statického zajištění, např. dodatečného vyztužení nově vzniklého nadpraží, při posouzení věncové výztuže, styků apod. Přípustné zjednodušení výpočtového modelu (geometrie, zatížení) může, v  případě otvoru menší šířky v  závislosti umístění otvoru, provést pouze zkušený statik obeznámený s  touto problematikou v  celé šíři. Podkladem pro spolehlivý návrh preventivních opatření před vznikem poruch v  nosné konstrukci (dodatečné vyztužení, sepnutí apod.) je analýza pole normálových napětí σx (popř. σ1) a  σy (popř. σ2) ve  stěně s  dodatečně provedeným otvorem vztažená ke kvalitě dílců a styků (kvalita betonu, způsob a množství vyztužení). Výsledky numerické analýzy MKP (ANSYS 12,  prvek PLANE42) vlivu dodatečně provedených otvorů různé velikosti, umístění a  uspořádání v  nosné prefabrikované stěně pro případ svislého a vodorovného zatížení, jsou uvedeny v následujících částech. Analýza napjatosti stěny v okolí nově vytvořeného otvoru Velikost normálových napětí σx, σy ve  stěnových dílcích a  smykových napětí τxy ve  svislých stycích ve  stěně oslabené dodatečně provedeným otvorem je přímo úměrná velikosti dodatečně provedeného otvoru, jeho umístění a poloze ve stěně (obr. 5). Umístění dodatečně provedeného otvoru v  nejnižším podlaží, popř. k  okraji prefabrikované nosné stěny je provázeno vyššími hodnotami normálových a smykových napětí v  porovnání s  umístěním otvoru ve  vyšším podlaží a  v  místech, kde provedením dodatečného otvoru nevznikají „úzké“ pilířky. Velká část nosných stěnových dílců je vyztužena pouze po obvodě (obr. 6), proto je nutné věnovat pozornost zvýšeným hodnotám normálových napětí v  tlaku – σy v  částech přiléhajících k  otvoru a  stanovit v souladu s ČSN P ENV 1992-1-3 návrhovou pevnost betonu v tlaku stěnového dílce s dodatečně provedeným otvorem a  návrhovou únosnost (včetně případné výztuže) částí stěny přileh-

lých k dodatečně provedenému otvoru na základě zjištěné pevnostní třídy betonu z  dokumentace skutečného provedení, popř. stanovené zkouškou betonu (ČSN ISO 13822). Zvláštní pozornost je třeba věnovat posouzení vlivu zvýšených tlakových napětí -σy v okolí otvoru ve styku stěna – strop – stěna. Náhlá změna průřezu stěny v oblasti styku spolu s rozdílnou hodnotou modulů přetvárnosti betonu stropních dílců a stykového betonu jsou hlavní příčinou vzniku extrémních hodnot normálových napětí v tlaku – σy v patě a zhlaví krajních průřezů stěnových dílců a vodorovných tahových napětí +σx ve stykovém betonu, které se po vzniku svislé tahové trhliny přesouvají do oblasti zhlaví a paty stěnových dílců [3]. Tyto hodnoty extrémních napětí snížené vlivem dlouhodobého dotvarování mohou být, při zvýšení tlakových napětí – σy v oblasti dodatečně provedeného otvoru, příčinou narušení styku, popř. zhlaví a paty stěnového dílce (obr. 7). Tahová napětí v nově vytvořeném nadpraží Dodatečným provedením otvoru v nosné stěně dochází ke  vzniku vodorovných (příčných) tahových normálových napětí +σx v oblasti nově vzniklého otvoru a nadpraží (obr. 8). Nadpraží nad dodatečně provedeným otvorem nemá zpravidla na spodním okraji výztuž. Na  horním okraji je původní výztuž umístěná po obvodě dílce (obr. 6). Dodatečným vyztužením nadpraží, před prováděním otvoru, lze zabránit vzniku svislých tahových trhlin ve spodní části nadpraží. Tahové trhliny mohou vznikat i  v  případě provedení otvorů menší šířky (obr. 8). U dodatečně provedených otvorů lze předpokládat roznesení tlakových napětí (–σ2) z  vyšších podlaží do  nově vzniklých pilířů pod roznášecím úhlem α  ≈ 45°, při němž se významně uplatní plná stěna vyššího podlaží nad dodatečně provedeným otvorem (obr. 9). Podle čl. 5.3.1 a 9.5 ČSN EN 1992-1-1, lze u nově vzniklého nadpraží s šířkou menší než trojnásobek výšky nadpraží (l/h < 3) přisoudit tahová napětí na spodním okraji nadpraží pevnosti betonu v  tahu fctd. Při tomto řešení a  podobně při nesprávně provedeném dodatečném vyztužení nadpraží při jeho dolním okraji nelze spolehlivě vyloučit narušení nadpraží svislými tahovými trhlinami. Po  vzniku tahových trhlin v nadpraží dochází k „přeli-

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

5

6 Obr. 5 Porovnání velikosti normálových napětí σx a  σy v závislosti na šířce a umístění dodatečně provedeného otvoru v nosné stěně, a) normálová napětí σx, b) normálová napětí σy ❚ Fig. 5 Comparison of magnitudes of normal stresses σx and σy in relation to the width and location of an additionally created opening in a load-bearing wall, a) normal stresses σx, b) normal stresses σy Obr. 6 Schéma vyztužení prefabrikovaných stěnových dílců panelových budov (ČSN 73 1211) – stěnový dílec plný nevyztužený, stěnový dílec plný vyztužený, stěnový dílec vytužený s dveřním otvorem ❚ Fig. 6 Reinforcement scheme of precast wall units of prefabricated buildings (ČSN 73 1211), a) solid, non-reinforced wall unit, b) solid reinforced wall unit, c) reinforced wall unit with a door opening Obr. 7 Průběh tlakových normálových napětí σy ve styku stěna – strop – stěna a tahových normálových napětí σx v ose styku [4] ❚ Fig. 7 Pattern of compressive normal stresses σy in the wall – floor – wall joint and tensile normal stresses σx in the joint axis [4]

7

3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

33

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION 8

Obr. 8 Normálová napětí v tahu +σx a v tlaku –σy v oblasti nově vytvořeného nadpraží a stropních věnců ❚ Fig. 8 Tensile normal stresses +σx in the area of a newly created head and floor ring beams Obr. 9 a) Schéma přenosu tlakových napětí –σ2 v oblasti dodatečně provedeného otvoru, b) dodatečné vyztužení stěnového dílce a nadpraží v oblasti nově provedeného otvoru, c) chybné provedení dodatečného vyztužení nadpraží ❚ Fig. 9 a) Transfer scheme of compressive stresses – σ2 in the area of an additionally created opening, b) additional reinforcement of a wall unit and the head in the area of a newly created opening, c) faulty execution of additional head reinforcement

vu“ těchto napětí +σx nejprve do  horní části nadpraží a následně do věnce. Přídatná tahová napětí +σx v  oblasti zhlaví stěnových dílců a stropních věnců mohou být převzata pouze rezervou v únosnosti výztuže ve styku stěna – strop – stěna (věncová výztuž) a výztuže ve zhlaví a v patě stěnových dílců přesahující požadavky na  její dimenze z  hlediska mimořádných účinků, účinků vyplývajících z napjatosti styku stěna – strop – stěna a požadavků na diskrétní vyztužení svislých styků s hmoždinkami v oblasti stropních věnců sta-

novených podle dřívější ČSN 73 1211, popř. ČSN  P  ENV  1992-1-3 (obr.  2). V  opačném případě dojde k  nepřípustnému snížení statické odolnosti budovy. Posouzení prostorové tuhosti Pouze při větším rozsahu dodatečně prováděných otvorů větší šířky je nutné posoudit prostorovou tuhost nosné prefabrikované konstrukce vzhledem k  účinkům vodorovných zatížení. Účinkem posouvajících sil působících v nově vzniklém nadpraží dochází k je9

ho deformaci, při níž se uplatňuje smyková a  ohybová tuhost nadpraží. Při poměru l/h < 2 (šířka / výška) se převážně uplatňuje pouze smyková tuhost a  nedochází vlivem „prokluzu“ stěny v  oblasti otvorů k  závažnému ovlivnění ohybové tuhosti stěny a nárůstu normálových napětí v patě stěny. Obdobně při provedení otvoru pouze v  některém podlaží, nad nímž je plná stěna, nedochází k závažnému snížení tuhosti stěny. V závislosti na rozsahu oslabení nosné panelové stěny dodatečně provedenými otvory na  celkovou prostorovou tuhost systému je nedílnou součástí statického posouzení také ověření důsledků oslabení stěny dodatečně provedeným(-i) otvorem(-ry), posouzení účinku případného zvýšení excentricity svislého zatížení, popř. vlivu na celkovou vodorovnou deformaci nosného

10

34

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

11

12

systému (obr.  10). Velmi závažné důsledky z  hlediska zajištění prostorové tuhosti nosného systému v  podélném směru může mít dodatečné provedení otvorů v  podélné stěně, podobně dodatečné provedení otvoru v příčné stěně v  bezprostřední blízkosti svislého styku s podélnou stěnou. Nesymetrické umístění otvorů Zvláštní pozornost je třeba věnovat případům nesymetrického umístění otvorů v  jednotlivých podlažích. Na  základě provedené analýzy lze nesymetrické umístění otvorů v  jednotlivých podlažích výjimečně připustit pouze v případech, kdy jsou tyto otvory provedeny minimálně ob jedno podlaží a jejich poloha neohrožuje statickou bezpečnost konstrukce (obr.  11). Dodatečné provedení otvorů v  panelových budovách s  nedostatečnou nebo chybějí-

Obr. 10 Porovnání hodnot vodorovných deformací na horním okraji vyjmuté stěny v závislosti na rozměru, poloze a rozsahu dodatečně provedených otvorů ❚ Fig. 10 Comparison of horizontal deformations at the upper edge of an extracted wall in relation to the size, position and number of additionally created openings Obr. 11 Průběh tlakových trajektorií σ2 v nosné stěně při nad sebou nesymetricky uspořádaných dodatečně provedených otvorech ❚ Fig. 11 Compression trajectories σ2 in the load-bearing wall for additionally created openings nonsymmetrically arranged one above an other Obr. 12 Schéma narušení funkce výztuže nadpraží při rozšíření stávajícího otvoru ❚ Fig. 12 Scheme of impaired function of head reinforcement in the case of extension of the existing opening

3/2013

❚

cí výztuží ve stropní desce (obr. 1) může být příčinou vzniku závažných statických poruch. Rozšíření dveřního otvoru Případné narušení výztuže stěnových dílců při provádění dodatečných otvorů je nutné posoudit. Při rozšíření stávajícího otvoru ve stěnovém dílci může dojít k  závažnému narušení, popř. ztrátě funkce původní výztuže nadpraží narušením kotevní oblasti výztuže (obr. 12). Na obr. 13 je pro ilustraci znázorněno porovnání hodnot normálových napětí σx a  σy v bezprostřední blízkosti nově provedeného otvoru pro některé vybrané vyšetřované nosné stěny s  dodatečně provedenými otvory. S TA B I L I Z A C E A   Z P E V N Ě N Í N O S N Ý C H S T Ě N S   D O D AT E Č N Ě P R O V E D E N Ý M I O T V O RY

Na základě analýzy normálových a smykových napětí od účinku svislých, popř. i vodorovných zatížení je nutné provést návrh dodatečného zesílení nosné stěny zejména v  oblasti dodatečně provedeného otvoru. Spolehlivé přenesení vodorovných tahových napětí lze zajistit dodatečným oboustranným vyztužením nově vzniklých nadpraží výztuží z vysokopevnostní oceli (helikální výztuž) vkládanou do  drážek odpovídající velikosti a propojenou příčnými sponami, vyztužením lamelami a tkaninami na bázi vysokopevnostních uhlíkových vláken lepenými oboustranně na  řádně očistěný (zbroušený) povrch stěnového dílce. Mimořádnou pozornost vyžaduje především zabezpečení kotevních oblastí

technologie • konstrukce • sanace • BETON

dodatečně provedené výztuže nadpraží, popř. stěnových dílců vkládanou výztuží, uhlíkovými lamelami a  tkaninami. Uvedené úpravy je nutné provést před provedením nového otvoru tak, aby došlo k jejich aktivaci již v průběhu provádění dodatečného otvoru. Použití ocelových nosníků v novém nadpraží, popř. vyztužení otvoru ocelovým rámem přináší řadu statických komplikací a nelze je doporučit. Mezi spolehlivé a účinné opatření, zejména v  případech nedostatečné dimenze věncové výztuže a „lemující“ výztuže stěnového dílce s dodatečně provedeným otvorem, patří dodatečné sepnutí prefabrikované stěny v úrovni pat a zhlaví stěnových dílců předpínací výztuží, popř. předepnutými uhlíkovými lamelami před oslabením stěny dodatečně provedenými otvory. Zvýšení účinnosti předepnutí vyžaduje vnesení předpínací síly po délce např. uhlíkové lamely (obr. 14). SHRNUTÍ

Prevence před nežádoucím porušením popř. selháním konstrukce při provádění dodatečných zásahů vyžaduje provedení podrobné numerické analýzy, jejímž základem je výstižný geometrický model konstrukce a zatížení a materiálový model (popř. pracovní diagramy styků) zachycující fázi provádění dodatečného zásahu a fázi po jeho dokončení. Na základě vyhodnocení výsledků této analýzy – průběhu izolinií normálových napětí σx, σy a stávajícího vyztužení stěnových dílců, stropní desky, popř. styků – lze provést návrh příslušných 35

❚

SANACE A REKONSTRUKCE Literatura: [1] Witzany J.: Navrhování svislých styků stěnových dílců panelových budov, časopis Pozemní stavby 4-1976 [2] Witzany J.: Chování styků betonových dílců namáhaných smykem při opakovaném zatížení, časopis Pozemní stavby 8-1987 [3] Witzany J.: Posouzení panelových konstrukcí s uvážením nelinearity chování styků, časopis Pozemní stavby 2-1979 [4] Witzany J.: Tuhost vodorovných styků stěnových a stropních dílců, Pozemní stavby 8, 1978 [5] Horáček E., Lišák V. I., Pume D.: Únosnost a tuhost styků panelových konstrukcí, SNTL, Praha 1983 [6] Pume D., Horáček E.: Směrnice pro statický výpočet konstrukcí panelových budov: Směrnice pro navrhování nosných konstrukcí panelových budov, VUPS, Praha, 1966 [7] ČSN ISO 13822 (730038) Zásady navrhování konstrukcí – Hodnocení existujících konstrukcí, 2005 [8] ČSN P ENV 1992-1-3 (731201) Navrhování betonových konstrukcí – Část 1-3: Obecná pravidla – Betonové dílce a montované konstrukce, 1997 [9] ČSN 73 1211 Navrhování betonových konstrukcí panelových budov, 1987 Obr. 13 Porovnání hodnot normálových napětí σx a  σy v bezprostřední blízkosti nově provedeného otvoru pro některé vybrané vyšetřované nosné stěny s dodatečně provedenými otvory ❚ Fig. 13 Analysis of values of normal stresses σx and σy in immediate vicinity of a newly created opening for some selected investigated load-bearing walls with additionally created openings Obr. 14 Průběh normálových napětí σx po sepnutí nosné stěny v úrovni stropních věnců ❚ Fig. 14 Pattern of normal stresses σx after the bracing of a load-bearing wall at the floor ring beam level

statických úprav včetně dodatečného zesílení konstrukce. V  případech, kdy nosná stěna s dodatečně provedeným otvorem není bezprostředně spojena svislým stykem se stěnou podélnou, lze numerickou analýzu zpravidla provést na „vyjmuté“ příčné nosné stěně. Zvláštní pozornost je třeba věnovat otvorům šířky větší než 1 m a případům, při nichž dochází ke  změně půdorysné polohy a  velikosti dodatečně prováděných otvorů v  jednotlivých podla-

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

13

14

žích v  rámci jedné nosné stěny, které může vést k  závažnému ohrožení statické bezpečnosti. Nelze doporučit řešení, při nichž vznikají prováděním nových otvorů úzké stěnové pilíře, provádění otvorů přes svislý styk stěnových dílců a řešení, kdy nelze zajistit spolehlivý přenos zvýšených hodnot tlakového napětí σy ve  stěnových dílcích (nevyztužené panely bez „lemující“ výztuže po  obvodu dílce, v  případech nízké kvality betonu), výskytu závažných statických poruch v  nosné konstrukci a v případech chybějící nebo nedostatečné dimenze věncové výztuže. Součástí návrhu na  provedení dodatečného otvoru musí být stavební průzkum v rozsahu odpovídajícím předpokládaným zásahům do nosné konstrukce popisující stav, popř. narušení nosné konstrukce v  oblastech dotčených nově provedeným otvorem (místa výskytu trhlin a narušení nosné konstrukce, ověření rozsahu, množství a provedení výztuže dílců a  styků). V  průběhu prová-

dění dodatečného otvoru je nutné konstrukce provizorně zajistit. Příspěvek byl vypracován za podpory projektu TAČR TA02010837 „Víceúčelový demontovatelný železobetonový prefabrikovaný stavební systém s řízenými vlastnostmi styků a možností opakovaných využití“ Prof. Ing. Jiří Witzany, DrSc. e-mail: [email protected] Doc. Ing. Tomáš Čejka, Ph.D. e-mail: [email protected] Ing. Radek Zigler, Ph.D. e-mail: [email protected] Fakulta stavební ČVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 Doc. Ing. Jiří Brožovský, Ph.D. Fakulta stavební, VŠB TU Ostrava Ludvíka Podéště 1875/17 708 33 Ostrava–Poruba e-mail: [email protected]

VODNÍ KORIDOR DUNAJ-ODRA-LABE Od 15. května do 28. srpna můžete ve 3. patře „nedávno“ zrekonstruované Jindřišské věže v Praze (o rekonstrukci, která slavila v loňském roce desetileté výročí, viz článek v Beton TKS 3/2012, pozn. redakce) navštívit putovní výstavu věnovanou projektu vodního koridoru Dunaj-Odra-Labe. Obsahem výstavy je historie a aktuální informace o projektu propojení tří moří vodním koridorem na území ČR. Její součástí je velká mapa představující názorně celý projekt, modely lodí a vodních děl. Podrobné informace o projektu naleznete na www.d-o-l.cz a www.jindrisskavez.cz.

36

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

DODATEČNÉ ZÁSAHY DO NOSNÝCH KONSTRUKCÍ PANELOVÝCH BUDOV ❚ ADDITIONAL INTERVENTIONS INTO LOAD BEARING CONSTRUCTIONS OF HOUSES BUILT OF PREFABRICATED ELEMENTS Václav Vimmr, Tomáš Černý Pokud jsou dodržena pravidla řádné údržby, tak

kdy dodatečné otvory nebo jiné zásahy mají vliv na celkovou úroveň spolehlivosti konstrukce.

spolehlivá funkce konstrukcí panelových budov není ohrožena ani tak přirozeným stárnutím, jako nevhodnými zásahy do nosných stěn nebo stro-

K R I T I C K Á M Í S TA PA N E L O V Ý C H SYSTÉMŮ

pů při adaptacích bytů. Kritickými místy panelových konstrukcí jsou především svislé styky mezi stěnovými panely a vodorovné styky stěna – strop, proto jsou uvedeny postupy výpočtu únosností styků podle ČSN 73 1211. Nově vytvořené otvory ve stěnách mohou významně ovlivnit spolehlivost konstrukce, proto je pro názornost prezentován stav napjatosti v okolí nových otvorů. Velmi nepříznivé důsledky mohou mít vodorovné drážky ve stěnách pro nová vedení instalací. Uvádí se též zásady pro vytváření prostupů stropní konstrukcí a  podmínky roznášení zatížení na  sousední stropní panely. ❚ Provided the rules of appropriate maintenance are kept, reliable function of large panel buildings is not so much endangered by natural aging but rather by inadequate interventions to load bearing walls and floors performed during modification of dwelling units. Critical places of LPB are particularly vertical joints between wall elements and horizontal joints between walls and floors. That is why formulas from Czech standard ČSN 73  1211 are presented. New openings in walls can significantly influence the reliability of the  structure; therefore the state of stresses in the vicinity of new openings is illustrated. Horizontal grooves for new technical fittings in load-bearing walls can have very unfavourable consequences. Basic rules for openings in floor elements and conditions for load distribution to neighbouring elements are discussed as well.

Vertikální styky Při stanovení sil, které styky přenášejí, je třeba zohlednit nižší tuhost styku oproti plné stěně. U podélných stěn je situace obzvláště kritická. Nižší tuhost styku sice vede ke  snížení smykových sil ale na  druhé straně zejména u  podélných ztužujících stěn k vyšší koncentraci svislých normálových napětí. Nižší tuhost svislých styků vyplývá z menší průřezové plochy aktivní části styku oproti plné stěně, zpravidla nižší třídy zálivkového betonu ve  srovnání s  třídou betonu stěnového dílce a konečně je zde otázka kvality provedení zálivky v závislosti na technologické kázni a úrovni řemeslnosti montážní čety. Sondy potvrzují, že se občas v prostoru styku vyskytují dutiny. Při nezbytném zjednodušení pro praktický výpočet se obvykle uvažuje v prostoru styku s tuhostí 1/6 plné. V minulosti byl ve VÚPS týmem vedeným Dr.  Horáčkem proveden rozsáhlý výzkum působení vertikálních styků různého uspořádání. Zevšeobecněné výsledky tohoto výzkumu pak byly vtěleny do normy [1]: při splnění podmínky: NS ≥ 0,2 Qbu

(1),

přičemž Životnost většiny panelových konstrukcí nevyvolává žádné obavy, avšak existují různá nebezpečí jako např. zatékání do styků, koroze výztuže vlivem karbonatace betonu, ale také nevhodné zásahy do  nosných konstrukcí. Takové zásahy se občas dělají bez dostatečné znalosti systému, což může mít nepříjemné důsledky do spolehlivosti stavby. Zásahy se zde rozumějí situace, kdy se dodatečně vytvářejí např. dveřní otvory ve  stěnách, drážky do  nosných stěn pro instalace nebo prostupy stropní konstrukcí. Samozřejmě je rozdíl vytvářet otvor bezprostředně pod střechou anebo v  dolních podlažích dvanáctipodlažních objektů. V  dalším výkladu se soustředíme spíše na případy, 3/2013

❚

Qbu = Σvi=1 Qdow,ui + Qbfu + Qbsu

(3)

kde NS je výpočtová síla na mezi únosnosti ve  vodorovných výztužných vložkách na výšku jednoho podlaží; Nsj výpočtová síla na mezi únosnosti v j-té vo-

technologie • konstrukce • sanace • BETON

Obr. 1 Svislý řez vodorovným stykem stěnových a stropních dílců ❚ Fig. 1 Section – horizontal joint between wall and floor elements

dorovné vložce; m počet vodorovných výztužných vložek na výšku podlaží; pak výpočtovou posouvající sílu na  mezi únosnosti svislého styku Qju na výšku podlaží lze stanovit vztahem: Qju = [Qbu + 0,8(NS – 0,2Qbu)]ωsx , (4)

(2),

kde Qbu je posouvající síla na mezi únosnosti zahrnující vliv stropních konstrukcí a hmoždinek; Qbfu posouvající síla na mezi únosnosti věnce, který je vytvořen stykovým betonem mezi čely stropních dílců; Qbsu posouvající síla na  mezi únosnosti stropních dílců převazujících svislý styk; Qdow,ui posouvající síla v i-té hmoždince, v počet hmoždinek na výšku podlaží; N S = Σm j=1 N sj ,

1

kde ωsx je součinitel vlivu rozdělení vodorovných vložek po výšce styku. Není-li splněna podmínka (1), síla Qju se stanoví za  předpokladu, že únosnost hmoždinek není plně využita, ze vztahu: Qju = (9,2NS – 21N2S / Qbu)ωsx ,

(5)

Horizontální styky Únosnost plné stěny je zpravidla větší než únosnost horizontálního styku stěna – strop – stěna. Při posuzování vlivu dodatečných otvorů se proto nelze spokojit s průkazem dostatečné únosnosti stěny na  zvýšená namáhání, ale je třeba posoudit horizontální styk. Nej37

❚

SANACE A REKONSTRUKCE

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

jednodušší situace nastává, pokud je k dispozici podrobná dokumentace příslušné panelové soustavy včetně údajů o  únosnosti styků. Pokud tato dokumentace není k  dispozici, avšak je možné zjistit geometrické uspořádání styku a  jeho vyztužení, je možné styk posoudit podle normy [1]. Výpočtová normálová síla styku se určuje jednak v  průřezech A  ležících v opěrné oblasti stěnových dílců a jednak v průřezech B procházejících stropem. Poloha průřezů je patrná z obr. 1. Při splnění doplňujících podmínek se výpočtová normálová síla na  mezi únosnosti Nju v průřezech A určí ze vztahu: Nju = Ab Rbd γb ωj ωh ωs ωe ,

(6)

kde Ab je plocha průřezu A  stěny; γb  součinitel podmínek působení betonu dílce; ωj součinitel vrstvy stykového betonu (stykové malty); ωh součinitel nerovnoměrného namáhání průřezu; ωs součinitel příčného vyztužení; ωe součinitel vlivu výstřednosti. Výpočtová normálová síla na  mezi únosnosti Nju v průřezech B se určí ze vztahu: Nju = (Abs γb Rbsd χbs ωd + + Abf γbf Rbfd χbf ) ωss ωe ,

(7)

kde Abs je část účinné plochy Abj styku, která prochází stropními dílci; Abf část účinné plochy Abj styku, která prochází stykovým betonem; Abj účinná plocha styku, která je vymezena rovinami spojujícími povrchy horních a  dolních stěnových dílců; γb součinitel podmínek působení betonu stropních dílců; χbs, χbf součinitele spolupůsobení dílců se stykovým betonem; ωd součinitel vlivu uložení stropních dílců na sucho, při uložení dílců bez vrstvy malty; ωss součinitel vyztužení příčnou vodorovnou výztuží spojující stropní dílce; ωe součinitel vlivu výstřednosti. Stropní deska Co se týče stropních desek, je třeba si uvědomit, že stropní panely byly dimenzovány podle tehdy platných norem velmi úsporně bez rezerv v  únosnosti. Při adaptacích nelze tedy připustit zvýšené zatížení stropu, nová skladba zatížení musí v součtu být ve stejné výši. Většina soustav byla navrhována podle ČSN  73  1201, některé podle ČSN  73  2001, tedy normy starší koncepce, tak zvaného stupně globální bezpečnosti. Dosti rozšířená panelová soustava T 08B dokonce podle Výjimky z  ČSN, a  sice podle návrhu so38

2

3

větské normy na  mezní stavy. Důvodem k této Výjimce byla potřeba umožnit částečné předpětí ocele 10600 při předpínání výztuže dutinových stropních panelů elektroohřevem. Ostatně tuto metodu umožňuje i Změna 3 současné výrobkové normy ČSN EN 1168 pro dutinové stropní panely.

je třeba věnovat tomuto zásahu větší pozornost. Je dosti významné, zda se nově vytvářený otvor nachází v  podélné stěně nebo ve stěně příčné. Pokud jde o  podélné stěny, je třeba uvážit lokální snížení tuhosti stěny a hlavně přírůstek svislých normálových sil v okolí otvoru. S odkazem na normu [2] je třeba dodržet vzdálenost okraje otvoru v podélné stěně od styku s příčnou stěnou minimálně 4d w, kde d w je tloušťka podélné stěny. Jinak by platila pravidla vyztužení pro sloupy, což by bylo dosti náročné splnit. Požadavek na nové otvory se však častěji vyskytuje v příčných stěnách. Opět je třeba dodržet vzdálenost otvoru od  konce stěny 4d w, kde d w je tloušťka příčné stěny.

N O V É O T V O RY V E   S T Ě N Á C H

Velikost a poloha otvorů Síly, které působí v  místě otvoru, musí po vytvoření otvoru převzít jeho bezprostřední okolí. Svislé normálové napětí se koncentruje ve stěně kolem otvoru, která však na tuto situaci není připravená. Čím je šířka otvoru větší, tím

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 2 Normálová napětí ve směru osy y ❚ Fig. 2 Vertical normal stresses Obr. 3 Normálová napětí ve směru osy x ❚ Fig. 3 Horizontal normal stresses Obr. 4 Normálová napětí ve směru osy y ❚ Fig. 4 Vertical normal stresses Obr. 5 Normálová napětí ve směru osy x ❚ Fig. 5 Horizontal normal stresses

4

Stav napjatosti Změnu stavu napjatosti po  vytvoření otvoru je třeba řádně vyhodnotit. Pokud přijmeme zjednodušení prostorové konstrukce na  rovinný problém, současný aparát výpočetní techniky umožňuje nejen poměrně jednoduché stanovení přírůstků svislých normálových napětí v libovolném vodorovném řezu stěnovou konstrukcí, ale také velikosti vodorovných napětí nad i  pod otvorem. Výsledky takového výpočtu jsou znázorněny na  obr. 2 a  3. Uvedené velikosti napětí jsou pouze ilustrativní, liší se v závislosti na uvažovaném zatížení, pozici otvoru atd. Povšimněme si, že tahová napětí vzniknou tedy nejenom v oblasti nad otvorem ale přirozeně také pod otvorem. Z rozboru napjatosti je zřejmé, že správné řešení splňující konstrukční požadavky současně platných norem vyžaduje dodatečné olemování svislých okrajů otvoru výztuží tak, jak je požadováno na koncích stěn, opatření dolní části nadpraží příslušnou vodorovnou výztuží a  kontrolu přítomnosti výztuže potřebného průřezu ve vodorovném styku stěna – strop – stěna pod otvorem. O T V O RY V E   S T R O P N Í C H KONSTRUKCÍCH

Při vytváření prostupů stropní konstrukcí by neměla být přerušena nosná výztuž. U  menších otvorů pro instalace je vhodné využít dutin, které se však vyskytují jen u  některých panelových soustav. Pokud je otvor větších rozměrů, takže není možné splnit požadavek týkající se výztuže, je třeba provést individuální posouzení s  uvážením skutečně působícího zatížení. Určitou pomocí může být uvážení vlivu 3/2013

❚

5

roznášení zatížení. To však lze uplatnit pouze za  předpokladu vhodného tvarování styčné spáry mezi stropními panely a současně při kvalitním provedení zálivek. Zdůrazňujeme, že u  mnohých panelových soustav tvarování boků stropních panelů nevytvářelo v  zálivce patřičný zámek, takže nelze u  takového styku spoléhat na  přenos svislých sil. V případě velkých otvorů je možné navrhnout ocelové výměny, což je samozřejmě nezbytné prokázat odpovídajícím statickým posouzením. DRÁŽKY VE STĚNÁCH A STROPECH

Samostatnou kapitolou jsou drážky pro instalace. Podstatné je, zda se jedná o drážky svislé nebo vodorovné, drážky v  relativně masivním zdivu (300 až 450 mm) nebo v relativně tenkých betonových stěnách o  tloušťky 150 až 190 mm. Roli hraje výšková poloha vodorovné drážky, její hloubka a  délka, zda se jedná o stěnu uvnitř bytové jednotky, anebo o stěnu, která ohraničuje prostor bytové jednotky. Při konkrétním posouzení zásahu se uplatní také vliv počtu podlaží nad chystanou úpravou. Je třeba si uvědomit, že vytvoření drážky v délce i několika metrů má vliv na  napjatost stěnového panelu. Velikost účinků je závislá na velikosti svislého zatížení, tloušťce stěny a  hloubce oslabení. Stav napětí v místě drážky je znázorněn na  obr. 5. Zatížení bylo uvažováno jednotkové pouze pro demonstraci průběhů napětí. Nominální hodnoty napětí se proto mohou značně lišit od hodnot uvedených na obr. 4 a 5. Z naznačeného je zřejmé, že se jedná o dosti závažný problém. Vytvoření

technologie • konstrukce • sanace • BETON

Literatura: [1] ČSN 73 1211 Navrhování betonových konstrukcí panelových budov, 1987 [2] ČSN EN 1992-1-1 Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, 2006

vodorovné nebo šikmé drážky by mělo předcházet řádné statické posouzení a při povolování podobných zásahů by se mělo postupovat s mimořádnou obezřetností. V  mezibytových stěnách by drážky neměly být povolovány vůbec. Tam k  hlediskům mechanické odolnosti a stability přichází ještě hledisko vzduchové neprůzvučnosti. Přestože k  pochopení naznačených souvislostí není třeba mimořádné odbornosti, nezřídka se stává, že některé stavební úřady vydávají souhlasné stanovisko i k naprosto nevhodným návrhům zásahů. Z ÁV Ě RY

Zvyšující se zájem vlastníků bytových objektů o  kvalitu údržby bytových domů je potěšující a  nepochybně významně přispívá k jejich životnosti. Majitelé bytů a  jejich architekti přicházejí s různými požadavky na změny nosných konstrukcí. V praxi dochází k propojování bytových jednotek, či jiným změnám dispozičního řešení. Při modernizacích bytů je však nezbytné se vyvarovat nevhodných zásahů do nosných konstrukcí, mezi něž patří zejména nevhodně umístěné a  nedokonale provedené nové otvory ve  stěnách či stropech a vodorovné drážky pro instalace v nosných stěnách. Ing. Václav Vimmr, CSc. e-mail: [email protected] Ing. Tomáš Černý e-mail: [email protected] oba STÚ-K, a. s. www.stu-k.cz

39

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

STATICKÉ POSOUZENÍ PREFABRIKOVANÉ STROPNÍ DESKY PANELOVÝCH BUDOV PŘI MODERNIZACÍCH ❚ STRUCTURAL ASSESSMENT OF A PRECAST FLOOR SLAB IN PREFABRICATED BUILDINGS DURING THE MODERNIZATION PROJECTS Jiří Witzany, Radek Zigler Při přenášení účinků svislých zatížení je statické působení prefabrikované stropní desky s přímkovými klouby ve stycích stropních dílců srovnatelné s  monolitickou deskou [1]. Je charakteristické poměrně malým zvýšením podélných ohybových momentů mx, avšak podstatným snížením příčných ohybových momentů my v  porovnání s  hodnotami ohybových momentů desky monolitické shodných rozměrů, zatížení a  podepření. Dimenzovací momenty mx prefabrikovaných stropních desek kloubově podepřených po obvodě dosahují zpravidla menších hodnot ve  srovnání s  hodnotami ohybových momentů nosníkových desek (prosté nosníky, bez uvážení příčného roznášení zatížení). Obdobně dochází k  redukci průhybu stropní desky v  závislosti na  rozměrech a  uspořádání desky. Dosud užívané řešení – nosníkové desky – nevystihuje skutečné působení prefabrikovaných stropních konstrukcí s  dílčím podepřením v  podélném směru, a  nepostihuje její skutečné namáhání. Zpřesnění výpočtového modelu stropní desky respektující vzájemné spolupůsobení stropních dílců při přenášení účinků svislého zatížení a  způsob podepření stropní desky může být východiskem při modernizaci bytů v  panelových budovách.

❚ The

structural action of a  precast floor slab with straight joints in floor units’ joints in transferring the effects of vertical loads is comparable to a  monolithic slab [1]. It is characterized by a  relatively small increase in longitudinal bending moments mx, but by a  substantial decrease in transverse bending moments my as compared to the values of bending moments of a  monolithic slab with identical dimensions, load and support. The dimensioning moments mx of precast floor slabs supported by joints along the perimeter generally reach lower values as compared to the bending moments’ values of beam slabs (simple beams, not considering the transverse load distribution). Similarly, there is a  decrease in the floor slab’s deflection related to the slab’s dimensions and arrangement. The solution used to-date – one-way slabs – does not reflect the actual performance of precast floor structures with partial support in the longitudinal direction, and does not respond to their actual stress. A  more accurate computational model of a  floor slab respecting the mutual interaction of floor units in transferring the effects of vertical load and the floor slab supporting method may become a starting point in modernization of apartments in prefabricated buildings.

40

CHARAKTERISTIKA P R E FA B R I K O VA N É S T R O P N Í D E S K Y PA N E L O V Ý C H B U D O V, S TAT I C K É P Ů S O B E N Í NOSNÍKOVÉ STROPNÍ DESKY

Prefabrikované stropní desky jsou vytvořeny z  jednotlivých stropních dílců spojených ve  stycích mezi bočními a  čelními plochami dílců. Statické vlastnosti těchto styků určují zvláštnosti chování prefabrikovaných stropních desek. Nejčastějším případem je spojení stropních dílců prostřednictvím stykového betonu nebo cementové malty uložené mezi čela a  boky dílců. Hlavní popř. rozdělovací výztuž bývá ve  stycích spojena jen v  ojedinělých případech. Zpravidla jsou spojena prostřednictvím háků nebo příložek z  betonářské oceli montážní oka sousedních – protilehlých stropních dílců (obr. 1a, b). Stropní dílce používané v  prefabrikovaných konstrukcích byly zpravidla převážně navrhovány jako prosté nosníky (podle ČSN 73  1201, resp. ČSN 73  2001), tzv. nosníkové stropní konstrukce. Výpočtový model nosníkové stropní desky, řešení a uspořádání výztuže stropních dílců, nevystihuje skutečné působení stropní desky v závislosti na  statických vlastnostech styků a způsobu podepření prefabrikovaných stropních dílců. Prostřednictvím podélných styků mezi stropními dílci dochází k  jejich vzájemnému spolupůsobení, jehož kvalita a  velikost jsou především závislé na statických vlastnostech styků, tj. na tuhosti a únosnosti styků. Při posuzování styků mezi stropními dílci i  dílců samotných je nutné vycházet z celkového uspořádání stropní desky, řešení stropních dílců a jejich styků, ze způsobu zatížení a  podepření stropní desky. Ze statického hlediska lze styky mezi stropními dílci klasifikovat jako přímkové (liniové) klouby. Tomu odpovídá řešení, při němž jsou styčné plochy stropních dílců opatřené ozuby v  podélných drážkách a  výztuž uložená do  styků, popř. zabudovaná do  dílců a  spojená ve  stycích, zabraňuje vzájemnému oddalování stropních dílců (přenáší tahová napětí). Takto vytvoře-

nou stropní desku lze posuzovat jako desku s  přímkovými klouby v  místech styků stropních dílců. Zatížení přerozděluje mezi jednotlivé dílce. V  místě styku mají stropní dílce stejný průhyb, avšak rozdílné natočení – deformační křivka v  řezu procházejícím kolmo na  podélné styky stropních dílců není plynule spojitá – styky staticky působí jako přímkové (válcové) klouby (my → 0), přenáší ohybové momenty mx, krouticí momenty (ve směru podélných styků) a posouvající síly. Podle způsobu uložení stropní desky na  svislou nosnou stěnovou konstrukci posuzujeme stropní desku jako kloubově uloženou, spojitou nebo částečně vetknutou na  dvou, třech nebo čtyřech stranách. Čela stropních dílců jsou sevřená mezi zhlavím a patou stěnových dílců nižšího a  vyššího podlaží a v důsledku toho zpravidla dochází k  určitému omezení volného natočení koncových průřezů stropních dílců a  vzniku podporových momentů, jejichž velikost je dána hodnotou momentu na  mezi trhlin prostého betonu stropních dílců. Požadavky na  tvarové řešení stykových ploch dílců, na  množství a  způsob vyztužení stropní desky v  podélném a  příčném směru byly obsaženy v  dřívější  ČSN  73  1211. Podle tohoto předpisu musely být boční plochy stropních dílců tvarované tak, aby zajišťovaly spolehlivé spolupůsobení sousedních dílců. Průřezová plocha podélné a  příčné výztuže stropní desky uložená ve  stycích stropních dílců musí splňovat požadavky podle dřívější ČSN  73  1211, popř. ČSN P  ENV  1992-1-3, pokud nejsou výpočtem stanoveny jiné (vyšší) hodnoty (obr. 1c, d). Vodorovné síly ve stropní desce vznikají při působení účinku vodorovného zatížení větrem, účinku svislého zatížení, účinků objemových změn, účinku rozdílného sedání a  účinků mimořádných zatížení havarijního rázu. Stropní deska působí jako vysoký (stěnový) nosník podepřený pružnými podporami v místech jednotlivých nosných stěn (s rozdílnou tuhostí). Stropní deska redistribuuje vodorovné účinky vnějších zatížení na  jednotlivé svislé stěnové

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

1 Obr. 1 Schéma vyztužení stropní desky, a) zálivková výztuž, b) věncová výztuž, c) stanovení plochy výztuže stropní desky podle dřívější ČSN 73 1211, d) podle ČSN P ENV 1992-1-3 ❚ Fig. 1 The floor slab reinforcement scheme, a) linking bar, b) ring beam reinforcement, c) identification of the floor slab reinforcement area pursuant to ČSN 73 1211, d) pursuant to ČSN P ENV 1992-1-3 Obr. 2 Grafické znázornění předpokladů výpočtu [2, 3] computational assumptions [2, 3]

❚

Fig. 2

A graphic display of

2

Legenda: Mgo je moment od vlastní tíhy počítaný za předpokladu prostého nosníku; Mqo moment od ostatního působícího zatížení vypočítaný za předpokladu prostého nosníku; Mgi moment od vlastní tíhy počítaný za předpokladu spolupůsobení stropních dílců; Mqi moment od ostatního působícího zatížení vypočítaný za předpokladu spolupůsobení stropních dílců; Mg∞ moment od vlastní tíhy, vznikající v konstrukci z momentu M po zmonolitnění stropní konstrukce vlivem dotvarování a redistribuce sil a momentů; MΣo = Mgo + Mqo moment, na který je navrhována výztuž při výpočtech za předpokladu prostého nosníku; MΣ i = Mgi + Mqi moment, který v konstrukci skutečně působí po zmonolitnění (včetně účinku dotvarování); Mu moment odpovídající skutečné únosnosti průřezu; P.N. prostý nosník; M.S. montážní stadium; S.D. spolupůsobení dílců; P.S. provozní stadium; to počátek působení vlastní tíhy; tm, doba zmonolitnění, počátek působení stropní desky za předpokladu spolupůsobení; tr stáří stropních dílců; t∞ dosažení fyzické životnosti konstrukce; U1 rezerva plynoucí z redistribuce po zmonolitnění stropní desky; U2 rezerva zatížení plynoucí z rozdílu hodnot řešení za předpokladu prostého nosníku a za předpokladu spolupůsobení; U celková rezerva zatížení; P úspora vznikající předimenzováním při primárním návrhu výztuže.

3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

prvky v poměru jejich tuhostí k celkové. Vyztužení stropní desky má zásadní význam z  hlediska zajištění statické bezpečnosti a  spolehlivosti systému proti působení účinků mimořádných zatížení. Statická bezpečnost proti působení mimořádných zatížení havarijního rázu je především určována schopností plastických přetvoření (duktilitou) styků tak, aby styky prefabrikovaných dílců byly schopné absorbovat energii během krátkého působení většiny mimořádných zatížení a plnily svou funkci i  při velkých deformacích a  posunech dílců ve stycích. Výztuž ve styku stěna – strop – stěna (věncová výztuž) plní také významnou funkci z  hlediska zajištění únosnosti ve  smyku svislých styků stěnových dílců s  ozuby (ČSN 73 1211). Z  hlediska historie zatížení stropních dílců a  stropní desky jsou rozhodujícími časovými předěly doba montáže a doba zmonolitnění podélných styků stropních dílců. Do  uložení dílce na  stavbě byl pro určení hodnot momentů mx rozhodující způsob zavěšení a  manipulace s  dílci při jejich zvedání, překlápění a  způsob uložení dílců na skládce. Od  okamžiku uložení dílce v  prefabrikované stropní desce objektu je pro určení hodnoty momentů mx rozhodující již skutečný způsob podepření dílce. Jednotlivé stropní dílce se však vzájemně neovlivňují. Po provedení zálivek v podélných stycích a po dosažení potřebné únosnosti styků ve smyku dochází k  vzájemnému spolupůsobení stropních dílců v rámci stropní tabule. Při zavedení dalšího zatížení dochází k  plnému uplatnění podmínek odpovídajících zmonolitnění a  skutečnému uložení celé prefabrikované stropní desky. V  krátkém časovém úseku po  zmonolitnění styků je hodnota momentu pro návrh výztuže dána součtem momentu pro zatížení s  počátkem působení před zmonolitněním (prostý nosník, uložení na  dvou, popř. třech stranách apod.) a  momentu od  zatížení po  dosažení statické účinnosti zejména podélných stycích stropních dílců, tj. po vytvoření přímkových kloubů. Dlouhodobé dotvarování dílců probíhá v případě staticky účinných styků již v  podmínkách odpovídajících zmonolitněné stropní desce [2, 3]. Účinky zatížení působících před zmonolitněním stropní desky jsou postupně účinkem dotvarování redistribuovány mezi jed41

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 3 Výsledky experimentálního výzkumu roznášení účinků svislého zatížení v prefabrikované stropní desce – průběhy experimentálně naměřených deformací stropních dílců ❚ Fig. 3 Results of experimental research of the distribution of vertical load effects in a precast floor slab – patterns of experimentally measured deformations of floor units Obr. 4 Výsledky experimentálního výzkumu spolupůsobení nestejně zatížených stropních dílců prostřednictvím staticky účinných styků – roznášení zatížení ❚ Fig. 4 Results of experimental research of the interaction of floor units non-uniformly loaded via structurally efficient joints – load distribution Obr. 5 Příklad uspořádání prefabrikované stropní konstrukce panelové soustavy P 1.11 a schéma reálného roznášení zatížení ve stropní tabuli ❚ Fig. 5 An example of a precast floor structure arrangement of the P 1.11 prefabricated system and the scheme of actual load distribution in the floor panel Obr. 6 Výsledky numerické analýzy prefabrikované stropní desky – vliv podepření stropní desky stěnou v nosném směru ❚ Fig. 6 Results of numerical analysis of a precast floor slab – effect of the floor slab’s support by a wall in the loadbearing direction

3

4

notlivými dílci prostřednictvím staticky účinných styků. V limitním případě lze tedy předpokládat, že po skončení dotvarování působí v dílcích ohybový moment od celkového zatížení, určený za  předpokladu „zmonolitnění“ stropní desky s  přímkovými klouby ve stycích stropních dílců (obr. 2). Experimentální výzkum spolupůsobení stropních dílců v nosníkové desce při přenášení účinků svislého zatížení Experimentální výzkum [3] prefabrikované stropní desky při přenášení účinků svislého zatížení se uskutečnil na  zkušebním modelu stropní desky vytvořené ze čtyř stropních dílců o  rozměrech 2,4 x 4,2  m, tloušťky 0,15  m (stropní dílce z  panelové sou42

stavy P 1.11) kloubově uložených v čelech. Podélné styčné drážky stropních dílců s ozuby byly před uložením stropních dílců opatřeny separačním nátěrem tak, aby byly splněny předpoklady kloubového spojení sousedních stropních dílců v podélných stycích. V kontaktní styčné spáře mezi stropním dílcem a stykovým betonem byla narušena adheze a uměle vytvořena trhlina ve tvaru kontaktní (styčné) spáry, a tím byl spolehlivě realizován předpoklad kloubového působení podélných styků. Výsledky experimentálního výzkumu prokázaly účinné spolupůsobení stropních dílců (obr.  3) a  redistribuci namáhání z  primárně více zatížených stropních dílců do  dílců s  menší hodnotou svislého zatížení (obr. 4) prostřednictvím podélných kloubových styků. Za  předpokladu neporušených styků

mezi stropními dílci lze tuto redistribuci účinně využít při změně zatížení např. některých stropních dílců při modernizaci bytů v  panelových budovách. Experimentální ověření prokázalo, v  souladu s  teoretickými výpočty, že v  případě stropních dílců, jejichž poměr šířky a rozpětí je přibližně 1 : (1,75 až 3,5), lze spolehlivě předpokládat redistribuci zatížení z dílce primárně nebo obecně více zatíženého do sousedního méně zatíženého dílce o velikosti 25 % rozdílu zatížení obou dílců. Pro krajní stropní dílce lze spolehlivě snížit část zatížení přesahujícího zatížení sousedního stropního dílce na  75  % a  u  ostatních mezilehlých stropních dílců až na 50 %. Styky mezi stropními dílci je nutné navrhnout tak, aby spolehlivě přenesly celkovou posouvající sílu o  velikostí 0,25 celkového zatížení stropního díl-

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

ce. V  případě nevyhovující únosnosti podélných styků ve  smyku je nutné posoudit nosný systém, zejména z  hlediska účinků vodorovných zatížení s  uvážením zvýšené poddajnosti stropní desky způsobené vznikem trhlin v  podélných stycích stropních dílců. Nedostatečná tuhost stropní desky v  případě porušených podélných styků představuje ohrožení statické bezpečnosti systému, zejména v  případech neúčinného vyztužení stropní desky. V  těchto případech není zajištěna redistribuce vodorovných účinků do svislých prvků nosného systému v závislosti na jejich tuhosti. OBOUSMĚRNÉ ROZNÁŠENÍ S V I S L É H O Z AT Í Ž E N Í P R E FA B R I K O VA N O U S T R O P N Í DESKOU

Častým případem, který se vyskytuje u  mnoha panelových soustav, je uložení krajních stropních dílců na nosnou část celostěnových obvodových sendvičových dílců a  některých vnitřních stropních dílců na  podélné nosné (zavětrovací) stěny (obr.  5). Jestliže styky mezi stropními dílci a podélně uspořádanými stěnami (obvodové nebo vnitřní podélné stěny) jsou vyplněny zálivkou, tj. stropní deska v těchto místech má nulový průhyb, je možné posoudit vliv sekundárního podepření prefabrikované stropní desky těmito stěnami uspořádanými v  podélném směru. Stropní desku lze v  těchto případech posoudit jako desku kloubově podepřenou na třech nebo čtyřech stranách (obr. 6). Charakteristickým důsledkem obousměrného působení stropní konstrukce (obousměrného roznášení zatížení) a  spolupůsobení stropních dílců prostřednictvím podélných styků je vznik záporných momentů my v  některých stropních dílcích (při rozdílném zatížení sousedních stropních dílců, obr. 7) a krouticích momentů v rozích stropní desky (zvedání rohů). Hodnoty těchto záporných momentů my jsou významné tehdy, přestupují-li hodnotu momentu na mezi trhlin prostého betonu. Spolehlivé posouzení statické bezpečnosti stropní konstrukce vyžaduje posoudit stávající způsob a  množství vyztužení stropních dílců v obou směrech na základě hodnot tzv. dimenzovacích momentů. Hodnoty dimenzovacích momentů lze stanovit z analýzy (MKP) pole ohybových a krouticích momentů (mx, my, mxy), na jejímž základě lze posoudit po3/2013

❚

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

třebu výztuže s  přihlédnutím ke  kvalitě betonu s  předpokladem, že výztuž je provedena ve  dvou vzájemně kolmých směrech (x, y, hlavní a  rozdělovací výztuž) a  v  každém sledovaném místě jsou známy hodnoty momentů Mx (mx) a My  (my), včetně krouticího momentu mxy. Porovnáním požadovaného množství výztuže stanoveného na  základě obousměrného roznášení zatížení s výztuží zabudovanou v dílcích lze určit oblasti, které případně nejsou dostatečně vyztuženy. V těch případech, kdy hodnota příslušného momentu nepřekročí hodnotu momentu na  mezi trhlin, předpokládáme, že trhlina nevznikne, a průřez považujeme za vyhovující. V  těch případech, kdy hodnota příslušného momentu překračuje hodnotu na  mezi trhlin, je nutné provést nový výpočet, který bude zohledňovat existenci pravděpodobných trhlin. Uvedený postup statického řešení, za-

ložený na výstižném výpočetním modelu prefabrikované stropní desky, umožňuje v souladu s ČSN 73 1201 platnou od  roku 2010 a  dřívější ČSN  73  1211 řešit řadu statických problémů, které mohou být vyvolány zvýšenými statickými požadavky na  únosnost stropní konstrukce při modernizaci bytů v  panelových objektech. Hlavním přínosem je především účinnost a hospodárnost navrhovaného řešení [3], které vychází a respektuje skutečné podmínky v uložení a  působení prefabrikované stropní desky při přenášení účinků svislého zatížení, je „de facto“ realizováno ve stávajících panelových konstrukcích ve  všech případech, kdy nejsou porušeny podélné styky mezi stropními dílci. V  opačném případě nelze vyloučit existenci tahových trhlin v  horní části průřezů stropních dílců vystavených plnému návrhovému zatížení. V souladu s dříve platnou ČSN 73 0038 popř. současnou ČSN ISO  13822 je

5

6

technologie • konstrukce • sanace • BETON

43

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

7

Literatura: [1] Witzany J.: Navrhování svislých styků stěnových dílců panelových budov, Pozemní stavby, 4, 1976 [2] Witzany J., Postřihač A., Stařecký I.: Spolupůsobení stropních dílců při přenášení účinků svislých zatížení, Pozemní stavby, 6, 1977 [3] Witzany J., Stařecký I.: Racionalizace montovaných stropních konstrukcí – experimentální ověření, Návrh metodiky, Pozemní stavby, 7, 1986 [4] ČSN 73 1201 Navrhování betonových konstrukcí, 2010 [5] ČSN 73 1211 Navrhování betonových konstrukcí panelových budov, 1987 [6] ČSN 73 0038 Navrhování a posuzování stavebních konstrukcí při přestavbách, 1986 [7] ČSN 73 2001 Projektování betonových staveb, 1971 [8] ČSN ISO 13822 (73 0038) Zásady navrhování konstrukcí – Hodnocení existujících konstrukcí, 2005 [9] ČSN P ENV 1992-1-3 (73 1201) Navrhování betonových konstrukcí – Část 1-3: Obecná pravidla – Betonové dílce a montované konstrukce, 1997

nutné při změně zatížení popř. podepření a dalších zásazích provést statické posouzení stropní konstrukce s  výpočtovým modelem odpovídajícím podepření stropní desky.

8

Experimentální výzkum obousměrného roznášení zatížení v prefabrikované stropní desce Experimentální výzkum [3], který se uskutečnil na  zkušební sestavě celkových rozměrů 4,2 x 9,6  m vytvořené ze čtyř stropních dílců o rozměrech 2,4 x 4,2  m tloušťky 0,15  m (stropní dílce z  panelové soustavy P  1.11), byl zaměřen na vliv způsobu podepření stropní desky a jejích rozměrů (poměru lx : ly) na velikost maximálních deformací (průhybů) jednotlivých stropních dílců vzájemně kloubově spojených v podélných stycích. Na obr. 8 jsou znázorněny průběhy maximálních deformací

Obr. 7 Výsledky numerické analýzy prefabrikované stropní desky – vliv roznášení účinku svislého zatížení v závislosti na způsobu podepření stropní desky ❚ Fig. 7 Results of numerical analysis of a precast floor slab – effect of vertical load distribution in relation to the floor slab’s support method Obr. 8 Výsledky experimentálního výzkumu spolupůsobení nestejně zatížených stropních dílců prostřednictvím staticky účinných styků při obousměrném roznášení zatížení ❚ Fig. 8 Results of experimental research of the interaction of floor units non-uniformly loaded via structurally efficient joints with two-directional load distribution Obr. 9 Vliv dílčího podepření na velikost průhybu uprostřed stropní desky, fo průhyb stropní desky kloubově uložené po obvodě ❚ Fig. 9 Effect of partial support on the deflection value in the middle of a floor slab Obr. 10 Experimentálně naměřené deformace fmax prefabrikované stropní desky 4,2 x 9,6 m (stropní dílce soustavy P 1.11), a) při kloubovém uložení na třech, popř. čtyřech stranách v závislosti na rozměrech desky (lx : ly), b) při obousměrném dílčím uložení v místě podélných styků stropních dílců ❚ Fig. 10 a) Experimentally measured deformations fmax of a precast floor slab 4.2 x 9.6 m (floor units of P 1.11 system) with joint mounting on three or four sides in relation to slab dimensions (lx : ly), b) experimentally measured deformations fmax of a precast floor slab with two-directional partial mounting at a point of longitudinal joints of floor units

44

BETON • technologie • konstrukce • sanace

9

❚

3/2013

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

Firemní prezentace

SANACE A REKONSTRUKCE

www.konferencepovrchoveupravy.cz

měřené v ose rozpětí stropní desky pro jednotlivé zatěžovací stavy. Experimentální výzkum prokázal správnost teoretických předpokladů o chování prefabrikované stropní desky s přímkovými klouby při obousměrném roznášení zatížení. Výsledky výzkumu prokázaly, že i  dílčí podepření některých stropních dílců může mít podstatný vliv na redistribuci a statické chování stropní desky. Z  obr.  9 např. vyplývá, že dílčí podepření vyjádřené poměrem a  :  L = 0,2 způsobí snížení průhybu pod 35 % a při uvedeném poměru a  :  L = 0,4 dochází ke  snížení průhybu až pod 20 % hodnoty průhybu nosníkové desky. Experimentálně ověřené závislosti deformace stropní desky na  poměru lx  :  ly a  na  velikosti dílčího podepření při obousměrném působení jsou uvedeny na  obr. 10.

SHRNUTÍ

Teoretický a  experimentální výzkum chování prefabrikované stropní desky se  staticky účinnými styky (přímkové klouby) při přenášení účinků svislého zatížení prokázal účinné spolupůsobení stropních dílců. Prostřednictvím smykových sil přenášených staticky účinnými kloubovými styky stropních dílců dochází k přerozdělení zatížení mezi jednotlivými stropními dílci. Celkové působení prefabrikované stropní desky z  plných železobetonových dílců s  přímkovými klouby v  podélných stycích mezi stropními dílci je vzhledem k  velikosti svislé deformace a  ohybových momentů mx (momenty ve směru přímkových kloubů) porovnatelné s deformacemi a ohybovými momenty mx monolitické desky shodných rozměrů a  podepření. Je charakteristické podstatným snížením ohybových

momentů my (ve  směru kolmo k  přímkovým kloubům, my → 0) v  porovnání s  deskou monolitickou. Ohybové momenty mx prefabrikovaných desek kloubově podepřených na třech, popř. čtyřech stranách jsou v  porovnání s  velikostí ohybových momentů nosníkových desek v závislosti na rozměrech stropní desky (poměru lx : ly) menší. V závislosti na  šířce stropních dílců (vzdálenosti přímkových kloubů) klesá poměr ohybových momentů my  :  mx. Pro šířku stropních dílců 1,2 až 2,4 m se tento poměr pohybuje v intervalu 0,12 až 0,22 (kladné ohybové momenty my mohou být přenášeny průřezem vyztuženým na spodním okraji rozdělovací výztuží). Tohoto mechanismu vzájemného spolupůsobení stropních dílců a statického působení prefabrikované stropní desky vytvořené z  jednotlivých stropních dílců jednosměrně i  obousměrně roznášet účinky svislého zatížení lze využít při modernizaci bytů v  panelových budovách. Příspěvek byl vypracován za podpory projektu TAČR TA02010837 „Víceúčelový demontovatelný železobetonový prefabrikovaný stavební systém s řízenými vlastnostmi styků a možností opakovaných využití“.

Prof. Ing. Jiří Witzany, DrSc. e-mail: [email protected] Ing. Radek Zigler, Ph.D. e-mail: [email protected] oba: Fakulta stavební ČVUT v Praze 10

3/2013

Thákurova 7, 166 29 Praha 6

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

45

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

1

PARK HILL, SHEFFIELD, VELKÁ BRITÁNIE SHEFFIELD, GREAT BRITAIN

❚

PARK HILL,

Jana Margoldová 2a Šikovná rekonstrukce dává stávajícím betonovým konstrukcím nový, elegantní a  živý vzhled. ❚ Skilful refurbishment gives existing concrete structures a smart and vibrant new look.

Park Hill je rozsáhlé městské sídliště dominující horizontu Sheffieldu, v  Jižním Yorkshire, Anglie. Bylo postaveno v  letech 1957 až 1961 a  v  roce 1998 bylo zapsáno na  seznam historického kulturního dědictví II. stupně. Park Hill byla původně zanedbaná městská čtvrť, směs dvou až třípodlažních nájemních bytových domů, vybavení bylo ubohé s  jedním kohoutkem vody na sto obyvatel. V 30. letech 20. století byla čtvrť nazývána „Malé Chicago“, protože zločinnost zde byla opravdu vysoká. Úmysly o  změně situace přerušila II. světová válka. Po  válce bylo rozhodnuto, že je potřeba radikální změny a celou komunitu Park Hill je nutné přestavět. Na základě tohoto požadavku začali architekti Jack 46

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

❚

SANACE A REKONSTRUKCE

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

3 Obr. 1 Park Hill, Sheffield, po revitalizaci, sanované betonové nosné konstrukce a nové GRC zábradlí balkonů after refurbishment, showing the repaired concrete frames and new GRC balustrades Obr. 2

a) Situace, b) letecký pohled na Park Hill, dobová fotografie

Obr. 3

Park Hill, Sheffield, před revitalizací

❚

Fig. 3

❚

Fig. 2

Fig. 1

Park Hill, Sheffield,

a) Layout, b) original aerial view of Park Hill

Park Hill, Sheffield, before refurbishment

Lynn a  Ivor Smith připravovat v  roce 1945 plány na nové bydlení na Park Hill. Inspirovali se Le Corbusierovým Únité d´Habitation a později nerealizovanými plány dalšího anglického architekta Smithsona na  výstavbu obytných domů na Goldon Lane v Londýně. Systém rozsáhlých plochých deskových domů byl v  tom čase novým revolučním přístupem, celý styl je nazýván „brutalismus“. Rámové konstrukce z  pohledového betonu měly být doplněny žlutými, oranžovými nebo červenými cihlovými stěnami. Působením povětrnosti a pod nánosy sazí z  kouře z  okolo projíždějících vlaků by barvy brzy ztratily svůj jas, bylo tedy rozhodnuto stavět pouze z betonu. Koncept bytových domů vycházel z dlouhých otevřených chodeb „Streets in the sky“ – pavlačí s množstvím dveří do jednotlivých bytů. Chodby jsou pouze ob jedno podlaží (sudá podlaží), byty jsou mezi nimi vyskládány směrem nahoru i dolů a mezi mezonetové vícepokojové jsou na  doplnění objemu vklá-

2b

3/2013

❚

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

47

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

Obr. 4 a), b) Interiéry bytů na Park Hill po rekonstrukci, odhalené betonové nosné trámy a stěny, nové balkonové zábradlí z GRC, c) vnitřní schodiště mezonetového bytu ❚ Fig. 4 a), b) Interiors at Park Hill after refurbishment, showing exposed beams and walls, new balkony balustrade of GRC, c) interior staircase in two-storey flat

4a

dány jednopokojové garsoniéry. Z každého „chodbového“ podlaží budovy, s  výjimkou posledního, byl přímý přístup schodištěm až do přízemí. Celkové utváření terénu dovolilo udržet linii hrany plochých střech v  jedné úrovni, i  když se výška jednotlivých bytových bloků měnila od čtyř až do třinácti podlaží. Dispozice domů zahrnovala i malé obchody a základní školu. HISTORIE

S  výstavbou se začalo v  roce 1957 a Park Hill (první část) byl oficiálně otevřen poslancem a  lídrem opozice Hughem Gaitskellem 16. června 1961. Městská rada k  této příležitosti vydala speciální brožuru v  několika jazycích včetně ruštiny. K zachování původní komunity starousedlíků byly sousedům nabídnuty byty vedle sebe a původní jména ulic a míst byla znovu použita (např. Gilbert Row, Long Henry Row). Stará dlažba z  valounů byla použita na  chodnících kolem domů a  stezkách pro pěší vedoucích z  kopce dolů do  města k  nádraží a tramvajovým zastávkám. Další části, které byly postupně dokončovány, se držely stejného schématu zástavby. Byl to jeden z  nejambicióznějších rezidenčních projektů té doby ve  vnitřním městě. Ačkoliv sídliště bylo zpočátku velmi populární a oblíbené, během času se začaly projevovat různé chyby a nevýhody těchto „továren na bydlení“, např. špatná zvuková izolace mezi jednotlivými byty a z vnějšku do interiéru bytu, snadná přístupnost nepovolaným, tj. zlodějům ad. Od 80. let minulého století nedostatek investic, údržby a rychlé sociální změny 48

4b

přispívaly k jeho úpadku a sídliště se stalo typickým představitelem všech nedostatků spojovaných s  masovým bydlením (obr.  3). Nakonec mělo město po mnoho let problémy s nalezením vhodných nájemců pro byty, protože pavlače na sídlišti Park Hill bývaly nechvalně proslulé, až sídliště získalo od  některých obyvatel přezdívku „San Quentin“ upomínající na známé americké vězení. Z Á P I S N A   S E Z N A M A   R E N O VA C E

Nehledě na problémy si komplex uchoval svůj konstrukční charakter, což se mnoha bytovým blokům postaveným ve stejné době nepodařilo, a proto byl, pro někoho poněkud kontroverzně, v  roce 1998 zapsán na  seznam historických památek II. stupně a  stal se

tak nejrozsáhlejším zapsaným bytovým komplexem v  Evropě. Městská rada Sheffieldu doufá, že to pomůže vrátit místu atraktivitu pro investory, kteří budou mít zájem o renovaci bytových bloků. Diskuze o vhodnosti a špatném načasování tohoto kroku však pokračují. V rámci široké spolupráce developera, městské rady, rady pro národní kulturní dědictví (English Heritage), architektonického ateliéru Hawkins\Brown a krajinných architektů z Grant Associates se podařilo připravit plán a začít realizovat regeneraci Park Hill v dynamické místo k životu v 21. století. Roger Hawkins, zástupce ateliéru Hawkins\Brown, popsal jejich postup při návrhu rekonstrukce: „Před počátkem návrhu rekonstrukce bylo třeba budo-

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

objevily. Severní a východní fasády byly více otevřeny, 2/3 plochy fasády jsou proskleny a 1/3 je neprůhledná barevná plocha. Změna dává původně poněkud tmavým pokojům mnohem více přirozeného denního světla. Upraveny byly také vstupy, společné komunikační prostory jsou nyní mnohem atraktivnější, příjemnější (obr. 5). Prosklená vnější výtahová šachta na západní fasádě severozápadního bloku nabízí během cesty výtahem nádherné panoramatické výhledy na celé město (obr. 6). Původní betonová zábradlí balkonů byla nahrazena novými prvky ze sklovláknobetonu (GRC), štíhlejšími, vyrobenými s  velmi kvalitním povrchem. Odlehčení a  otevření fasád pomohlo rozbít předchozí dojem „betonové pevnosti“ (concrete fortress). K  příznivnějšímu vnímání přispěly i nové pobytové terasy upravené nad opěrnými stěnami vybudovanými okolo komplexu ke zpevnění svahů klesajících strmě k městu. Všechny nenosné konstrukce, rozvody energií a  svody odpadní vody byly navrženy a  rozvedeny podle současných požadavků a pravidel. V citlivě opravené části sídliště přibyly barvy, přirozené světlo a vzduch při zachování integrity působivé konstrukce. Po dokončení zde bude 874 bytů velikostí 1 + kk až 4 + kk, z nichž třetina bude zařazena do  úrovně dostupného bydlení, ale najdou se také prostory pro malé obchůdky, služby, volnočasové aktivity a sporty. Současná rekonstrukce tak využila z  původního návrhu to nejlepší tak, aby úspěšně naplnila potřeby v oblasti bydlení nové generace. Z ÁV Ě R

4c

vy pečlivě zhodnotit, snažit se porozumět jejich vývoji během let, nalézt a pochopit jejich vnitřního ducha a  charakter konstrukce. Poté nastoupilo hledání nejlepšího využití pro každý prostor, návrhy, přijímání a zamítání, hledání souladu mezi okamžitým a dlouhodobým přístupem ke  „kapacitě“ budovy. Přehodnocené využití prostoru často umocní původní betonové povrchy, které po rekonstrukci objektu vyjadřují dlouhodobou trvanlivost materiálu z  minulosti v kontrastu s novými dynamickými prvky budoucnosti... Museli jsme dlouho vysvětlovat, že současné rekonstruované budovy nemusí být o  nic horší než novostavby. Původní historický rámec naopak podtrhne komplexnost a kvality nového návrhu.“ [1] 3/2013

❚

Průzkum ukázal, že betonová nosná konstrukce je zcela v  pořádku. Konstrukce prvních dvou bloků byla očištěna ode všech výplní, přístaveb a rozvodů. Zůstaly pouze betonové stěny a stropy. Původní cihelné vyzdívky na fasádě byly nahrazeny barevnými anodizovanými panely, vyrobenými ze stejného materiálu, jako používá společnost Apple na  obaly svých iPodů. Povrch nosných betonových konstrukčních prvků zůstal v interiérech bytů nezakrytý – v současné době je již beton obyvateli běžně přijímán – a tvoří tak jasné vazby s  architektonickou historií a  minulostí celého komplexu (obr. 4a až c). Přestože integrita původní konstrukce zůstala zachována, některé nové architektonické intervence se přece jen

technologie • konstrukce • sanace • BETON

Regenerace Park Hill pracuje s původním konceptem, přiznává bytovým blokům jejich betonovou konstrukci, doplňuje ji však o  nové možnosti, funkce i  materiály tak, aby si jejich nová verze zachovala původní pevnost a trvanlivost, ale stala se příjemným místem k pohodlnému a spokojenému životu. I  nyní jsou však obyvatelé Sheffieldu ve  věci renovace Park Hillu rozděleni. Část věří, že sídliště je součástí kulturního dědictví Scheffieldu, zatímco jiní si myslí, že je to ohyzdnost, která je šrámem na  tváři krajiny. Ve  veřejném hlasování na Channel 4 se sídliště umístilo na dvanáctém místě „seznamu kandidátů na zbourání“. Program BBC nazvaný „Saving Britain´s Past“ (ochraňujme britskou minulost) se zaměřil na zdokumentování různých způsobů bydlení v  minulosti a  o  zápisu sheffield49

SANACE A REKONSTRUKCE 5

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

ského sídliště na  seznam chráněných památek se diskutovalo z  mnoha úhlů pohledu ve  zvláštním dílu zvaném „Streets in the sky“. Redakce časopisu děkuje redakci Concrete za souhlas s využitím textu článku Hawkins R.: Skilful refurbishment gives existing concrete structures a smart and vibrant new look a s publikováním fotografií. [Figure credits]: Fig. 1: Richard Hanson, Fig. 2: RIBA Library, Photographs Collection, Bill Toomey, Fig. 3, 6 a), b): Daniel Hopkinson, Fig. 4 a), b), c): Peter Bennett, Fig. 5: Keith Collie

Ing. Jana Margoldová, CSc. redakce Beton TKS

Investiční partneři

Urban Splash, Sheffield City Council, Homes and Communities Agency, Great Place Housing Group, English Heritage

Architektonický Hawkins\Brown, Studio Egret West návrh Statický návrh Martin Stockley Associates Krajinný architekt Grant Associates Literatura: [1] Hawkins R.: Skilful refurbishment gives existing concrete structures a smart and vibrant new look, Concrete, February 2013, pp 48–49 [2] Building review, Park Hill, Sheffiel, Concrete Quarterly, Winter 2011, Issue No. 238, pp. 10–11 [3] http://en.wikipedia.org/wiki/Park_ Hill,_Sheffield Obr. 5 Opravené otevřené koridory ❚ Fig. 5 „Street in the sky“ after refurbishment Obr. 6 a) Detail nároží fasád, b) severní a západní fasády s novými panoramatickými výtahy ❚ Fig. 6 a) Detail of the facade corner, b) north-westren facades with new panoramatic lifts

6a 6b

50

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

RECENZE C E N / T S 1 9 9 2 - 4 N AV R H O VÁ N Í K O T V E N Í D O   B E T O N U Dr.-Ing. Rainer Mallée, Dr.-Ing. Werner Fuchs, Prof. Dr.-Ing. Rolf Eligehausen Vydavatelství Ernst & Sohn podporuje od roku 1906, kdy bylo založeno, vývoj železobetonu a předpjatého betonu. Cílem bylo publikovat ročenky zobrazující vývoj v oblasti „železo-betonových“ konstrukcí dokud – jak se vyjádřil první editor Fritz von Emperger (1862 až 1942) – se nezastaví „bouřlivý vývoj“ těchto konstrukcí. Nicméně ročenky se rychle staly pro stavební inženýry a statiky oblíbenou publikací a kromě let 1945 až 1950 vychází pravidelně každým rokem. Pro anglicky mluvící čtenáře vydavatelství připravilo řadu „Beton-Kalender Series“ v anglickém jazyce, která obsahuje vybrané kapitoly z originální německé řady. V letošním roce vychází mezi jinými publikace věnovaná evropské normě CEN/TS 1992-4 Navrhování kotvení do betonu, která je připravena pro zavedení do praxe. Norma obsahuje návrh kotvení pomocí kotev s hlavou, kotevních kanálků a dodatečně osazovaných mechanických a chemických kotev. Norma uvádí základní principy návrhu – stanovení účinků působících na kotvení společně s požadavky na základní materiál konstrukce, beton bez trhlin či s trhlinami, pravidla pro posouzení podle mezních stavů, ověření odolnosti vůči požáru, únavě a působení zemětřesení se zohledněním trvanlivosti. Design of Fastenings for Use in Concrete – the CEN/TS 1992-4 Provisions; Dr.-Ing. Rainer Mallée, Dr.-Ing. Werner Fuchs, Prof. Dr.-Ing. Rolf Eligehausen; ISBN: 978-3-433-03044-8; Ernst & Sohn, duben 2013; 170 stran, cca 80 ilustrací, 4 tabulky; měkká vazba, cena: 49,90 Euro

O P R AVA B E T O N U / Praktický průvodce Editor: Michael G. Grantham Beton je ze své podstaty složitý materiál pro výrobu a ještě složitější pro opravu. S narůstajícím tlakem na údržbu staveb, ne pouze systém zbourat a nově postavit, roste potřeba oprav betonových staveb a dalších konstrukcí a očekává se, že v budoucnu jejich důležitost ještě poroste. Tato kniha je dílem kolektivu autorů a  slouží jako praktický průvodce pro inženýry při navrhování a  realizaci oprav betonových konstrukcí. Zdůrazňuje potřebu plného pochopení příčiny, rozsahu a lokalizace problému, pomocí vhodných zkoušek a měření na stavbě i v laboratoři, a ukazuje kroky k úspěšné nápravě. Jednotlivé kapitoly jsou zaměřené na různé techniky oprav, praktické rady, kde a kdy je použít, a upozornění na skrytá nebezpečí při jejich nesprávném použití. Kniha obsahuje sedmnáct kapitol věnovaným následujícím tématům: Porozumění poruchám, zkoušení a kontrola; Petrografická zkouška betonu a opravy betonu; Konstrukční aspekty oprav; Katodická ochrana konstrukcí; Katodická ochrana použitím kovových nástřiků; Aspekty životnosti katodické ochrany betonových konstrukcí; Měření a monitorování konstrukcí; Elektrochemická chloridová extrakce; Elektrochemická realkalizace; Zpomalovače koroze; Evropské normy pro opravy betonu; Opravy z perspektivy dodavatelů; Stříkaný beton pro opravu betonových konstrukcí; Trvanlivost oprav; Modelování životnosti konstrukcí zasažených chloridovou korozí; Případové studie použití výztužných vláken a nátěry betonu. Součástí je také aktualizovaný průvodce platnými normami a bohatý seznam použité literatury pro jednotlivé techniky u každé kapitoly. Concrete repair; A practical guide; Editor: Michael G. Grantham; ISBN 13: 978-0-415-44734-8; Taylor & Francis, 2011; 308 stran, 157 ilustrací, 28 tabulek; pevná vazba, cena: £73.99

K O N Z E R VA C E A   Ú D R Ž B A B E T O N O V Ý C H FA S Á D / Technické možnosti a omezení Saija Varjonen, Jussi Mattila, Jukka Lahdensivu & Matti Pentti Moderní architektura postavená v šedesátých a sedmdesátých letech tvoří základní část evropského kulturního dědictví. Z pohledu udržitelného rozvoje, současné dědictví a zejména předměstská krajina jsou ohroženy díky dlouhodobě používanému způsobu oprav. V mnoha případech opravy, které jsou součástí standardní údržby, významně změní původní charakter budov. Tento průvodce pojednává o konzervaci a údržbě příměstských oblastí se zvláštním důrazem na panelové domy. Jeho cílem je stát se nástrojem, který umožní pochopení technických aspektů souvisejících s konzervací betonu. Průvodce je součástí projektu MAC2006, Modern Architecture Conservation – research and Training project, který je evropským výzkumným projektem studia nezbytných předpokladů pro konzervaci moderní příměstské architektury. Výzkum byl prováděn na Tampere University of Technology, Institut of Structural Engineering v rámci grantového projektu. Publikace je rozčleněna na následující kapitoly: Všeobecné aspekty konzervace příměstských částí; Degradace betonu; Opatření zpomalující degradaci; Postupy pro přesné určení podmínek; Nezbytné předpoklady konzervace; Instrukce pro účinnou údržbu a Seznam použité literatury. Conservation and Maintenance of Concrete Facades, Technical Possibilities and Restriction; Saija Varjonen, Jussi Mattila, Jukka Lahdensivu & Matti Pentti; ISBN: 952-15-1642-9; Tampere University of Technology, 2006; 29 stran, 37 ilustrací; Cena: 20 Euro, publikaci lze shlédnout na stránkách TUT www.wiki.tut.fi

3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

51

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

TRVANLIVOST A MOŽNOSTI OPRAV STÁVAJÍCÍCH BETONOVÝCH FASÁD ❚ DURABILITY PROPERTIES AND REPAIR POSSIBILITIES OF EXISTING CONCRETE FACADES Jukka Lahdensivu Článek vychází z informací o posouzení současného stavu 947 budov, sledování povětrnostních podmínek od  roku 1961 a  předpokladů změn klimatu. Na  základě této studie trvanlivosti finských betonových fasád se ukazuje, že odolnost mrazu a  tloušťka krycí vrstvy výztuže jen zřídka vyhovuje požadavkům finských stavebních norem. Nehledě na  relativně nízké zjištěné hodnoty trvanlivosti betonu bylo skutečné poškození mrazem a  korozí výztuže při vizuální prohlídce nalezeno jen zřídka. Poškození se objevuje vět-

sku opravovány velmi intenzivně od první poloviny 90. let 20. století. Během téměř dvacetiletého období bylo opraveno zhruba 19  % z  betonových budov postavených v  60. až 80. letech [3]. Vzhledem k velkému množství existujících betonových konstrukcí je velmi důležité řešit jejich opravy ekonomicky i  technologicky trvanlivým způsobem. Tzn. že pro každý případ je třeba najít nejvhodnější metody oprav individuálně a stejně tak je důležité určit pro opravu optimální čas.

šinou na  fasádách, které jsou často vystaveny vydatnému dešti, a  to jsou ve  Finsku většinou horní části jižních a  západních fasád. ❚ This paper is based on the condition assessment data from 947 buildings, weather observations since 1961 and climate change projections. Based on this study, the durability properties of Finnish concrete facades related to frost resistance of concrete or cover depths of reinforcement very rarely fulfil the requirements of Finnish national building codes. Despite of relatively poor durability properties of concrete, visually seen far advanced and wide spread frost damage or corrosion damage is relative rare. The damage appears mostly on facades, which get more rain. In Finland those are upper parts of southern and western facades.

B U D O V Y Z   P R E FA B R I K O VA N É H O BETONU VE FINSKU

Ve  Finsku, ve  srovnání s  Evropu, je výstavba budov z  prefabrikovaných konstrukčních prvků relativně mladá. Od  60. let 20. století zde bylo postaveno přibližně 44 mil m2 fasád z  betonových panelů [1]. 60 % finského bytového fondu bylo postaveno v 60. letech a později. Celkem 1,2 mil bytů je ve Finsku v bytových domech [2]. V porovnání k počtu obyvatel (5,4 mil) tvoří tedy betonové budovy významnou část z  celkového počtu budov ve Finsku. Konstrukce finských betonových budov jsou poškozeny vlivem působení mnoha různých poškozujících mechanizmů a  procesů, jejichž průběh závisí na  mnoha konstrukčních, lokálních a  materiálových faktorech. Proto je životnost těchto konstrukcí velmi rozdílná. V  některých případech konstrukce vyžadují výrazné a často nečekané, technicky a  finančně náročné opravy dříve než za deset let od jejich dokončení. Betonové konstrukce jsou ve Fin52

Konstrukce betonového fasádního panelu Prefabrikované betonové fasády jsou nejběžnějším typem fasád na obytných budovách ve  Finsku od  druhé poloviny 60. let 20. století. Typický betonový fasádní prvek sestává z  vnější vrstvy, vrstvy tepelné izolace a vnitřní vrstvy. Vnější a vnitřní vrstvy jsou spolu propojeny jemnou příhradovinou. Vnější vrstva je obvykle 40 až 85 mm silná a vyrobená z betonu dle současného zatřídění C20/25. Tepelnou izolaci tvoří obvykle minerální vlna v tloušťce 70 až 140 mm. Tloušťka vnitřní vrstvy je běžně 150 až 160 mm (nosná část) nebo 70 mm (nenosná část). Posouzení stavu Pro posuzování stavu betonových fasád a  balkonů byla vytvořena metodika na základě systematického přístupu k posouzení stavu stávající konstrukce, budoucího rozvoje poškození a doporučených opravných postupů. Vlastní posouzení stavu je založeno na  vlastnostech cílové budovy, tj. typu konstrukce, materiálech, podmínkách obklopujícího prostředí, už viditelných poškozeních a  souboru zjištění z  průzkumu. Postup posouzení stavu musí být vždy plánován pro každý objekt samostatně [4]. Posuzování stavu a  chování konstrukčního prvku nebo celé skupiny prvků se provádí systematicky, používají se různé průzkumné a pátrací postupy dle projevů jednotlivých degradačních mechanizmů včetně prohlídek projektové dokumentace, místního šetření, různých měření a sledování změn stejně jako odebíraní vzorků ke zkouškám a  laboratorním analýzám. Cílem všech uvedených činností je přede-

vším najít příčiny, rozsah a  dopady už existujícího poškození stavby stejně jako předvídat budoucí možný rozvoj poškození z aktuálního stavu konstrukce, pokud toto ještě není na povrchu prvku patrné. Data jsou uchovávána i jako vzorky, protože vlastnosti a  stav konstrukce se v  jejích jednotlivých částech mění různě. Posouzení stavu staré konstrukce vždy zahrnuje významný podíl neurčitosti. K jejímu snížení se při vyšetřování stavu konstrukce používají různé paralelní postupy/metody určování hloubky a  rozsahu degradace a sběr dat ze všech možných zdrojů. M AT E R I Á L O V É D ATA B Á Z E Z PŘEDCHOZÍCH ŠETŘENÍ

Vědecké materiály zahrnují databázi poškození a  vlastností materiálů betonových fasádních panelů vyrobených ve  Finsku mezi roky 1961 až 1996 a záznamy o sledování počasí od roku 1961 vedené Finským meteorologickým institutem (FMI). Databáze Do databáze vlastností materiálů a stavu poškození betonových fasádních panelů byly zaneseny údaje z  947 domů. Data o  posouzení stavu vztahující se k  odolnosti proti mrazu a  mrazovému poškození betonu tvoří výsledky různých laboratorních zkoušek 3  868 vzorků a  vizuální posouzení fasád poškozených mrazem. Data vztahující se ke karbonataci betonu a poškození betonových prvků korozí výztuže vycházejí ze stejných vzorků a jsou k nim přidány výsledky 249 693 samostatných měření hloubky krycí vrstvy výztuže na stavbách a informace o viditelném poškození korozí výztuže. Sledování počasí a předpoklad klimatických změn Data o sledování počasí zahrnují přehledy o množství tekutých srážek, tj. deště a deště se sněhem. Oba uvedené typy srážek mohou vsakovat do  pórové struktury betonu. Roční cykly zmrznutí-tání jsou shromažďovány od  roku 1961. Mrazové cykly jsou načítány v  následujících teplotních kategoriích: <  0 °C, < -2 °C, < -5 °C a  <  -10 °C. Odpovídající mrazové cykly jsou načítány i v případě, kdy po dešti nebo deš-

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

1

3

2

Obr. 1 Hervanta, předměstí finského Tampere postavené převážně v 70. letech a počátkem 80. let 20. století ❚ Fig. 1 Hervanta suburban area in Tampere, Finland, built mostly in the 1970’s and early 80’s. Obr. 2 Typická výztuž vnější vrstvy fasádního panelu ❚ Fig. 2 Typical reinforcement of outer layer of a concrete facade panel Obr. 3 Místní poškození fasádního panelu korozí okrajového výztužného prutu způsobenou karbonatací betonu a malou tloušťkou krycí vrstvy výztuže ❚ Fig. 3 Local corrosion damage in edge bar caused by carbonati

ti se sněhem během tří následujících dnů přijdou teploty pod nulou. Záznamy o  sledování počasí obsahují také údaje o směru a rychlosti větru během deště od roku 1961. Projekce o změnách klimatu vycházejí z výsledků dvou výzkumných projektu FMI: ACCLIM [5] a REFI [6]. T R VA N L I V O S T N Í V L A S T N O S T I A   P O Š K O Z O VÁ N Í B E T O N U

Obecně jsou všechny prefabrikované betonové fasádní panely vyráběny stejným způsobem, ale existuje mnoho rozdílů v  jejich površích a  ve  vlastním procesu výroby. Ty mají základní vliv např. na umístění výztuže (tj. skutečnou tloušťku krycí vrstvy, pozn. red.) a  kvalitu betonu. Nejčastěji používané povrchy betonových panelů jsou podle databáze kartáčovaný natíraný beton, beton s obnaženým kamenivem a natřený prostý beton. Odolnost betonu mrazu a rozmrazování Podle posuzování stavu stávajících betonových fasád, materiálové vlastnosti vztahující se k odolnosti betonu mrazu velmi zřídka vyhovují požadavkům finských stavebních norem. V  mrazu3/2013

❚

vzdorném betonu by ochranný poměr pórů měl být 0,2 nebo vyšší, tzn. že nejméně 20  % ze všech pórů v  betonu by nemělo být vyplněno kapilární vodou. U přibližně 70 % existujících betonových fasád je ochranný poměr pórů menší než 0,15. Odolnost betonu mrazu se výrazně liší v závislosti na typu povrchu betonového panelu (obr. 1) a  roku výroby panelu. Jestliže je ochranný poměr pórů menší než 0,1, není beton ve finských povětrnostních podmínkách odolný mrazu a  rozmrazování. Nejhorší je situace s  odolností betonu mrazu na  panelech s  odhaleným kamenivem, na  panelech s  keramickým obkladem a na nenatřených betonech s otisky různých vzorů. Betonové fasády vyrobené před rokem 1980 mají obecně horší materiálové vlastnosti vztahující se k  odolnosti mrazu a rozmrazování než fasády postavené později. Průběh vlhkosti a  stav prostředí mají významné dopady na  vznik a  rozvoj poškození betonu mrazem. Např. vznik napětí v betonu fasády závisí na vhodném voděodolném nátěru a  převládajících směrech větru během dešťů [7]. Většina případů nedostatečné odolnosti mrazu nevede k  pokročilým nebo rozsáhlým poškozením mrazem. Po-

technologie • konstrukce • sanace • BETON

dle databáze bylo při vizuálních prohlídkách na  42,7  % finských betonových fasád nalezeno poškození mrazem. Ve 35,4 % se jednalo o lokální poškození a  v  7,3  % byla poškozena významná plocha fasády. Koroze výztuže Tloušťka krycí vrstvy výztuže se významně mění. Je ovlivněna výrobou betonových panelů, zejména kvalitou lidské práce. Tloušťka krycí vrstvy se pohybuje od 0 až přes 50 mm. Při zvažování vhodného postupu opravy betonové fasády je krycí vrstva s  tloušťkou menší než 10  mm ve  většině případů kritická. Zhruba 5 až 10 % všech fasád má malou tloušťku krycí vrstvy. Ve většině případů mají nejmenší tloušťku krycí vrstvy betonové fasády s keramickým obkladem, kde je výztuž často umístěna přímo za obkladovou deskou. Karbonatace betonu není na  fasádě vidět. Určení hloubky karbonatace betonu vyžaduje vždy odběr vzorku a laboratorní zkoušky. Nejběžnější hloubka karbonatace betonových fasád postavených před rokem 1970 je dnes okolo 10 až 20 mm, pokud byl použit beton běžné kvality. Betonové fasády s  keramickým ne53

❚

SANACE A REKONSTRUKCE

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

Clincer-clad finihing, mesh, n = 8 582 30

25

Share [%]

20

15

10

5

0 0-4

5-9

10-14

15-19

<0,1

>15 mm

90 %

80 %

80 %

70 %

70 %

60 %

60 %

45-49

≥50

zem i korozí výztuže, se objevují pouze na  fasádách otočených k  jihovýchodu až západu. Studium převládajících směrů větrů během dešťových srážek ukázalo, že během nich výrazně převyšují větry z jižních směrů. Podrobné analýzy posuzovaných betonových konstrukcí ukázaly, že nejmenší počet zmrazovacích a  rozmrazovacích cyklů, po  kterých lze detekovat počáteční stadium mrazového poškození betonu, je obecně 210, v  pobřežních oblastech vzniká poškození mrazem už po  207 cyklech (t ≤ -5 °C) a ve vnitrozemí po 270 až 277 cyklech. Je tedy vidět, že počet zmrazovacích a  rozmrazovacích cyklů pro ten samý rozsah poškození je v  pobřežní oblasti významně nižší než ve vnitrozemí. Protože výskyt poškození mrazem je mnohem častější v  pobřežních oblastech než ve  vnitrozemí, je množství dešťových srážek dopadajících na  fasádu pro poškození významnější než počet zmrazovacích a rozmrazovacích cyklů. Podle studií FMI zabývajících se změnami klimatu se životnost existujících betonových fasád bude zřejmě snižovat, protože množství dešťových srážek a  vlhkosti obsažené ve  vzduchu bude v  budoucnosti narůstat. Postup koro-

Floated uncoated concrete (n = 12)

White concrete (n = 58)

Brushed uncoated concrete (n = 24)

8

≥0,20

0,15-0,199

Brick panel-clad finishing (n = 243)

White concrete (n = 58)

Brick panel-clad finishing (n = 448)

0% Painted plain concrete (n = 368)

10 %

0% Plain concrete (n = 160)

20 %

10 %

Clincer-clad finishing (n = 209)

30 %

20 %

Brushed painted concrete (n = 1249)

40 %

30 %

54

40-44

50 %

40 %

Dopady převládajícího počasí a klimatických změn Nehledě na podobné materiálové vlastnosti betonu na různých fasádách bylo možno v některých případech rozlišit, že oba druhy poškození, poškození mra-

35-39

Plain concrete (n = 109)

50 %

Painted plain concrete (n = 238)

Share [%]

90 %

bo cihelným obkladem mohou karbonatovat jen skrze spáry mezi jednotlivými prvky obkladu. Ochranné nátěry používané na betonové fasády jsou odolné vůči difúzi oxidu uhlíku. Karbonatace betonu působí na  výztuž mnoha betonových fasád postavených v šedesátých a sedmdesátých letech minulého století. Takže koroze výztuže v nich dnes probíhá už dvacet až třicet let. Podle údajů z  databáze 59,2  % finských betonových fasád vykazuje viditelné poškození korozí výztuže při posuzování stavu konstrukce. 53,5 % z nich je lokálního charakteru a jen 5,7 % má širší rozsah. Ke  korozi výztuže dochází při postupu karbonatace betonu při malé tloušťce krycí vrstvy výztuže. Mnohem více případů poškození betonu korozí výztuže je viditelných v přímořských oblastech než ve vnitrozemí, což je dáno vyšším ročním úhrnem dešťových srážek v těchto oblastech [8].

30-34

0,1-0,149

Clincer-clad finishing (n = 188)

10-15 mm

100 %

4

25-29

Brushed painted concrete (n = 883)

5-10 mm

100 %

Expossed aggregate concrete (n = 853)

Share [%]

<5 mm

20-24

Cover depth of reinforcement [mm]

6

Expossed aggregate concrete (n = 573)

5

ze výztuže a poškození betonu mrazem úzce závisí na  množství vlhkosti obsažené v betonu. M O Ž N O S T I N Á P R AV Y S O U Č A S N É H O S TAV U

Ve  Finsku jsou metody renovace betonových fasád rozděleny do  tří základních kategorií (principy oprav): • ochranné metody oprav, • obklady, • demolice vnější vrstvy fasády a náhrada novou. Ochranné opravné metody jsou vhodné hlavně pro konstrukce, u kterých se poškození začalo rozvíjet teprve před nedávnem a  není ještě příliš velkého rozsahu. Nejužívanějším ochranným postupem je při opravách finských betonových fasád nátěr. Ochranné nátěry lze používat, pokud je konstrukce ještě v dobrém stavu, ale vyhodnocení podmínek a  stavu konstrukce ukazuje na  možnost budoucího poškození, např. nedostatečná odolnost mrazu. Beton, který neobsahuje vzduch, nebo je vyroben z kameniva s rizikem vzniku ASR, nebo postupující karbonatace povrchových vrstev betonu by mohla brzy zasáhnout oblast výztuže – to jsou příklady stavů, kdy může

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

Literatura: [1] Vainio T., Lehtinen E., Nuuttila H., 2005: Building and renovation of facades, VTT, Tampere, 26 p. + app. 13 p. (in Finnish) [2] Statistics Finland, 2011, www.tilastokeskus.fi, Reference date Dec. 27th 2011, (in Finnish) [3] Köliö A., 2011: Degradation induced repair need of concrete facades, Tampere TU, SE, Master´s Thesis, 74 p. + app 36 p. (in Finnish) [4] Condition Investigation Manual for Concrete Facade Panels, 2002, Helsinki, Concrete Association of Finland BY 42, 178 p. (In Finnish) [5] Jylhä K., Ruosteenoja K., Räisänen J., Venäläinen A., Tuomenvirta H., Ruokolainen L., Saku S., Seitola T., 2009: The changing climate in Finland: estimates for adaptation studies.

[6]

[7]

[8]

ACCLIM project report 2009. Finnish Meteorological Institute. Reports 2009:4, 102 p. (in Finnish) Jylhä K., Ruosteenoja K., Tietäväinen H., 2011: Weather data for building physical test years in present climate and projections for future changes. FMI Reports. 27 p. (in Finnish) Lahdensivu J., Tietäväinen H., Pirinen P., 2011: Durability properties and deterioration of concrete facades made of insufficient frost resistant concrete, Nordic Concrete Research Publication no. 44, pp. 175–188 Lahdensivu J., Tietäväinen H., Pirinen P., 2011: Corrosion of reinforcement in existing concrete facades, 12th Inter. conf. on durability of building materials and components, Porto, Portugal, pp. 1155–1162

Obr. 4 Podíl průměrné hloubky karbonatace betonu při různých tapech povrchů fasádních panelů (n = 3 345 vzorků) ❚ Fig. 4 Share of average carbonation depth in different surface types (n = 3345 samples) Obr. 5 Karbonatace zasáhla velkou část výztuže, přesto je poškození korozí výztuže viditelné pouze zřídka ❚ Fig. 5 Carbonation has achieved reinforcement widely. Despite of that wide spread visual corrosion damage is rather rare Obr. 6 Příklad rozdělení četnosti různých tlouštěk kryci vrstvy výztuže na panelech s cihelným obkladem (n = 8 582 měření) ❚ Fig. 6 Example of distribution of cover depths in clinker clad panels (n = 8 582 measurements) Obr. 7 Pokročilé poškození rohu fasádního panelu mrazem ❚ Fig. 7 Far advanced frost attack curls the edge of a facade panel Obr. 8 Rozdělení poměrů množství pórů v povrchových vrstvách fasádních panelů s různou povrchovou úpravou (n = 2 310 vzorků) ❚ Fig. 8 The distribution of protective pore ratio in different surface finishing of concrete panels (n = 2 310 samples)

7

být ochranný nátěr vhodným řešením pro odložení počátku rozvoje poškození betonu. Je však třeba zdůraznit, že ochranný nátěr nemůže být funkční tak, jak se očekávalo, pokud se už poškození betonu začalo rozvíjet. Životnost ochranného nátěru betonové fasády je obvykle 20 až 25 let. V mnoha případech jsou na fasádách diagnostikována lokální poškození, která lze místně vyspravit. Takové místní opravy jsou tradičními zásahy napravujícími lokální poškození všech druhů betonových konstrukcí. Může to být jednoduchý postup ve  spojení s  různými nátěrovými systémy nebo naopak může zahrnovat náročnou opravu. V  druhém případě by měla být vyšetřena i  místa, kde ještě není poškození patrné, a případně provedeny vhodné preventivní zásahy. Základní myšlenkou místní opravy v případě poškození betonu mrazem je odstranění poškozeného betonu a  nahrazení v  celém odstraněném objemu novým materiálem. Lze použít monolitický nebo stříkaný beton, případně speciální vysprávkové malty. Povrch opravované plochy by měl být upraven vhodným postupem v souladu s okolní stávající plochou fasády. V případě na3/2013

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

❚

tíraných betonových fasád by měla být nově natřena celá plocha fasády. Místní oprava je vhodný postup, pouze pokud je rozsah poškození velmi malý, např. malé ojedinělé začínající projevy rozpojování materiálu, a  opravné práce jsou snadné a jednoduché. Místní opravy jsou vhodné, pokud v zásadě chceme i po opravě zachovat stávající vzhled budovy. Životnost běžných oprav lokálního rozsahu je okolo 20 až 30 let. Je-li poškození stávajících betonových konstrukcí opravdu vážné a  rozsáhlé, ochranné opravné metody nejsou dlouhodobě účinné. V  tom případě bývají fasádní panely překryty tepelnou izolací, která je dále zakryta různými tenkovrstvými fasádními panely atd. V případě, kdy jsou fasádní panely poškozeny tak, že by připojení nových vnějších vrstev nebylo bezpečné, jsou vnější vrstvy původních fasádních panelů odstraněny a nahrazeny novou konstrukcí, např. vrstvou tepelné izolace překrytou omítkovým systémem. Z ÁV Ě RY

Materiálové vlastnosti betonu stávajících konstrukcí ve vztahu k odolnosti mrazu a tloušťka krycí vrstvy výztuže v betonu jen zřídka splní požadavky finských ná-

technologie • konstrukce • sanace • BETON

rodních stavebních norem. Avšak bez ohledu na  relativně špatné trvanlivostní vlastnosti betonu jsou viditelná pokročilá a rozsáhlá poškození betonu mrazem a poškození od koroze výztuže překvapivě vzácná. Obsah vlhkosti v  betonu a  expozice vůči světovým stranám mají významný dopad na  skutečné poškození betonu. Poškození se objevuje převážně na fasádách, které jsou častěji a více smáčeny deštěm. Ve Finsku jsou to horní části jižních a západních fasád. Změny klimatu budou mít zhoršující vliv na životnost stávajících betonových fasád, protože množství dešťových srážek bude v budoucnosti vzrůstat. V mnoha případech, zvláště ve vnitrozemí, místní opravy s ochrannými nátěry prodlouží životnost fasád o 20 až 30 let, budou-li tato opatření provedena dostatečně včas. Ve Finsku jsou opravné metody používané na fasády rozděleny do tří kategorií: ochranné metody, obklady a odstranění vnější betonové vrstvy a její nahrazení novou konstrukcí. Ochranné metody jsou vhodné pouze tam, kde se poškození teprve začalo rozvíjet a  ještě není příliš rozšířeno. Možné ochranné metody pro betonové fasády lze rozdělit na: nátěry přes staré nátěry, ochranné nátěry po odstranění zbytků starých nátěrů a místní opravy s ochranným závěrečným nátěrem. Jsou-li stávající konstrukce vážně a rozsáhle poškozeny, metody ochranných nátěrů nejsou dostatečně dlouhodobě účinné. V tom případě je třeba přistoupit k zásadnějším metodám oprav, které většinou pozmění vzhled fasády. Většina z  nich zahrnuje obklady nebo zcela nové vrstvy nahrazující poškozené vrstvy betonu. Obklady zastaví nebo zpomalí postup rozvoje poškození. Dr. Tech. Jukka Lahdensivu Tampere University of Technology Tekniikankatu 12 FI – 33101 Tampere e-mail: [email protected]

55

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

SANACE A REKONSTRUKCE NOSNÝCH STĚN MALOROZPONOVÝCH PANELOVÝCH SOUSTAV S OHLEDEM NA VYZTUŽENÍ PANELŮ ❚ REHABILITATION AND RECONSTRUCTION OF LOADBEARING WALLS OF SHORTSPAN PREFABRICATED SETS WITH REGARD TO PREFABS REINFORCEMENT vých jeřábů vyráběných ve slovenském  Breznu.

Jaromír Vrba Článek hodnotí provedené vyztužení stěnových panelů soustav G 57, T 06B, P 1.11 a srovnává

S O U S TAV Y G   5 7 , T   0 6 B , P   1 . 1 1

je s  požadavky současně platné normy ČSN

Typickými malorozponovými soustavami celostátního uplatnění byly G  57 v  raném stadiu rozvoje panelové výstavby (po roce 1957), T 06B – vůbec nejrozšířenější soustava z druhé poloviny šedesátých a sedmdesátých let minulého století (po roce 1966) a P 1.11 – poslední soustava celostátně platná, z  počátku   osmdesátých let minulého století (vyvinul Studijní a typizační ústav v  roce 1974). Všechny tyto typy byly příčně nosné. Zde je popisována olomoucká varianta těchto verzí se samonosným obvodovým pláštěm průčelních fasád a lehčenými (nebo vrstvenými) nosnými štítovými panely. Řadové sekce soustav měly jednotnou hloubku stěn 10,8  m. Z  obr. 1 až 3 je zřejmý postupný vyvoj názorů na dělení panelů ve stěnách. Příčné stěny byly průběžné, podélné ztužující stěny byly zkrácené a  vloženy mezi stěny příčné. Obrázky dokumentují po-

EN 1992–1–1 a  české normy ČSN  73  1201 Navrhování betonových konstrukcí pozemních staveb. Upozorňuje i  na  některé rozdílné požadavky vyztužení podle těchto dvou norem, podle nichž mají být rekonstrukce stěn navrhovány.

❚ This article assesses

realized reinforcement of wall prefabricated elements sets G 57, T  06B, P  1.11 and these are compared to requirements of a  current ČSN EN 1992–1–1 code and the Czech code ČSN 73 1201 Design of concrete construction of Civic Buildings. Focus is also set to different requirements for reinforcements according to these two codes.

Malorozponovými soustavami jsou zpravidla nazývány příčně nosné systémy s  osovým rozponem nosných stěn 2,4; 3; 3,6; 4,2 a  4,8  m, které byly nazývány také „pětitunové technologie“. Hmotnost montovaných dílců byla závislá na  únosnostech typo-

stupnou snahu o zmenšení počtu svislých spár, jako slabšího prvku stěnového systému, na hloubku stěny 10,8 m. CHARAKTERISTICKÉ SVISLÉ STYKY STĚNOVÝCH DÍLCŮ

Styky mezi stěnovými panely soustavy G  57 neměly v  profilování čel ještě drážkování ve  tvaru hmoždinkového systému. V  čelech byly pouze kónické hladké drážky s  okrajovými přírubami. Jejich únosnost ve smyku byla velmi malá, činila méně než 20 kN i se započitatelnou výztuží na výšku jednoho podlaží (ve smyslu dimenzování dle ČSN  73  1201 nebo ČSN 73  1211). Styky T 06B v rovině příčně nosné stěny umožňovaly hmoždinkový přenos smykových sil (dle autora tohoto příspěvku z  konkrétního výpočtu činila únosnost styku s hmoždinkami 122 kN v  tehdejších výpočtových hodnotách), kolmo na  tuto rovinu ale mohly vzniknout v  napojení na  hladkou stěnu trhlinky – tento styk byl považován za staticky smykově neúčinný. U  soustavy P  1.11 již bylo působení

1

56

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 1 Stěny G 57 jsou děleny na čtyři panely šíře 2 700 mm, plné nebo s dveřními otvory ❚ Fig. 1 Walls G 57 are divided in four prefabricated panels of 2700 mm width, full or with door openings Obr. 2 Stěny T 06B jsou ze tří panelů šíře 3,6 m (ale byly užívány i panely šíře 2,4 m) ❚ Fig. 2 Walls T 06B are formed of three prefab elements of 3,6 m width (prefab elements of 2,4 m width were used as well) Obr. 3 Stěna P 1.11 byla dělena v polovině rozpětí 5,4 m podélnou stěnou, panely s jedním nebo dvěma otvory byly délky až 5,4 m, panely plné byly na délku 5,4 m děleny z hmotnostních důvodů na dva kusy ❚ Fig 3 Wall P 1.11 was divided in the middle of the overall span 5,4 m by a longitudinal wall, prefab elements with one or two openings were of length up to 5,4 m, the full elements of 5,4 m length were because of their weight divided into two parts

2

Obr. 4 Styk stěn v rovině a styk podélných a příčných stěn (P 1.11) ❚ Fig. 4 Joint of walls in plane and joint of longitudinal and transversal walls (P 1.11) Obr. 5 Styk zkrácené podélné stěny soustav s průběžnými příčnými stěnami (T 06B) ❚ Fig. 5 Joint-point of shortened longitudinal sets with running transversal walls (T 06B)

3

hmoždinek plnohodnotné v obou hlavních půdorysných směrech (při správném zalití spár). Horáček ([4], str. 101) uvádí výpočtovou únosnost rovinného styku P 1.11 hodnotou 140,7 kN . VYZTUŽENÍ STĚN

Vyztužování panelů procházelo určitým vývojem a souviselo s vývojem názorů na statický model stěnových systémů, ale také s technologickými možnostmi jednotlivých montážních podniků a paneláren. Z hlediska výpočetního modelu bylo důležité sledovat možnosti vyu-

žití smykových únosností svislých spár mezi panely. V  raných obdobích vývoje panelových konstrukcí se uvažovalo (G  57, po  roce 1957), že spáry jsou funkční zejména při působení účinků větru, připouštěla se hodnota smykových napětí do 0,2 MPa. Při působení svislých zatížení se naopak předpokládalo, že panely působí samostatně bez smykového spolupůsobení sousedních dílců. Tyto nelogičnosti vedly k tomu, že panely byly vyztuženy v  blízkosti svislých spár rozdílně, což bylo v  rozpo-

4

3/2013

5

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

57

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 6 Vyztužení podélného stěnového panelu, soustava T 06B-OL, vzdálenosti výztuže nejsou v souladu se současnými požadavky na vzdálenosti výztuží, je tedy nutné k tomu přistupovat jako k prostému betonu ❚ Fig. 6 Reinforcement of a longitudinal wall prefab element, set T 06B-OL, the distance of reinforcement are not in compliance with current requirements for the distance of reinforcement beams, therefore it is necessary to approach the elements as plain concrete Obr. 7 Vyztužení panelu, soustava G 57, vzdálenosti výztuží jsou opět větší než požadovaných 400 mm, a) panel s otvorem, b) plný panel ❚ Fig. 7 Reinforcement of full element and an element with opening, set G 57, distance of reinforcements are again bigger than required 400 mm, a) element with opening, b) full element Obr. 8 Vyztužení stěnového panelu s otvorem, soustava P 1.11 ❚ Fig. 8 Reinforcement of a wall element with opening, set P 1.11 Obr. 9 Vyztužení panelu s malým a velkým otvorem, soustava P 1.11 ❚ Fig. 9 Reinforcement of element with a small and big opening, set P 1.11

6

7a

ru se skutečným chováním. Byla v tom ale rezerva pro limitní situace, pokud by došlo k  okolnostem, že spáry by zůstaly smykově zcela nefunkční, např. po vzniku trhlin nebo nedůsledným zalitím spár. Je nutno také připomenout, že v  počátečním období navrhování panelových domů bylo provádění složitějších výpočtů obtížné, nebyla téměř k  dispozici výkonná výpočetní technika. V  pozdějším vývoji již byla únosnost spár ve  smyku počítána se započtením všech komponent únosnosti (po roce 1971), bylo to prováděno metodikami ČSN 73 1201 a od roku 1987 ČSN 73  1211. Využití výpočetní techniky umožnilo výpočty stěn s  průběž58

7b

nými otvory, smykové spojení panelů nebo spojení nadedveřními překlady (nadpražími) bylo modelováno spojitým prostředím nebo diskrétními spoji. Teprve rozvoj numerických metod výpočtů na bázi metody konečných prvků pro plošné konstrukce v  míře přístupné širší odborné veřejnosti (přibližně po  roce 1985) umožnil i  výpočty stěn s  rozdílnými polohami otvorů v  různých podlažích. Stěny se zpravidla počítaly pružnou analýzou, oslabené části stěn, svislé spáry nebo vodorovné spáry v  rovinách stropních desek se v  globálním výpočtu speciálně nezadávaly, zpravidla se snížené materiálové charakteristiky uvážily až v procesu dimenzování prvků.

Z  hlediska technologických problémů bylo zase podstatné např. skládkování panelů. Protože stěnové panely byly tvarově stejné po celých výškách domů, jejich napjatost byla po  zabudování rozdílná. Proto vznikaly řady pro čtyřpodlažní, osmipodlažní nebo dvanáctipodlažní zástavbu. Panely bylo nutno skladovat, ale panelárny často neměly k  dispozici dostatečně veliké skládkové plochy. Bylo tak obtížné zabránit okolnostem, kdy mohlo dojít k  záměně tvarově stejného, ale jinak vyztuženého panelu. Proto některé podniky unifikovaly vyztužení alespoň pro škálu výstavby čtyř a  osmi podlaží, nejčastější výškovou úroveň sídlištních celků. V  průběhu výstavby

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

8

9

se prováděly v  určitých obdobích tzv. racionalizace systémů, cílené zejména ke snižování množství výztuže. Rozdílnost stupně vyztužení jednotlivých panelů nebo jejich částí nabízí úvahu o  tom, jaký problém může dodatečné rozšíření otvoru vyvolat. U panelu z  prostého betonu, který nemá v  okolí téměř žádnou výztuž, nemusí jít o složitý problém, u panelu se silně vyztuženými pilířky a nadpražím může neuvážený zásah vyvolat úplné vyřazení výztuže z funkce. Při zřizování nových otvorů je třeba respektovat požadavky na  vyztužování dle Eurokódu  2 [13], čl. 9.6, kde se požaduje, aby výztuž ve  svislém i  vodorovném směru byla umístěna v oso3/2013

❚

vých vzdálenostech max. 400  mm, případně trojnásobku tloušťky stěny ve  svislém směru. V  čl. 9.7. se u  vysokých nosníků (stěnových nosníků), to jsou zpravidla překlady (nadpraží) nad dveřními otvory, vyžaduje ortogonální výztuž v  osových vzdálenostech do 300 mm nebo dvojnásobku tloušťky vysokého nosníku. Připojení stěn ke stropním konstrukcím se uvádí v čl. 10.9.2. Ve  stěnových prvcích umístěných ve  stropní konstrukci se má přihlédnout k  možným výstřednostem a koncentraci svislých zatížení a tomu má být přizpůsobena výztuž. ČSN 73  1201 Navrhování betonových konstrukcí pozemních staveb [15] (česká norma, účinná od  září 2010)

technologie • konstrukce • sanace • BETON

uvádí v  oddílu 9 Navrhování betonových konstrukcí panelových budov, čl. 9.3.3, že horní a  dolní koncové části stěnových dílců se doporučuje vyztužit příčnou výztuží, minimálně o  průměru 6 mm ve vzdálenostech 25 průměrů profilů podélných prutů, případně nejvýše tloušťce dílce. Podélné lemovací pruty mají být umístěny po  obvodu panelů v  míře plochy min. 100 mm2 (čl. 9.4. této normy). Svislé pruty mají mít profil min. tloušťky 10  mm. Lemovací výztuž je požadována také kolem otvorů, tato záležitost v  [13] zmiňována není. Části mezi dveřním otvorem a okrajem dílce užší než 500 mm mají být vyztuženy min. čtyřmi pruty profilu 8  mm. 59

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 10 Nekvalifikované zřízení velkého otvoru v nosné stěně, velká koncentrace napětí do svislého pilíře ❚ Fig. 10 Realized non-qualified opening in a wall, high tension concentration into the vertical column

10

Kotevní délka prutů se měří od  rohů otvorů. Analýzou výpočtu stěny s  dodatečně zřízeným otvorem často zjistíme, že vodorovná tahová napětí zasahují podstatně dál a kotevní délka měřená od rohu otvoru by nemusela být dostatečná. Zde je třeba upozornit, že v oblasti stropu je také lemovací výztuž stěnových dílců, zálivková výztuž ve spárách mezi stropními panely (i  u  olomoucké verze G 57 [8]) a tyto výztuže jsou schopny malé tahy převzít. Jednoduché příklady výpočtu výseků stěn jsou v [7], lépe je ovšem analyzovat vždy celou stěnu. Možnost započtení ztužující zálivkové výztuže mezi spárami panelů dává čl. 9.10.2.1 [13]. I z praktických důvodů nebývá obvykle možné protahovat kotevní výztuž až do  sousedních bytů po  zřízení nového otvoru. Dále je třeba podotknout, že i otázka lemování otvorů může být podrobena diskusi. Jeví se logickým, že u  okrajů stěn, kde mohou vznikat i tahy při působení větru (byť výchozí úvaha vždy je, že svislé tlakové napětí má být v absolutní hodnotě větší, než tahové napětí od  účinků větru), je takový požadavek oprávněný. Ve vnitřní třetině délky stěny ale zřejmě tahy nevzniknou, zde by lemovací svislá výztuž být nemusela. V uplynulých dvaceti letech bylo realizováno mnoho dodatečných otvorů do stěn panelových domů. Zpravidla se jednalo o nové dveřní otvory nebo jejich rozšíření. Ale vznikaly i bizarní požadavky a uživatelé bytů často žili v povědomí, že stěna mezi místnostmi je příčka, nikoliv nosný element. 60

Ukázkou takového zásahu je obr. 10, který dává představu, jak to asi dopadne, když majitel vůbec neví, že bourá v nosné stěně tloušťky 150 mm a k takovému zásahu je zapotřebí projektová dokumentace a  stavební povolení. Tento zásah, zřízení otvoru průměru 2  m se současným oslabením dalším dveřním otvorem, výrazně snížil mechanickou odolnost a stabilitu stěny v přízemí panelového domu. Realizace byla provedena nekvalifikovanými osobami, naštěstí se podařilo rychle situaci vyřešit a provést posílení konstrukcí. Z ÁV Ě R

Autor tohoto článku, ve  spolupráci s  Ing.  Václavem Honzíkem, Prof. RNDr. Ing.  Petrem Štěpánkem, CSc., a Prof. Ing. Jiřím Witzanym, DrSc., realizoval v  průběhu roku 2012 a  počátkem roku 2013 seriál školení o  dodatečném zřizování otvorů v  panelových domech pro autorizované inženýry a techniky ČKAIT, ale i ostatní odbornou veřejnost. Úpravy konstrukcí je třeba realizovat postupy uvedenými v ČSN ISO 13822 Zásady navrhování konstrukcí – Hodnocení existujících konstrukcí (2005). Tato norma v  čl. 8.2 konstatuje, že konstrukce navržené a provedené podle dříve platných norem, na  základě dobrých stavebních zkušeností, se mohou považovat za provozuschopné pro budoucí použití, pokud nenastanou (mimo jiné) změny v konstrukci nebo způsobu jejího využívání. Neuvážené zásahy do  nosných stěn jsou ovšem většinou zásadními konstrukčními změnami, a  proto je třeba postupovat metodikou Eurokódu 2

Literatura: [1] Růžička M.: Krabicové konstrukce, SNTL Praha, 1963 [2] Rojík V. a kol.: Panelové objekty, SNTL Praha, 1974 [3] Horáček E.: Panelové budovy, SNTL Praha, 1977 [4] Horáček E., Lišak V., Pume D. a kol.: Únosnost a tuhost styků panelových konstrukcí, SNTL Praha, 1983 [5] Witzany J.: Vady, poruchy a rekonstrukce panelových domů, stavební ročenka ČSSI + ČKAIT, 1998 [6] Šifalda M., Štěpánek P.: Přehled výpočtových modelů a postupů navrhování panelových objektů, jejich vady a poruchy, ČBS ČSSI – sborník ze semináře, Praha, 2001 [7] Vrba J., Honzík V.: Co hrozí panelovým domům při neodborném zásahu www.profesis.cz (odkaz různé) [8] Vrba J., Kořenek M.: Spínání stropních konstrukcí panelových domů G 57-OL kabely monostrand, ČBS ČSSI – sborník ze semináře, Praha, 2001 [9] ČSN 73 1201 Navrhování betonových konstrukcí, 1986 [10] ČSN 73 1211 Navrhování betonových konstrukcí panelových budov, 1987 [11] ČSN EN 1990 (Eurokód) Zásady navrhování konstrukcí, 2004 [12] ČSN EN 1991–1–1(Eurokód 1) (73 0035), Zatížení konstrukcí, 3/2004 [13] ČSN EN 1992–1–1 (Eurokód 2) (73 1201), Navrhování betonových konstrukcí, 11/2006 [14] ČSN ISO 13822 Zásady navrhování konstrukcí – Hodnocení existujících konstrukcí (73 0038), 8/2005 [15] ČSN 73 1201 Navrhování betonových konstrukcí pozemních staveb, 9/2010

[13]. Jak bylo ukázáno, vyztužení stěn není v souladu s požadavky tohoto eurokódu, je zapotřebí na ně nazírat jako na konstrukce z prostého betonu. Je přáním autora příspěvku, aby při vypracování nové normy pro hodnocení konstrukcí, uvažované na úrovni evropských norem, byla této problematice věnována samostatná pasáž. V ČR bydlí v  panelových domech až 3 miliony lidí, v minulosti bylo věnováno výzkumu i  teoretickému rozvíjení panelových systémů mnoho péče a zkušenosti s užitím nosných konstrukcí jsou velmi pozitivní. Jsem názoru, že do národního aplikačního dokumentu lze řadu příznivých zkušeností promítnout. Ing. Jaromír Vrba, CSc. Statická kancelář Kašparova 10, 779 00 Olomouc e-mail: [email protected]

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

ZHODNOCENÍ OPRAV PLEČNIKOVY LÁVKY NA PRAŽSKÉM HRADĚ ❚ ASSESMENT OF RECONSTRUCTION OF PLECNIK´S FOOTBRIDGE AT PRAGUE CASTLE Vítězslav Vacek, Milan Hrabánek, Jiří Kolísko Příspěvek se zabývá zhodnocením oprav malého, ale z  historického hlediska významného objektu – Plečnikovy lávky na  Pražském hradě. Lávka byla již deset let po  nevhodně provedené celkové opravě v  devadesátých letech silně narušena a  v  roce 2006 musela být opravena znovu. Příčinou poškození byla především degradace a selhání nové hydroizolace lávky a  zamrzání vody v  odvodňovacím systému mostovky. Příspěvek stručně připomíná předchozí opravy a  popisuje stávající stav lávky sedm let po  poslední rekonstrukci.

❚

This article assesses reconstruction

of a  small, but historically significant object – Plecnik´s footbridge at Prague Castle. The footbridge was in bad condition and had to be repeatedly repaired in 2006, when it was already a  decade after inappropriate reconstruction in the 1990s. The cause of the damage was in particular degradation and failure of new waterproofing and water freezing in the drainage system of the bridge deck. The aim of the paper is to briefly mention the previous repairs and describe the current state of the footbridge seven years after the last reconstruction.

1

STRUČNÁ GENEZE

V  souvislosti s  úpravami Pražského hradu za  první republiky bylo nově řešeno také IV.  nádvoří se zahradou Na  baště. První úvahy o  podobě a funkci uvedených parterů se objevily v počátcích Plečnikovy koncepční práce na  Pražském hradě. Historie projekčního řešení i výstavby lávky na počátku 30. let minulého století je podrobněji popsána v článku „Oprava Plečnikovy lávky na Pražském hradě“ [1], který je zaměřen na  její rozsáhlou opravu provedenou v roce 2006. Plečnikova lávka je tedy nyní stará cca osmdesát let, ale svým historizujícím tvaroslovím působí podstatně starším dojmem a velmi dobře propojuje výrazně stavebně starší části Hradu ve  svém okolí. Technické řešení systému odvodnění a mnohé detaily byly navrženy a provedeny tak, že lávka za provozu vyžadovala poměrně intenzivní údržbu, což bylo do  značné míry zanedbáváno a  objekt tudíž postupně chátral. Absence nebo nedostatečná funkční dimenze, např. běžných okapniček, je pro Plečnikem navržené úpravy na Hradě bohužel typic-

ká, stejně jako nedůsledné řešení odvodňovacích systémů, např. z hlediska jejich funkce v zimním období. Typický vzhled Plečnikovy lávky dokumentují fotografie na obr. 1 a 2. Jedná se o  snímky z  podzimu 2005. Je na  nich patrná devastace prosakující vodou, která po  neúspěšné opravě z  devadesátých let dál masivně pronikala do  nosné konstrukce nefunkční hydroizolací mostovky a při zimních oblevách i z potrubí zamrzlého odvodňovacího systému. Na obr. 3 ze zimy 2005 je na narůstajícím rampouchu dobře vidět, jak nekompromisně si voda razí shora cestu pod odtrženou boční omítkou a vytváří četné mapy výluhových solí na jejím povrchu. Jedná se o stav cca devět let po neúspěšné celkové opravě. Z  uvedených snímků je patrné, jak důležité je mostní konstrukci důsledně chránit před nežádoucím pronikáním srážkové vody a návaznými devastujícími účinky s  její přítomností spojenými. I zde se voda ukazuje pro stavební objekt jako významně nepřátelský živel s dramatickým vlivem na jeho životnost.

2 Obr. 1 Celkový pohled na mostovku bridge desk, autumn 2005

❚

Fig. 1

General view of the

Obr. 2 Boční pohled na oblouky směrem k Jelenímu příkopu, zřetelné stopy průsaků vody a porušené omítky, dobře patrné kamenné chrliče ❚ Fig. 2 Side view of the arches towards the Deer moat („Jelení příkop“), seepage of water and broken plaster, well visible stone gargoyles Obr. 3

Stav v zimě 2005

❚

Fig. 3

Winter of 2005

3

3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

61

❚

SANACE A REKONSTRUKCE

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

Obr. 4 a) Odtávání zašlapaného sněhu na mřížce jedné z vpustí hlavního traktu lávky, b) jedna z vpustí uklízeného příčného traktu ❚ Fig. 4 a) Thaw of trample down snow on the grid of one of the inlets of the main wing of the footbridge, b) one of the inlets lateral tract being cleaned Obr. 5 Stav při oblevě 25. února 2013, a) viditelné mapy na obětované omítce pod spárami kamenných prvků zábradlí a chrliči, odstřik u paty zdi je v této fázi tlumen vrstvou tajícího sněhu, b) zřetelné stopy promáčení konce lávky pod navazujícím schodištěm ❚ Fig. 5 Situation at thaw on February 25th, 2013, a) visible maps on plaster under joints of stone elements of the balustrade and gargoyles, splash at the foot of the wall is dampened by the layer of melting snow, b) visible wet maps at the end of the footbridge staircase

4a

4b

Obr. 6 Námraza na omítce stěny pod jedním z chrličů ❚ Fig. 6 Icing on the wall plaster under one of the gargoyles Obr. 7 Stopy průsaků pod navazujícím schodištěm ❚ Fig. 7 Traces of water soaking under the staircase Obr. 8 Příval 200 mm nového sněhu 23. února 2013 na lávce ❚ Fig. 8 Flurry of 20 cm of new snow on the footbridge on February 23rd, 2013 5a

PROHLÍDKY 2012 AŽ 2013

Provedené opravy lávky z  roku 2006, tzn. hydroizolace mostovky a  systém jejího odvodnění, neměly žádnou vadu, kterou by investor reklamoval v záruční lhůtě ani po ní. Systém vyhřívání odpadů k  chrličům fungoval bez poruch po celou dobu a neobjevily se ani žádné jiné vady, např. v  replice valounové dlažby, těsnicích zálivkách Bakor, trhliny ani jiné poruchy. V  prosinci 2012 a  na  počátku roku 2013 bylo provedeno několik kontrolních návštěv objektu, které ukázaly, že i přes silný mráz a množství sněhu zůstaly odvodňovače a potrubí až k chrličům průchodné bez namrzání, takže odvodňovací systém lávky byl při oblevě okamžitě plně funkční. I při mrazivém počasí a mechanickém ucpávání vtokových mřížek zašlapaným sněhem, zejména na neudržované hlavní části lávky, dokázal systém topných kabelů udržet v  napojeném odpadním potrubí vyšší teplotu vzduchu, takže některé ze štěrbin kovové mříže byly vždy volné a  námraza je nedokázala uzavřít a zabránit volnému odtoku vody z tajícího sněhu a ledu (obr. 4a, b). Teplota vody z roztátého materiálu je velmi blízká 0  °C, takže na  chladném podkladu snadno namrzá. V  mrazivých dnech visely rampouchy z  konce kamenné části chrličů a  v  období 62

5b

střídavých oblev namrzala kapající voda až na omítce pod chrličem (obr. 6). Z ÁV Ě R

Opravy z  devadesátých let zjevně nevedly k  cíli, neboť nepřinesly důsledné ani trvanlivé odstranění příčin závad a  poruch objektu. Byly to jak nevhodná volba materiálů, jejich skladby, ale také zejména nedořešení detailů nebo provozně spolehlivého odvodnění. Tím byly vytvořeny podmínky pro další postupnou degradaci, která lávku cca po deseti letech přivedla opět do technicky zcela nevyhovujícího stavu. První fáze následné opravy dokončené v závěru roku 2006 nevykazuje doposud žádné vady ani poruchy, které by vedly k  poškození opraveného objektu. Ve stavební sezóně 2007 byla provedena druhá fáze, tzn. náhrada otlučených sanačních omítek z devadesátých let obětovanou vrstvou vápenné malty, určenou k absorpci hlavní dávky škodlivých solí. Tato dosud ponechaná vrstva přiměřeně okolnostem chátrá. Trpí především zatékáním z  prostoru navazujícího schodiště (např. obr.  5b. 7, 11), ale i  stékající a odkapávající vodou (např. obr. 5a, 6, 10). Uvedené příčiny lze za současného stavu dobře identifikovat a měly by být odstraněny před provedením definitivní sanační omítky.

Oprava hydroizolace schodiště bude jistě znamenat proveditelný, ale velký a  náročný stavební zásah. Úkapy a stékající vodu bez radikálního zásahu do historicky chráněného vzhledu lávky odstranit nelze (od  počátku chybné detaily), takže nezbývá jiná možnost než použít sofistikovaný odolný materiál resp. sekundární ochranu definitivní omítky. Kromě výše uvedeného je ovšem třeba připomenout i nevhodné detaily návaznosti příčného řezu souběžné rampy, odkapových desek pod chrliči nebo ukončení obvodu ležaté hydroizolace Severního dvorku (obr. 9), bez jejichž předchozí nápravy nebude mít definitivní omítka rovněž naději na přiměřenou životnost. Pokud jde o první etapu, byla funkčnost systému odvodnění, jeho ohřevu i  hydroizolace v  uplynulých letech prověřena řadou ročních cyklů především zimního počasí. Nové řešení, realizované v rámci opravy roku 2006, se v dosavadním provozu osvědčilo a plní i veškeré nároky památkové péče. Nezbývá než si přát, aby i  další rekonstrukční zásahy  v  dosud neřešených částech byly podobně úspěšné jako v roce 2006 a architektem Plečnikem stylově zdařile navržená, leč současně i takřka geneticky postižená lávka snad posléze s pomocí současných

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 9 Sníh za odchlípnutým okrajem příložky z asfaltového pásu u paty zdi Španělského sálu ❚ Fig. 9 Snow behind a detached edge of the asphalt sheet at the foot of the wall of the Spanish hall Obr. 10 Detail promáčení bočních omítek pod spárami kamenných prvků při oblevě 25. února 2013 ❚ Fig. 10 Detail of wet lateral plaster under joints of stone elements at thaw, February 25th, 2013 Obr. 11 Bližší pohled na rozpadající se obětovanou omítku v místě zatékání pod schody ❚ Fig. 11 Closer look at the crumbling “sacrified” plaster at point of leaking under the stairs

6

7

Obr. 12 Průhled mříží do otevřeného někdejšího Háchova krytu bez viditelných stop zatékání ❚ Fig. 12 View through the grille into the ex-President’s Hácha open former air raid shelter with no visible traces of leaking Obr. 13 V téže době stav nefunkčního odvodnění sousedního Prašného mostu s velkou louží přes většinu jeho délky ❚ Fig. 13 Status of a non-functional drainage of the adjacent Dusty bridge with a big puddle over most of its length

8

10

9

11

technologií dojde do stavu, kdy nebude nadměrně chátrat za běžného provozu a dnes obvyklé míry údržby. Příklad neúspěchu opravy z  devadesátých let by měl být v  tomto srovnání pozitivně zhodnocen alespoň v  tom, abychom podobné, po  všech stránkách drahé, technické chyby napříště neopakovali. Oprava v  roce 2006 nevyřešila a  ani neměla ambice vyřešit veškeré problémy objektu – ani to vzhledem k  okolnostem nebylo možné. Nicméně opravené části jsou provedeny technicky účelně, dosud bezvadně a  spolehlivě plní svou funkci a  lze tudíž opodstatněně předpokládat, že tomu tak bude i nadále. Ing. Vítězslav Vacek, CSc. e-mail: [email protected]

Ing. Milan Hrabánek, Ph.D. e-mail: [email protected]

12

13

Doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D. e-mail: [email protected]

Literatura: [1] Vacek V., Měchura P.: Oprava Plečnikovy lávky na Pražském hradě, Beton TKS 3/2007, str. 40 [2] Studie opravy hydroizolací a omítek Plečnikovy lávky na Pražském hradě, duben 2006, Zpráva KÚ ČVUT v Praze [3] Archivní podklady autorů

všichni: Kloknerův ústav ČVUT v Praze Šolínova 7, 166 08 Praha 6 www.klok.cvut.cz

3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

63

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

KONVERZE PRŮMYSLOVÉ ARCHITEKTURY A ŽELEZOBETON ❚ CONVERSION OF INDUSTRIAL ARCHITECTURE AND REINFORCED CONCRETE Petr Vorlík, Anna Kašíková Konstrukční i prostorová podstata předurčuje železobetonové průmyslové budovy i po zániku původní funkce k novému využití – zhodnocení původní stavební substance usnadňují sevřené urbánní vztahy, vysoce únosný skelet, volný půdorys, vzdušná a nevšední atmosféra i nenapodobitelné stopy minulosti.

❚ Concrete

industrial buildings are predestined, owing to their structural and spatial gist, for a new use even after termination of their original function – increasing the value of the original material is facilitated by tight urban relationships, high load capacity of the reinforced concrete frame, open floor plan with airy atmosphere, and vestiges of the past.

Rozvinuté země čelí v  posledních přibližně čtyřiceti letech nebývalé morální výzvě – hledají nové využití pro rozsáhlé stavební dědictví průmyslové revoluce, a to nejenom pro výrobní areály a  budovy, ale i  pro veškeré související aktivity (dělnické kolonie a  čtvrti, kulturní a  zábavní zařízení, občanská vybavenost, inženýrské stavby, technická infrastruktura apod.). První desetiletí proměn přesvědčivě ukázala, že plošné demolice a „vyčištěné“ stavební parcely nejsou řešením. Kulturní prostředí, které člověk vybudoval v  předchozích dvou staletích v opojení ze závratných technických možností, je natolik provázáno spletitou sítí vazeb, že nelze neuváženě vytrhnout jeden fragment bez vědomí negativních dopadů na  celou strukturu. Koncept neustálé obměny a růstu navíc začíná pokulhávat tváří v tvář dramaticky se prohlubující ekonomické a  ekologické krizi posledních let. Konverze historických (nejenom) průmyslových objektů proto postupně získávají své oprávněné místo na  výsluní. Odborná i  laická veřejnost se zprvu přirozeně soustředila zejména na  starší stavební fond, zejména devatenáctého století, často výrazně dekorativní, vizuálně romantický a  navíc poeticky osazený do  krajiny nebo městské zástavby. V  současnosti se však stále větší pozornost upíná na technologicky, prostorově a výtvarně vyspělou architekturu první poloviny dvacátého století, která v  sobě už 64

1

od počátků nese silný étos flexibility – obraz společnosti, v níž změny probíhají rychleji, než je schopna absorbovat běžná budova v  průběhu své životnosti. Podstatná část dotčeného stavebního dědictví zakládá žádoucí solidnost a zároveň funkční i prostorovou přizpůsobivost na  využití železobetonu. Nabízí tak potenciál, který je hříchem nevyužít i  dnes, s  odstupem mnohdy bezmála sto let. S TA B I L I TA A   P R O S T O R O VÁ V E L K O RY S O S T

Železobetonové konstrukce průmyslových a  dopravních staveb byly už od  počátků navrhovány s  mimořádným důrazem na  vysokou nosnost a stabilitu (na rozdíl od mnohdy méně kvalitních obytných domů). Pod tlakem hektického rozvoje a  proměny výrobních technologií museli projektanti počítat s  mimořádnými a  nepředvídatelnými zatíženími, náročnými požadavky na osvětlení a velké rozpony, odolnost vůči chemickému i mechanickému poškození, nespalnost apod. Jistě není náhodou, že právě průmyslové stavby a inženýrské konstrukce sehrály roli prvotních pionýrských experimentů, ze  kterých se získané zkušenosti přenášely i na jiné typologické druhy (skelet, hřibové a skryté hlavice, předpínané konstrukce apod.). Volný půdorys a skelet – fenomenální posun v  prostorové skladbě architektury, který přinesly průmyslové stavby s použitím dřeva, litiny a oceli už v de-

vatenáctém století – doznal plného vyznění právě až u vícepodlažních železobetonových struktur [1]. Architekti opojení možností vytvářet pouze volný rámec, pružně se přizpůsobující očekávaným dramatickým proměnám výroby, později koncept skeletu recyklovali a  prosadili napříč celým spektrem stavební kultury. Z počáteční ryze pragmatické volby se stal nejprve modernistický étos a  v  současnosti holá nutnost. U  konverzí železobetonových průmyslových budov se tak moderní architektura oklikou vrací ke svým kořenům a k naplnění vyhraněné vize stavby jako mnohoúčelového obalu. Větším a  obvykle spíše menším stavebním zásahům nejsou kladeny do cesty žádné překážky – vysoce únosný skelet s  bohatě otevřeným průčelím je schopen pojmout bezmála jakékoliv nové využití a poskytuje přitom velkorysost a vzdušnost, kterou by při současném ryze ekonomickém rozhodování u novostavby připustil jen vskutku osvícený investor. Kultivované zhodnocení halových prostor železobetonového skeletu najdeme například u konverze automobilky FIAT Lingotto v  Turíně, vlivné stavby široce oslavované architektonickou obcí už od  okamžiku dokončení (původní návrh 1920 až 1923 Giacomo Matté-Trucco, Francesco Cartasegna ad., konverze 1985 až 1992 Renzo Piano), u továrny na sanitární keramiku a krbová kamna Jean Heinstein Ofen-

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

2

fabrik v Heidelbergu [2], proměněné na pronajímatelné administrativní prostory (stavba z  počátku dvacátého století, konverze 2002 až 2008 SSV Architekten, obr. 1), nebo u nového využití desítek skladišť ve  West Chelsey v  New York City [3]. Bezesporu nejpůvabnější ukázku ohleduplnosti vůči mimořádným historickým hodnotám a  zároveň pádnou odpověď na poptávku po svébytném prostoru však najdeme v  Rotterdamu – u  opravy (!) kultovní továrny na  zpracování tabáku Van Nelle (původní návrh 1925 až 1931 Johannes Brinkman, Leendert van  der Vlugt, Mart Stam a  Jan Gerko Wiebenga, rehabilitace Claesseus Erdmann, Wessel de Jonge Architecten [4], obr. 2). Van Nelle má statut kulturní památky, je vážným uchazečem o zápis na seznam UNESCO, a přesto běžně slouží řadě společností zabývajících se novými médii a designem nebo jako oblíbené dějiště mnoha společenských akcí a konferencí. Svébytnou skupinu tvoří konverze na  bydlení, které od sedmdesátých let nabízí v přestavěných výrobních a skladovacích skeletech zcela nevšední velkorysé prostory. Zpočátku vyhledávali tzv. lofty zejména umělci a bohémští intelektuálové, postupně se z nich však stalo módní a atraktivní zboží pro zámožnou klientelu. Dnes už jsou jako lofty nezřídka označovány i novostavby, nabízející pouze vzdušnou, výškově otevřenou dispozici. Kolébkou a mekkou loftového bydlení se stal New York – z mnoha realizací lze uvést například jedny z prvních amerických nájemných garáží s mechanickým zakladačem Kent Automatic Garage přestavěné na Sofia Apartments, s ponechaným zdobným průčelím v duchu art-deco a volnými podlažími rozčleněnými na byty (původní návrh 1929 až 1930 Jardine, Hill &  Murdock, úprava na skladiště 1943, konverze na byty 1983 až 1985 podle projektu sdružení Alan Lapidus Assocs., Rothzeid Kaisermann Thomson & Bee, Abraham Rothenberg [5] až [7], obr. 3). Na  pozadí úctyhodného množství, pestrosti a  komerčního úspěchu zahraničních příkladů pak v sevřeném českém prostředí překvapí letité diskuse ohledně ne/reálného využití nákladového nádraží v  Praze-Žižkově (původní návrh 3/2013

❚

Obr. 1 Továrna na sanitární keramiku a krbová kamna Jean Heinstein Ofenfabrik v Heidelbergu ❚ Fig. 1 Jean Heinstein Sanitary Ceramics and Stoves Factory, Heidelberg Obr. 2 Továrna na zpracování tabáku Van Nelle v Rotterdamu Fig. 2 Van Nelle Tobacco Factory, Rotterdam Obr. 3 Kent Automatic Garage v New Yorku Automatic Garage, New York

❚

Fig. 3

❚

Kent

3

technologie • konstrukce • sanace • BETON

65

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 4 Sklady a dílny Las Palmas, Holland-America Lijn Wilhelminakade v Rotterdamu ❚ Fig. 4 Las Palmas Warehouse and Workshop, Holland-America Lijn Wilhelminakade, Rotterdam Obr. 5 Přístavní skladiště v Paříži (dnes Francouzský institut módy) ❚ Fig. 5 Port warehouse, Paris (today Institut Français de la Mode) Obr. 6 Skladiště St. Job, Mullerpier v Rotterdamu ❚ Fig. 6 St. Job Warehouse, Mullerpier, Rotterdam Obr. 7 Protiletecká věž ve Vídni (dnes Haus des Meeres) ❚ Fig. 7 Flak tower, Vienna (today Haus des Meeres) Obr. 8 Německá ponorková základna v Saint-Nazaire ❚ Fig. 8 German submarine base, Saint-Nazaire Obr. 9 Nádraží v Saint-Nazaire ❚ Fig. 9 Train station, Saint-Nazaire

4 5

1927 až 1935 Karel Caivas, Vladimír Weiss a Miroslav Chlumecký [8]). V  situaci, kdy ani původní koncept všestranné flexibility nestačí, poskytuje železobetonový skelet dostatek možností ke zpevňování a doplňování bez ztráty architektonické soudržnosti celku. K průmyslovým stavbám dodatečný dlouhodobý vývoj – zahušťování, rozšiřování, členění apod. – přirozeně patří. Z  památkového pohledu proto nelze u většiny konverzí další vrstvení a  případné novotvary apriori odmítat. K  mimořádně elegantním příkladům patří tvarově odlišná, zřetelně současná, ale výrazově kompatibilní nástavba na poválečném skladu a  dílnách Las  Palmas v  rámci areálu Holland-America Lijn Wilhelminakade v  Rotterdamu (původní návrh 1950 až 1953 Johannes van  den Broek a  Jacob Bakema, nástavba a  konverze 2003 až 2008 Benthem Crouwel Architekten [9], obr.  4), nebo odvážně parazitická nástavba Francouzského institutu módy na  původním přístavním skladišti v  Paříži (konverze 2008 Jacob + Mac Farlane [10], obr.  5). Stejně tak se mnohdy nelze vyhnout i nezbytným lokálním „řezům“, jaké můžeme vidět mimo jiné u  skladiště St.  Job na  nábřeží Lloyd Pier v bývalém rotterdamském přístavu Mullerpier, kde si potřeba prosvětlení mohutné hmoty a prostorové nároky vertikálních komunikací vynutily zahloubení tří vstupních atrií na celou výšku původního skeletu (původní návrh 1911 až 1913 Jan Kanters, konverze na  byty 2004 až 2007 Mei Architecten a  Wessel de  Jonge [11], obr. 6).

6

66

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

VA Z B Y

Nový život je možné naprosto nečekaně vdechnout i velmi specifickým inženýrským strukturám. Z  nepřeberného množství příkladů lze jmenovat surrealistickou Bofillovu přestavbu cementárny u Barcelony na vlastní architektonickou kancelář, galerii a  byt (konverze 1973 až 1975 Ricardo Bofill a Taller de Arquitectura [12]), úpravu obilních sil na byty Gemini Residences v  Kodani (konverze 1999 až 2005 MVRDV [13]), vestavbu akvária a terária do protiletecké věže ve Vídni (původní stavba 1943 až 1944, konverze etapovitě od 1958 [14], obr.  7), lezecké stěny pokrývající rudné zásobníky v  rámci Landschaftsparku Duisburg-Nord (svépomocí od 1990 German Alpine Association [15]), letos otevřené The  Tanks, nové prostory londýnské Tate Gallery v  bývalých podzemních tancích na  olej (konverze 2012 Herzog & De Meuron [16]) nebo poetické bydlení ve vodárenské věži u  Braaschaat (jedna z  prvních železobetonových vodárenských věží v Belgii, provoz ukončen 1937, konverze 1994 Jo Crepain a Luc Binst [17]). Nevšední výsledek zpravidla hladce překryje vyšší nároky na  počáteční entuziasmus, projekt i realizaci. A podobné zásahy se často stávají krystalizačním bodem plíživé, ale z  dlouhodobého pohledu vysoce stabilní rehabilitace celé „ospalé“ lokality. Zajímavé souznění původních budov a nově přetvářeného okolí je k vidění také ve francouzském přístavu Saint-Nazaire ([18], viz také článek v Beton TKS 3/2012 str. 12, pozn. redakce). Ohromná, znepokojující železobetonová německá ponorková základna z  druhé světové války (1941 až 1942), jejíž mohutné desetimetrové protipumové stropy zakrývají bazény (alveoly) pro ponorky (obr. 8), byla z připomínky zlých časů úspěšně upravena na atraktivní kulturní a  turistický uzel města. Jednotlivé kóje doků s minimem vkladů slouží jako  působivé prostory pro různorodé kulturní využití a na střeše bunkru vzniká dle konceptu krajináře Gillese Clementa „přirozená zahrada“ Le  Jardin Tiers (v  rámci bienále L´Estuaire 2009 až 2012 [19]), s  působivým kontrastem mezi betonovým lidským výtvorem a  nespoutanou, nakonec vždy vítězící přírodou. V  bezprostřední blízkosti základny stojí budova nádraží z  devatenáctého století, adaptovaná na  městské divadlo a  doplněná o  nové hmoty s  ornamentálně pojednaným betonovým průčelím (původní státní budova 3/2013

❚

7 8

9

technologie • konstrukce • sanace • BETON

67

❚

SANACE A REKONSTRUKCE

1866 J. Leroy, konverze 2008 až 2011 K  Architectures, Karine Herman a  Jérôme Sigwalt [20], obr. 9). Koncept minimálních zásahů, podpoření přirozených procesů stárnutí nebo rozkladu, opětovného navracení industriální krajiny přírodě a případného doplnění o  ryze současné architektonické intervence patří v posledních letech k  nejoblíbenějším; zejména u  rozsáhlých areálů náročných na  údržbu nebo u  mimořádně obtížně transformovatelných staveb. Výsledná atmosféra si v  ničem nezadá s  romantickým vyzněním zřícenin hradů a jiných historických souborů (viz výše zmíněný přírodní park v  Duisburgu, konverze berlínského nádraží Gorlitzer na  park nebo High Line Park v New Yorku). 10

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

co podřadného a hodného rychlé „očisty a modernizace“. Krásnou ukázku přirozené symbiózy představuje výše jmenované rotterdamské přístavní skladiště St. Job, jehož průčelí obrácené k vodě zůstalo v původním stavu, včetně dřevěných okenic a nakládacích plošin sloužících dnes bytům jako terasy, doplněné pouze o nové, nekompromisně současné výplně okenních otvorů. Výhodné zhodnocení autentické materie a atmosféry nabízí i vnitřní prostory. Zatímco interiéroví tvůrci a dekoratéři ve  snaze zaujmout na  příliš pestrém architektonickém trhu pracně kombinují nejnovější výdobytky designu a technologie s  historickými artefakty, vyhledávanými po  bazarech a  na  internetu, konverze průmyslové architektu-

movskou scénu věhlasného tanečního sdružení Theaterhaus, kde se na protilehlých stranách hlavní vstupní haly setkávají stěna s  otisky minulosti a  současná vestavba divadelního a víceúčelového sálu (původní návrh 1923 Emil Fahrenkamp, konverze 1992 až 2003 Peter Hubner [22], obr. 11). Ponechané železobetonové konstrukce a prvky v asepticky moderním prostředí najednou dostávají charakter bezmála sochařského díla – např. segmentové střešní vazníky skladu mouky v  Paříži, přeměněného na  univerzitní knihovnu (původní návrh 1950 Denis Honegger, konverze 2004 až 2006 Nicolas Michelin [23], obr.  12) nebo spodní konstrukce vysokých pecí v nových výstavních prostorách železáren

11

P O V R C H A   D E TA I LY

Neopominutelná síla nového využití železobetonové průmyslové architektury se skrývá i  ve  výtvarném působení autentických textur a detailů. V „postplastové“ současnosti tolik vyhledávaná syrovost a materialita se zde nachází v nejintenzivnější formě – vychází z původní věcné realizace, ale i z patiny přinesené časovým odstupem a ryze účelovým přístupem uživatele. Podobného otisku prostého, každodenního života nelze umělou cestou v  žádném případě docílit. Osvícení architekti i investoři jsou si toho vědomi a při konverzích s oblibou využívají zřetelný kontrast zemitých stop minulosti a hladce precizní, ostře ohraničené současnosti. Tento přístup vítězí zejména v  Nizozemí a  Velké Británii, kde dědictví minulosti není považováno za ně68

ry podobné konfrontace vyvolává přímo ze  své podstaty. Původní nápisy, zbytky technologií a infrastruktury, otisky intenzivního užívání, neformální povrchové úpravy nebo nezbytné a  vskutku velmi prosté údržby, poskytují mimořádné napětí a  rámec pro alternativní životní styl, aniž musí projektant i  uživatel ustupovat ze  současných hygienických nebo technických požadavků. Nevšední kontrasty najdeme například u úsporné konverze meziválečných garáží Stern v  Chemnitz na  obchodní dům s  nábytkem a  dopravní muzeum, v němž nápisy a zbytky rolet dokreslují autentickou atmosféru (původní návrh 1928 Hans Schindler a  architektonická kancelář Luderer a  Schroeder [21], obr.  10), nebo u  proměny továrny Rheinstahl-Werk ve  Stuttgartu na  do-

Obr. 10 Stern Garage v Chemnitz Fig. 10 Stern Garage, Chemnitz

❚

Obr. 11 Rheinstahl-Werk ve Stuttgartu ❚ Fig. 11 RheinstahlWerk, Stuttgart Obr. 12 Sklad mouky v Paříži (dnes knihovna Université Paris Diderot) ❚ Fig. 12 Flour warehouse, Paris (today Université Paris Diderot Library) Obr. 13 Železárny bratří Röchlingů ve Völklingenu ❚ Fig. 13 Röchling Brothers Ironworks, Völklingen

bratří Röchlingů ve Völklingenu, zapsaných na seznam UNESCO (vznik 1873, růst a  provoz do  1986, konvertováno a veřejnosti krok za krokem zpřístupňováno od 2000 [24], obr. 13). Železobetonové průmyslové budovy však poskytují ještě jeden významný argument pro své uchování, citlivou reha-

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Literatura a odkazy: [1] Vorlík P.: Železobetonový skelet a meziválečná průmyslová architektura v Československu, Beton TKS, 3/2005, str. 31 [2] www.kraus-heidelberg.de [3] Vorlík P.: High Line v New Yorku, Beton TKS, 1/2013, str. 50 [4] www.ontwerpfabriek.nl [5] http://rktb.com/projects/historic-preservation/sofia-apartments [6] McDonald S. S.: The Parking Garage: Design and Evolution of a Modern Urban Form, Urban Land Institute 2007 [7] Büttner O.: Parkplatze und Grossgaragen, Verlag für Bauwesen Berlin, 1967 [8] Nákladové nádraží v Praze-Žižkově – Pražská nádraží ne/využitá, VCPD FA ČVUT v Praze, Galerie Jaroslava Fragnera, Tady není developerovo  o. s., 2012 [9] www.benthemcrouwel.nl [10] www.ifm-paris.com; www.mimoa.eu [11] www.mei-arch.nl [12] www.ricardobofill.com [13] www.mvrdv.nl [14] www.haus-des-meeres.at [15] www.landschaftspark.de [16] www.herzogdemeuron.com [17] www.crepainbinst.be [18] www.saint-nazaire-tourisme.com [19] www.estuaire.info [20] www.letheatre-saintnazaire.fr [21] www.fahrzeugmuseum-chemnitz.de [22] www.theaterhaus.com; www.plus-bauplanung.de [23] www.univ-paris-diderot.fr [24] www.voelklinger-huette.org

12 13

bilitaci a nové využití – v současném architektonickém prostředí, které postrádá jasně formulované cíle vyjádřené výslednou formou staveb, působí historické struktury svou vizuální stabilitou a  programovou robustností jako jakési záchytné body, nezbytný pevný rámec pro aktuální neomezené, teatrální kreace. Kdy jindy, než tváří v tvář všudypřítomnému požadavku na  úspornější využívání zdrojů a vzdoru vůči uměle vytvá-

řeným světům rozvíjejících se asijských ekonomik, bychom se měli uchýlit ke smysluplnému zhodnocování vlastní minulosti a identity. Konverze průmyslových budov, organické splynutí osobité minulosti a  precizní současnosti, nabízí jednu z nosných alternativ. Ve vyspělých zemích západní Evropy už v tomto ohledu druhý dech chytili…

Doc. Ing. arch. Petr Vorlík, Ph.D. Ing. arch. Anna Kašíková oba: Výzkumné centrum průmyslového dědictví FA ČVUT v Praze

Text vznikl na půdě VCPD FA ČVUT v Praze díky Fotografie: 1 až 7, 10, 11, 13 – Petr Vorlík,

dotaci Dědictví průmyslové éry / Úskalí nového

8 a 9 – Anna Kašíková; 12 – Petr Urlich

využití (SGS ČVUT 12/202/OHK1/3T/15, 2012).

ZVÝHODNĚNÉ PŘEDPLATNÉ PRO STUDENTY, STAVEBNÍ INŽENÝRY DO 30 LET A NOVĚ TAKÉ PRO SENIORY NAD 70 LET

3/2013

SANACE A REKONSTRUKCE – panelová sídliště

Zvýhodněná cena za roční předplatné (šest čísel) pro studenty, stavební inženýry do 30 let a nově také seniory nad 70 let je 270 Kč bez DPH, 311 Kč s DPH (včetně balného a distribuce). Součástí předplatného na rok 2013 je pro všechny nové zájemce příloha Betonové konstrukce 21. století – Betony s přidanou hodnotou, která vyšla v prosinci 2012 a stávající předplatitelé ji dostali společně s číslem 6/2012. Kontaktní e-mail: [email protected]

3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

69

M AT E R I Á LY A   T E C H N O L O G I E

❚

MATERIALS AND TECHNOLOGY

OŠETROVANIE ČERSTVÉHO BETÓNU – 9. METÓDY OŠETROVANIA A VPLYV NA MECHANICKÉ VLASTNOSTI ❚ CONCRETE CURING – 9. CURING METHODS AND IMPACT ON MECHANICAL CHARACTERISTICS Peter Briatka, Peter Makýš V článkoch z tohto cyklu sme popísali význam ošetrovania čerstvého betónu najmä z hľadiska trvanlivosti/životnosti betónových konštrukcií. Predstavili sme rôzne metódy ošetrovania, princípy ich fungovania a  rôzne dôkazy o  ich účinnosti. Tá sa zameriavala najmä na objemové zmeny a  súvisiaci vývoj napätí, ktoré môžu vyvolať vznik trhlín. Tiež sa odhalili rozpory

pri pomerne nepriaznivých podmienkach prostredia sa prejaví na  nábehu a  výslednej (28dňovej) pevnosti betónu v  tlaku ako dôsledok nedostatku vlhkosti. Podstatou bolo komparatívne zhodnotiť účinnosť a účelnosť vnútorného ošetrovania (IC) v  porovnaní s  inou, účinnou a  technologicky ľahko zvládnuteľnou metódou – ochranných nástrekov.

medzi zaužívanými postupmi a  skutočnosťou a  predstavili sme nové prístupy k  výpočtu/

P O U Ž I T É M AT E R I Á LY

návrhu vnútorného ošetrovania (IC). V  rámci

Pre skúšky sa použil portlandský cement CEM I  42,5 N s  mernou hmotnosťou 3  077  kg/m3. Chemické zmrašťovanie použitého cementu bolo 7  % a  jemnosť stanovená podľa Blaina 344,77  m2/kg. Začiatok tuhnutia sa podľa STN EN 1015-9 stanovil na  185,3  min, pričom koniec tuhnutia sa zistil v 254,6 min. Ako hutné kamenivo sa použilo prírodné ťažené kamenivo frakcií 0/4; 4/8 a 8/16 s mernou hmotnosťou a ostatnými vlastnosťami podľa tab.  1. Ako ľahké kamenivo sa s ohľadom na predchádzajúce skúšky a  publikované závery použilo LWA s  obchodným názvom Liapor, a  to vo frakciách 0/4 (M) a  0/1 (D). Všetky podstatné vlastnosti LWA sú uvedené v  tab.  1. Ako plastifikačná prísada (WRA) sa pou-

overovania pôsobenia IC v  kvázi reálnych podmienkach sa zisťoval aj vplyv na  mechanické vlastnosti betónu. Do  experimentu sa zaradila aj ďalšia (často používaná) metóda ošetrovania. Výsledky pôsobenia jednotlivých metód ošetrovania plošných betónových konštrukcií pri letných betonážach prinášame v  tomto pokračovaní cyklu.

❚ In the papers

of this series, we described the importance of fresh concrete curing, in particular pointing out durability/lifetime of the concrete structures. We presented various curing methods, their principles and evidences of their efficiency. It was oriented especially on volume changes and related stresses development which may induce cracking. We also identified gaps between conventional procedures and reality when calculating water losses and we introduced brand new approaches to calculation/design of

žil superplastifikátor Berament HT2 s  účinnou látkou na  báze polykarboxylátu. P O U Ž I T É M AT E R I Á LY

Pre overenie vplyvu metód ošetrovania na pevnosť v tlaku doskových skúšobných telies sa zvolila jedna receptúra s  konštantným vodným súčiniteľom w/c = 0,42. Vodný súčiniteľ, pri utesnenom systéme, zabezpečuje dosiahnutie stupňa hydratácie αmax = (0,83; 1 a  1, v  tomto poradí). Receptúra sa modifikovala iba v  dôsledku náhrady 7 % hutného kameniva pomocou LWA. Spoločne sa vyrobili tri zámesi. Jedna referenčná, druhá rovnako referenčná avšak ošetrovaná nástrekom parafínovej emulzie a tretia s vnútorným ošetrovaním (podrobnejšie v tab. 2). V Ý R O B A A   K O N D I C I O VA N I E VZORIEK

Pred samotnou výrobou vzoriek sa vykonali pomocné a  prípravné procesy. Jedným z  nich bola príprava hutného kameniva sušením po  dobu 24  ±  2  h pri teplote 110  ±  5  °C (podľa STN EN 1097-6). Vysušené hutné kamenivo sa uložilo v plastových uzatvárateľných nádobách tak, aby nedošlo k  absorpcii vzdušnej vlhkosti. V  prípade výroby

the internal curing (IC). Within verification of IC in quasi real ambient environment, it was also investigated into the influence on mechanical characteristics of concrete. Another (frequently used) curing method was included to the experiment. Results of the action of these particular methods of curing of flat concrete works during summer concreting are brought up in this episode of the series.

Overenie vplyvu metód ošetrovania betónu na pevnosť betónu v tlaku (a súvisiace mechanické vlastnosti) sa vykonalo ako doplnkový experiment ku skúškam straty vlhkosti z  betónu pri expozícii určitému okolitému prostrediu. Pozornosť sa venovala pevnosti v  tlaku ako najvýznamnejšiemu parametru, vzhľadom na ktorý existujú empirické vzťahy na dopočet iných vlastností. Predpokladalo sa, že diferencovaná strata vlhkosti z  betónu s  relatívne nízkym vodným súčiniteľom 70

Tab. 1 Vlastnosti použitého hutného a ľahkého kameniva aggregate and lightweight aggregate

Kamenivo Vlastnost Merná hmotnost [kg/m3] Sypná hmotnost [kg/m3] Nasiakavost [%] Medzerovitost [%] Tvarový index [%] Tab. 2

Použité receptúry

Zložka Cement Voda Kamenivo 0/4 Kamenivo 4/8 Kamenivo 8/16 WRA LWA 0/4 (M) LWA 0/ (D)

0/4 2 510 1 630 1,8 35,06

❚

Tab. 2

Hutné kamenivo 4/8 2 620 1 510 0,7 42,37 4

❚

Tab. 1

8/16 2 620 1 510 0,6 42,37 3

Characteristics of used

Lahké kamenivo LWA 0/4 (M) 0/1 (D) 1 070 1 700 410 610 7,73 4,8 61,68 64,12

Used proportionings

Použitá receptúra [kg/m3] Reference Membrane IC LWA 7 % 456,335 456,335 427,252 220,101 220,101 196,588 809,603 809,603 718,859 507,05 507,05 525,245 338,033 338,033 350,284 1,751 1,751 1,642 0 0 38,393 0 0 20,333

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

MATERIALS AND TECHNOLOGY

Vzorky pozostávali z troch doskových skúšobných telies. V klimatizačnej komore sa uchovávali po  dobu 28 dní v prostredí s teplotou 30 ± 2 °C; relatívnou vlhkosťou 40 ± 5 % a rýchlosťou prúdenia vzduchu 3 km/h.

razov sa prostredníctvom kalibračného vzťahu pretransformovali na  tabuľkovú a  následne (zohľadnením veku a  vlhkosti betónu) na  informatívnu pevnosť betónu v  tlaku v  príslušnom veku t [d] Rb,inf [MPa].

NEDEŠTRUKTÍVNE MERANIE I N F O R M AT Í V N E J P E V N O S T I BETÓNU V TLAKU

I N T E R P R E TÁ C I A V Ý S L E D K O V

Pre meranie pevnosti betónu v tlaku sa zvolila tvrdomerná nedeštruktívna metóda podľa STN EN  12  504-2. Meranie sa vykonávalo Schmidtovym tvrdomerom typu N na  troch skúšobných telesách, vždy v stredovej oblasti na  ploche 1  dm2. Informatívna pevnosť sa stanovila vo veku (t) 1; 3; 4; 5; 6; 7; 9; 11; 14; 21 a 28 dní. Každé meranie pozostávalo z deviati platných čítaní (spadajúcich do  intervalu stredná hodnota ± 20 %). Merané hodnoty od-

Výsledky meraných pevností betónu v tlaku (obr. 2) demonštrujú vplyv ošetrovania betónu pri letných betonážach na  výsledné mechanické vlastnosti, ktoré možno odvodiť z  pevnosti v  tlaku na  základe empiricky stanovených závislostí. Pevnosti v  tlaku sú plne v  zhode s  výsledkami straty vlhkosti z  betónu pri rôznych metódach ošetrovania. Zo straty vlhkosti pri expozícii prostrediu simulujúcemu letné betonáže vyplynulo, že ošetrovanie pomocou membrány výrazne redukuje množstvo odparenej vody

Firemní prezentace

vzoriek s  IC sa 24 ± 2  h pred miešaním do  uzatvárateľnej plastovej nádoby pripravila dávka LWA (v danom pomere miešania frakcií) spolu s celkovou dávkou zámesovej a ošetrovacej vody.  Miešanie sa vykonávalo v  bežnej laboratórnej miešačke s užitočným objemom 80 l. Pred miešaním sa vždy dodržal rovnaký postup dávkovania. Ako prvé sa nadávkovalo hutné kamenivo frakcie 0/4, 4/8 a  8/16  mm. Následne sa pridal cement a suchá zmes sa nechala miešať približne 15  s. Po  tejto dobe sa ako posledná zložka pomalým liatím pridala voda (s obsiahnutým WRA). Receptúra s IC sa zhotovila obdobne pomalým liatím rozmiešanej vody a SLWA spolu s pridaným WRA. Zmes sa miešala približne 30  s. Nasledovala približne 30s prestávka, počas ktorej sa ručne zo stien miešačky zoškriabal nerozmiešaný cement a  pokračovalo sa v  miešaní ďalších 15 s. Po  ukončení miešania sa zmesou naplnili doskové formy rozmerov 225  x  335  x 70 mm, ktoré sa zhutnili 25 nárazmi formy na  podložku z  výšky cca 10  mm. Následne sa povrch zahladil a  telesá sa okamžite umiestnili do  klimatizačnej komory s  nastavenými okrajovými podmienkami prostredia. Vosková emulzia sa aplikovala mechanickým rozprašovačom na  povrch skúšobných telies. Pri aplikácii nesmela byť na povrchu telies odlúčená voda. Nástrek sa na  vzorky nanášal mechanickým rozprašovačom s diskrétnym dávkovaním (1,077 ± 0,012) g.

❚

Firemní prezentace

M AT E R I Á LY A   T E C H N O L O G I E

3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

71

M AT E R I Á LY A   T E C H N O L O G I E

❚

MATERIALS AND TECHNOLOGY

Literatúra: [1] Briatka P., Makýš P.: Ošetrovanie čerstvého betónu – 1. Strata vody z betónu, Beton TKS, Vol. 10, No. 1, Beton TKS, Praha, 2010, pp: 40–44 [2] Briatka P., Makýš P.: Ošetrovanie čerstvého betónu – 2. Superabsorpčné polyméry, Beton TKS, Vol. 10, No. 2, Beton TKS, Praha, 2010, pp: 35–37 [3] Briatka P., Makýš P.: Ošetrovanie čerstvého betónu – 3. Nasiaknuté ľahké kamenivo, Beton TKS, Vol. 10, No. 3, Beton TKS, Praha, 2010, pp: 42–47 [4] Briatka P., Makýš P.: Ošetrovanie čerstvého betónu – 4. Konvenčný návrh ošetrovania pomocou ľahkého kameniva, Beton TKS, Vol. 10, No. 6, Beton TKS, Praha, 2010, pp: 40–43 [5] Briatka P., Makýš P.: Ošetrovanie čerstvého betónu – 5. Návrh receptúry čerstvého betónu s vnútorným ošetrovaním, Beton TKS, Vol. 11, No. 6, Beton TKS, Praha, 2011, pp: 36–42 [6] Briatka P., Makýš P.: Ošetrovanie čerstvého betónu – 6. Odparovanie vody, konvencia a skutočnosť, Beton TKS, Vol. 12, No. 6, Beton TKS, Praha, 2012, pp: 88–91 [7] Briatka, P., Janotka, I., Makýš, P.: Ošetrovanie čerstvého betónu – 7. DTA, TG a DSC overenie pôsobenia vnútorného ošetrovania, Beton TKS, Vol. 13, No. 1, Beton TKS, Praha, 2013, pp: 67–69 [8] STN EN 12504-2 – Skúšanie betónu v konštrukciách, Časť 2: Nedeštruktívne skúšanie. Stanovenie tvrdosti odrazovým tvrdomerom [9] STN EN 1992-1-1/AC/NA – Eurokód 2. Navrhovanie betónových konštrukcií. Časť 1-1: Všeobecné pravidlá a pravidlá pre budovy. Národná príloha

Pevnosť v tlaku [MPa]

1

Vek [d]

2

Obr. 1 Ilustračný obrázok – kalibrácia Schmidtovo tvrdomeru ❚ Fig. 1 Illustrative figure – calibration of a Schmidt impact hammer Obr. 2 Pevnosť v tlaku (meraná tvrdomernou metódou vs. zistená na trámčekoch) ❚ Fig. 2 Compressive strength (non-destructive tested vs. measured on mortar prisms)

z  betónu. Vnútorné ošetrovanie mierne zvyšuje intenzitu odparovania v počiatočnom veku, no (ako sa ukázalo z DTA, TG a DSC analýzy) vodu pre hydratáciu poskytuje plynulo a z dlhodobého hľadiska tak napomáha vytvárať hutnú a dobre kryštalizovanú štruktúru. Pri oboch metódach ošetrovania sa dosiahol nárast 28dňovej pevnosti v tlaku v porovnaní s referenčnou vzorkou bez ošetrovania. Získané informatívne 28dňové pevnosti sumarizuje tab. 3. Vzorka s ošetrovaním membránou dosiahla v  porovnaní s  referenčnou vzorkou o  77  % vyššiu pevnosť. Vzorka s  IC zaznamenala nižší relatívny nárast pevnosti v  porovnaní s  referenčnou vzorkou (+  30  %), no pri súčasnom znížení dávky cementu o  takmer 7  % znížení objemovej hmotnosti betónu z  2  346  kg/m3 72

Tab. 3 Prehľad výsledkov 28dňových pevností betónu v tlaku a súvisiacich parametrov ❚ Tab. 3 Overview of 28 days compressive strengths of concrete and related parameters

Vzorka

28dňová pevnosť v tlaku [MPa]

Objemová hmotnosť [kg/m3]

Porovnanie s Reference [%]

Cement v porovnani s Reference [%]

Reference Membrane IC LWA

23,8 42,3 31

2 346 2 346 2 281

177,73 130,25

100 93,63

na  2  281  kg/m3 a  výrazne nižšej pevnosti LWA v  porovnaní s  hutným kamenivom.

tu o  cca 6  % (v  dôsledku zmeny pomeru cementového tmelu a  kameniva pri IC).

Z ÁV E R

Preukázal sa výrazný vplyv ošetrovania proti nepriaznivým účinkom vplyvu prostredia typického pre letné betonáže na pevnosť betónu v tlaku. Znížená strata vlhkosti z  betónu ošetrovaním pomocou aplikovanej membrány (o 20 až 50 %) sa prejavila zvýšením pevnosti v  tlaku až o  približne 70  % (z  24 na  42 MPa) pri nezmenenej receptúre. Vnútorné ošetrovanie s  dávkou 7  % LWA umožnilo nárast pevnosti v  tlaku o  približne 30  % (z  24 na 31 MPa) pri mierne zníženej celkovej strate vlhkosti, navyše aj napriek zabudovaniu pórovitého kameniva s nízkou pevnosťou a  zníženiu dávky cemen-

Publikované informácie sú čiastkovými závermi dizertačnej práce „Ošetrovanie plošných betónových konštrukcií proti strate vlhkosti“, ktorú materiálne podporili STU v Bratislave, TSÚS Bratislava, LIAS Vintířov, PCLA Ladce a BASF.

Ing. Peter Briatka, PhD. TSÚS Studená 3, 821 04 Bratislava e-mail: [email protected] [email protected] Doc. Ing. Peter Makýš, PhD. Stavebná fakulta STU Radlinského 11, 813 68 Bratislava

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

REŠERŠE ZE ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ P O S T U P Y P O S U Z O VÁ N Í K VA L I T Y NEDESTRUKTIVNÍCH ZKUŠEBNÍCH METOD

K  formulování spolehlivých závěrů na  základě diskuze výsledků získaných pomocí nedestruktivních zkušebních metod používaných ve  stavebnictví (NDT-CE) je důležité znát kvalitu výsledků. Článek představuje metodologii pro kvantitativní (metrické) zkušební otázky určení nepřesností měření na  základě Návodu (Návod k  vyjádření nejistot měření – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurements – GUM). Pro kvalitativní zkušební otázky – vyjádření přítomnosti/nepřítomnosti chyby/defektu – je popsána uznávaná procedura odhadu POD parametrů (Probability of Detection) podle MIL-HDBK-1823A. Pro objasnění a vysvětlení obou metodologií, GUM i POD, jsou uvedeny příklady z oblasti předpjatých betonových mostů v kontextu statických výpočtů stávajících mostů na základě použití stochastických modelů. Taffe A., Feistkorn S.: Methoden zur Gütebewertung von ZfPBau-Verfahren, Beton- und Stahlbetonbau, 108 (2013), Heft 4, pp. 237–251

N ÁV R H Ž I V O T N O S T I : I M P L E M E N TA C E P O S T U P Ů fib MODEL CODE 2010 DO NORMY ISO 16204

CEB/FIP Model Code 1990 (MC-1990) representoval stav poznání a technologií před 20 lety. Již brzy bylo zřejmé, že dokument má řadu nedostatků. V roce 1995 organizace CEB a FIP společně podpořily vydání bulletinu No. 228, rozšíření MC 1990 o  vysokopevnostní betony a  v  roce 2000 podobné rozšíření o betony s použitím lehkého kameniva bylo publikováno v bulletinu No. 4. V  roce 2006 fib schválil Model Code for Service Life Design publikovaný v bulletinu No. 34. Všechna tato rozšíření byla postupně vylepšována a nyní jsou včleněna do nového fib Model Code for Concrete Structure 2010 (MC-2010). Hlavním cílem fib Model Code je působit jako předloha pro běžné provozní nor-

my. Uznávaným doplňkem/protějškem celosvětově působícího fibu je ISO. Strategie shrnuté v MC SLD byly dále rozvíjeny v ISO TC-71/SC-3/WG a  byly přijaty jako ISO 16204 „Durability – Service Life Design of Concrete Structures“ během léta 2012. WTO ve smlouvě o technických překážkách obchodu vyjádřila naději, že tyto principy budou implementovány do národních a regionálních standardů. Článek popisuje potřebu transparentní metodologie pro přejímání „service life design“ a proces, který začala skupinka nadšenců před deseti lety a který byl završen mezinárodním konsensem v ISO. Helland S.: Design for service life: implementation of fib Model Code 2010 rules in the operational code ISO 16204, Structural Concrete 14 (2013), No. 1 pp. 10–18

P Ř E S TAV B Y M O S T Ů S   U Ž I T Í M M O D U L Á R N Í C H S T R AT E G I Í Z E S Í L E N Í

Mosty jsou obvykle navrhovány na  životnost 80 až 100 let. Vzhledem k  různým omezením je velmi obtížné předpovědět růst intenzity dopravy a  vývoj jejích požadavků na  tolik let dopředu. Proto jsou pro budoucí mostní projekty vyvíjeny alternativní koncepty tak, aby mostní konstrukce byla schopná reagovat na měnící se požadavky a okrajové podmínky. Základní myšlenkou je přidat další modulární systém přídavných konstrukcí (např. vzpěry a příhradové nosníky) k základní nosné konstrukci (např. komůrkový nosník) za podmínky zachování provozu/minimalizace dopadů na provoz na mostě během úpravy. V rámci výzkumného projektu jsou formulovány základní požadavky na návrh adaptabilních mostů a je vyvíjen modulární systém zvýšení únosnosti mostu. Navržený koncept je detailně studován při užití typického komůrkového nosníku. Grimscheid M., Busse D., Zedler T., Empelmann M., Hamm S.: Adaptive Brückenbauwerke unter Verwendung modularer Verstärkungskonzepte, Beton- und Stahlbetonbau, 108 (2013), Heft 4, pp. 227–236

A TRIMBLE COMPANY

MODERNÍ NÁSTROJ PROJEKTOVÁNÍ ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ VE 3D

TEKLA STRUCTURES W kompletní výrobní dokumentace W automaticky generované výkresy, včetně výztuží W propojení modelu se statickými programy W možnost plánování a řízení stavby

w w w.construsoft .cz 3/2013

❚

technologie • konstrukce • sanace • BETON

73

Firemní prezentace

Seznamte se s programem TEKLA STRUCTURES, kontaktujte nás a získejte zdarma testovací verzi.

VĚDA A VÝZKUM

❚

SCIENCE AND RESEARCH

ZKOUŠENÍ BETONU ULTRAZVUKOVOU IMPULSOVOU METODOU ❚ TESTING OF CONCRETE WITH ULTRASONIC IMPULSE METHOD Mezi hlavní výhody metody patří:

Petr Cikrle, Dalibor Kocáb, Ondřej Pospíchal

• čistě nedestruktivní charakter zkou-

Ultrazvuková impulsová metoda patří mezi

• možnost opakování měření na  stej-

šení, základní metody pro zkoušení betonu nejen

ném vzorku, dílci nebo konstrukci,

v laboratoři, ale i přímo na konstrukci. Umožňuje

• jednoduchá a  rychlá aplikace nejen

čistě nedestruktivním způsobem stanovit rovno-

v laboratoři, ale rovněž přímo in situ. Metoda má samozřejmě i  svá omezení, zejména defektoskopie poruch pomocí ultrazvuku je poměrně obtížná a  do  značné míry závislá na  druhu (i  ceně) použitého přístroje. Obecně ji lze charakterizovat jako výbornou doplňkovou metodu k  ostatním nedestruktivním i  destruktivním metodám zkoušení betonu. Ultrazvukem lze zkoušet i další stavební materiály, jako např. kámen nebo pálenou keramiku, své uplatnění má i při průzkumech prvků dřevěných konstrukcí. Pro zkoušení kovů se používají strojařské ultrazvuky se sondami o vyšší pracovní frekvenci.

měrnost betonu konstrukce, modul pružnosti, porušení vnitřní struktury i pevnost v tlaku betonu. Ačkoliv je zakotvena v  několika českých normách pro zkoušení betonu, není v  našem stavebnictví příliš využívána. Cílem článku je ukázat možnosti této metody, zejména při odhadu pevnosti v  tlaku a  sledování vývoje modulu pružnosti betonu. ❚ The ultrasonic impulse method is one of the basic methods how to test concrete in laboratory as well as directly on the construction in situ. It allows us to determine non-destructively homogeneity of concrete, elastic modulus, internal structural damage and the compressive strength. Although it is embedded in several Czech standards for testing of concrete, it is not often used in our civil engineering. The aim of this article is to present the possibilities of this method, especially in estimation of the compressive strength and monitoring of the elastic modulus of concrete development.

Ultrazvuková impulsová metoda je založena na  měření doby průchodu impulsů ultrazvukového vlnění materiálem. Při známé délce měřicí základny lze velmi jednoduše vypočítat rychlost šíření ultrazvukového vlnění, která je závislá na  kvalitě zkoumaného materiálu. Ve  stavebnictví se používá ultrazvukové (dále jen UZ) vlnění s  frekvencí v rozmezí od 20 do 150 kHz, výjimečně do 500 kHz. Výhodou UZ vlnění je, že se šíří i relativně silnými vrstvami materiálu, kde se např. slyšitelné vlnění rychle utlumí. Ultrazvuková impulsová metoda průchodová se používá převážně tam, kde chceme zjistit pomocí  rychlosti šíření ultrazvukového vlnění jakost zkoušeného materiálu, případně jeho fyzikálně mechanické charakteristiky. Z  impulsové rychlosti lze stanovit: • rovnoměrnost betonu, • materiálové charakteristiky, zejména modul pružnosti a pevnost v tlaku, • změny těchto vlastností v čase (např. během zrání, anebo při degradaci), • přítomnost trhlin či větších dutin v betonu. 74

U LT R A Z V U K O VÁ M E T O D A V   P L AT N Ý C H N O R M Á C H

Ultrazvuková metoda je obsažena v řadě norem pro zkoušení stavebních materiálů, dílců a  konstrukcí. Za  zmínku stojí např. normy ČSN 73  1380 Zkoušení odolnosti betonu proti zmrazování a rozmrazování – porušení vnitřní struktury, anebo ČSN EN 12371 Zkušební metody přírodního kamene – stanovení mrazuvzdornosti. Podstatně známější a využívanější jsou však dvě normy pro nedestruktivní zkoušení betonu: • ČSN 73  1371:2011 Ultrazvuková impulzová metoda zkoušení betonu, • ČSN EN 12504-4:2005 Zkoušení betonu – Část 4: Stanovení rychlosti šíření ultrazvukového impulsu. Ačkoliv norma ČSN 73  1371 reprezentuje původní české zkušební normy, je paradoxně výrazně mladší, neboť byla vydána (obnovena) v  roce 2011. Podle tvůrců nového vydání by měla být harmonizována s  evropskou normou ČSN EN 12504-4. Z porovnání obou norem vyplývá, že mezi nimi skutečně nejsou zásadní rozpory, zejména ve  způsobu měření impulsové rychlosti. Hlavním přínosem nové evropské normy je zjednodušení zkušebního postupu a velmi dobrý popis činitelů ovlivňujících výsledky zkoušek (vliv teploty, vlhkosti, délky měřicí základny apod.). Podnětný je rovněž rozbor

problematiky závislosti mezi impulsovou rychlostí a pevností v tlaku. Nedostatkem normy ČSN EN 12504-4 však je absence postupu pro výpočet dynamického modulu pružnosti. Když vezmeme v úvahu i poněkud složitý odhad pevnosti v tlaku betonu z impulsové ultrazvukové rychlosti v  nadřazené normě ČSN EN 13791, která pro nepřímé (nedestruktivní) metody požaduje 90% bezpečnost kalibračních vztahů, pak nám zřejmě nezbude jiná možnost, než i  nadále používat původní českou normu ČSN 73  1371 a  jí nadřazenou ČSN  73  2011. Obnovené vydání této normy navíc obsahuje i způsob stanovení rovnoměrnosti betonu. S TA N O V E N Í P E V N O S T I V   T L A K U Z   RY C H L O S T I Š Í Ř E N Í U Z IMPULSŮ

Stanovení pevnosti v  tlaku z  rychlosti šíření ultrazvukového impulsu je u  betonu poměrně problematické. Rychlost šíření vlnění má úzkou vazbu na  hutnost a  modul pružnosti materiálu. U  betonu jsou tyto charakteristiky závislé zejména na  vlastnostech kameniva (křivka zrnitosti, druh kameniva, fyzikální vlastnosti) a  až v  druhé řadě na vlastnostech tmelu (vodní součinitel, stáří betonu). Pevnost v  tlaku betonu je naopak více závislá na vodním součiniteli než na druhu a složení kameniva a  tmelu [11]. Vztahy mezi rychlostí šíření impulsu a pevností v tlaku se tedy mohou lišit podle konkrétního složení betonu [12]. Pro zcela neznámý beton je odhad pevnosti pouze na základě rychlosti šíření impulsu nevěrohodný. Se vzrůstající pevností betonu také klesá citlivost metody, neboť větší změně pevnosti v tlaku odpovídá menší změna rychlosti [3]. Prakticky dodnes je citováno orientační stanovení kvality tradičního betonu podle [2], které uvádí tab. 1. Jedná se však pouze o hrubý odhad, který se podle konkrétního složení betonu může značně lišit. Slovní hodnocení z tab. 1 se obtížně převádí na dnešní označení pevnostních tříd betonu. Výpočet pevnosti z impulsové rychlosti podle ČSN 73 1371 Znovu vydaná norma ČSN 73  1371 [10] uvádí více možností, jak získat

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

❚

VĚDA A VÝZKUM

fbe = 9,9v2L3 – 56vL3 + 87,8 ,

(1)

kde fbe je pevnost betonu [MPa] a  vL3 je rychlost šíření ultrazvuku v  trojrozměrném prostředí [km/s]. Vztah (1) je třeba brát s rezervou, neboť byl vytvořen pro betony vyráběné před více než třiceti lety, zkoušené ve stáří přibližně 14 až 56 dnů. Pro moderní betony již není přesný, hodnoty pevnosti v tlaku jsou ve skutečnosti výrazně vyšší. Odhad pevnosti betonu z impulsové rychlosti podle ČSN EN 13791 Norma ČSN EN 13791 [12] uvádí postup pro získání charakteristické pevnosti v  tlaku betonu v  konstrukci nepřímými metodami, mezi něž patří odrazové tvrdoměry, ultrazvuk a stanovení síly na  vytržení. Z  důvodu upřesnění výsledků je nutné současně provádět zkoušky v  tlaku na  vývrtech. Norma popisuje dvě alternativy: • alternativa 1: přímá korelace s vývrty; vyžaduje se minimálně osmnáct  výsledků zkoušek vývrtů, Obr. 1 Obecný kalibrační vztah mezi pevností betonu v tlaku a rychlostí impulsů získaný na vývrtech z existujících konstrukcí, graf je doplněn křivkami podle norem [10] a [12] ❚ Fig. 1 Basic calibration formula of dependence between the compressive strength of concrete and the pulse velocity, that were acquired on the cored specimens from existing constructions, the graph is complemented with splines according to the standards [10] and [12] Tab. 1 Kvalita tradičního betonu podle rychlosti šíření ultrazvuku [2] ❚ Tab. 1 Quality of traditional concrete according to the ultrasonic pulse velocity

Všeobecné hodnocení Výborný Dobrý Diskutabilní Špatný Mizerný

3/2013

❚

Rychlost šíření ultrazvuku [m/s] nad 4 500 3 700 až 4 500 3 000 až 3 700 2 100 až 3 000 nižší než 2100

• alternativa 2: kalibrace s  vývrty pro

vymezený rozsah pevnosti použitím stanoveného vztahu; je zapotřebí minimálně devět výsledků zkoušek vývrtů. V  případě alternativy 1 se kalibrační křivka získá regresní analýzou dvojic výsledků zkoušek (přímé a nepřímé stanovení pevnosti). Pokud je počet vývrtů omezený, je nutné použít alternativu 2, jejímž základním principem je využití normové „základní křivky“ (2). Ze skutečných pevností na vývrtech a pevností vypočtených podle základní křivky se vypočte posun této základní křivky. Podle takto posunuté křivky se následně provádí odhad pevnosti betonu v konstrukci na  základě nepřímých měření. Základní křivka pro rychlost šíření ultrazvuku podle [12] je: fv = 62,5v2 – 497,5v + 990 pro 4 ≤ v ≤ 4,8 ,

(2)

kde fv je odhad pevnosti v tlaku betonu [MPa] a v je rychlost šíření ultrazvuku [km/s]. Pro každou další konstrukci se musí provést nový posun základní křivky a získá se tak nový vztah pro stanovení odhadu pevnosti v tlaku. Vztah je platný pouze v rozsahu od 4 do 4,8 km/s, takže je prakticky vyloučeno jeho využití pro betony horší kvality, které se běžně vyskytují v  existujících starších konstrukcích. Pro takové betony je vždy nutné vytvořit vztah pomocí regresní analýzy minimálně na  osmnácti vývrtech. Další z  možností pro stanovení pevnosti v  tlaku je kombinace ultrazvuku s  jinou nepřímou metodou, nejčastěji tvrdoměrnou. Bez upřesnění na  vý-

vrtech se však jedná pouze o  odhad pevnosti. Kalibrační vztahy uváděné v obou normách jsou poměrně odlišné. Na  dvou příkladech z  praxe se pokusíme ukázat, zda je jejich využití reálné. Obecný kalibrační vztah pro tradiční beton z existujících konstrukcí Prvním příkladem z  praxe je obecný kalibrační vztah vytvořený pro výpočet pevnosti v  tlaku betonu z  ultrazvukové rychlosti pro velký soubor přibližně 720 výsledků zkoušek, získaný při průzkumech různých objektů pozemních staveb i silničních mostů, postavených většinou do  roku 1990. Ve  všech případech se jednalo o hutné betony bez výraznějších mezer a  obsahující alespoň částečně frakci hrubého kameniva. Ze vztahu byly vyloučeny betony mezerovité a  jemnozrnné potěry. Všechny hodnoty pevnosti v  tlaku na  vývrtech f is byly přepočteny na  krychelné pevnosti f is,cube. Kalibrační vztah pro odhad je uveden na  obr. 1 a má tvar: fis,cube(v) = 0,778e0,953v pro 1,9 ≤ v ≤ 4,6 ,

(3)

kde fis,cube(v) je odhad krychelné pevnosti v tlaku betonu in situ [MPa]. Z  obr. 1 je patrné, že existuje statisticky významná závislost mezi oběma veličinami, což vyjadřuje součinitel korelace R = 0,89. Větší rozptyl výsledků je dán především značnou růzností betonů z hlediska druhu, velikosti zrn a obsahu hrubého kameniva. Kalibrační vztah podle (3) je bez upřesnění na vývrtech použitelný pou-

1 fis,cube(v) = 0,778e0,953v R = 0,890 90 80 70 60 fis,cube [MPa]

upřesněnou pevnost v  tlaku vyhodnocením z kalibračních vztahů: • z určujícího kalibračního vztahu úzkého nebo širokého, • ze směrného kalibračního vztahu, • z obecného kalibračního vztahu. Zatímco určující kalibrační vztah je vytvořen pro beton konkrétního známého složení, směrné a obecné vztahy zahrnují betony různého složení (různé druhy kameniva, cementu, přísad). V  normě [10] je uveden jeden z  možných směrných kalibračních vztahů pro výpočet pevnosti v  tlaku z  impulsové rychlosti v tomto tvaru:

SCIENCE AND RESEARCH

50 40 30 20 10 0 1,0

rov. 1

1,5

2,0

technologie • konstrukce • sanace • BETON

2,5

3,0

3,5

4,0

rov. 2 4,5

5,0

Rychlost v [km.s-1]

75

❚

SCIENCE AND RESEARCH

Obr. 2 Vztah mezi pevností v tlaku a rychlostí šíření ultrazvukových impulsů pro mostní beton pevnostní třídy C30/37 ve stáří 2 až 90 dnů, graf je doplněn křivkami podle norem [10] a [12] ❚ Fig. 2 Formula of dependence between the compression strength and the pulse velocity for bridge concrete C30/37 in the age of 2 to 90 days, the graph is complemented with splines according to the standards [10] and [12] Obr. 3 Vztah mezi statickým modulem pružnosti a rychlostí šíření ultrazvukových impulsů pro mostní beton pevnostní třídy C30/37 ve stáří 2 až 90 dnů ❚ Fig. 3 Formula of dependence between the modulus of elasticity and the pulse velocity for bridge concrete C30/37 in the age of 2 to 90 days

2 fc,cube(v) = 11,39v2 – 12,37v – 111,2 R = 0,93 90 80 70 60

fc,cube [MPa]

VĚDA A VÝZKUM

50 40 30 rov. 1 20 rov. 2

10 0 3,8

3,9

4,0

4,1

4,2

4,3

4,4

4,5

4,6

4,7

4,8

Rychlost v [km.s-1]

ze pro orientační odhad kvality tradičního betonu, v  žádném případě není určen pro moderní betony! Vztah (1) z normy ČSN 73 1371 [10] má přibližně stejný sklon, avšak je posunut výrazně níže (na stranu bezpečnou), neboť téměř 95 % hodnot pevnosti v tlaku leží nad touto normovou křivkou. Naopak základní křivka podle (2) z normy ČSN EN  13791 má sklon zcela odlišný. Porovnáme-li hodnoty vypočtené z  (3) se slovním hodnocením z  tab. 1, pak lze hodnotu 3  000  m/s orientačně brát jako hranici pro třídu betonu C 8/10 (průměrná pevnost 13,6 MPa). Pokles impulsové rychlosti pod hodnotu 3  000  m/s prakticky znamená, že nejsou splněny ani minimální požadavky na  beton pro nosné konstrukce. Pokud impulsová rychlost překročí hodnotu 3 700 m/s, jedná se s velkou pravděpodobností o  konstrukční beton pevnostní třídy C 16/20 (průměrná pevnost v tlaku 26,5 MPa). Vždy je však třeba mít na  paměti vliv kameniva, vlhkosti a stáří betonu. Určující kalibrační vztah pro nárůst pevnosti a modulu pružnosti mostního betonu Využití nedestruktivních metod pro stanovení pevnosti a modulu pružnosti je velmi výhodné všude tam, kde potřebujeme ověřit vlastnosti konstrukce bez možnosti destruktivního zásahu. Druhý praktický příklad se týká moderního betonu třídy C 30/37 určeného pro mostovku nového mostu betonovaného v  září roku 2010 na  ulici Sportovní v  Brně. Cílem bylo vytvořit kalibrační vztah, podle něhož by mohl být přímo na konstrukci nedestruk76

tivně sledován nárůst pevnosti v tlaku a modulu pružnosti betonu. Pro tento účel bylo při betonáži mostovky odebráno celkem osmnáct zkušebních těles ve  tvaru krychle (d = 150 mm) a  stejný počet hranolů (d = 100 mm, L  = 400 mm). Krychle i  hranoly byly rozděleny do  šesti sad po  třech tělesech. Zkoušením těchto sad v různém stáří (2, 3, 7, 14, 28 a 90 dnů) byl dosažen rozsah pevností v tlaku přibližně od  30 do  75  MPa, čemuž odpovídal rozsah impulsové rychlosti ultrazvuku přibližně od  4,1 do  4,7 km/s. Kalibrační vztah pro pevnost v  tlaku má tvar: fc,cube(v) = 11,39v2 – 12,367v – 11,19 pro 4,1 ≤ v ≤ 4,7 , (4) kde fc,cube(v) je odhad krychelné pevnosti v tlaku betonu [MPa]. Výše uvedený kalibrační vztah je znázorněn na obr. 2 a je doplněn o křivky z norem [10] a [12]. Důvodem vysokého stupně statistické závislosti pevnosti a impulsové rychlosti (součinitel korelace R = 0,93) je skutečnost, že se jedná o  konkrétní druh betonu známého složení, kdy parametr pevnosti v  tlaku se mění pouze vlivem doby zrání betonu. Zajímavé je porovnání sklonu křivek. Na  rozdíl od  předchozího příkladu pro „tradiční“ beton je sklon kalibrační křivky podle (4) výrazně strmější a lépe odpovídá základní křivce z ČSN EN 13791 [12]. Výrazně lépe než pevnost v  tlaku se pomocí ultrazvuku dá odhadnout hodnota statického modulu pružnosti Ec. Kalibrační vztah pro vývoj modulu pružnosti stejného mostního betonu má tvar:

Ec(v) = –5,634v2 + 69,81v – 167,6 pro 4,1 ≤ v ≤ 4,7 , (5) kde Ec(v) je odhad statického modulu pružnosti betonu [GPa]. Ultrazvuková metoda je nejlepší pro odhad modulu pružnosti betonu, při vhodné kalibraci se odchylka od  skutečné hodnoty modulu pružnosti pohybuje do 2 GPa. Pro odhad pevnosti v tlaku budou zřejmě i nadále používány spíše metody tvrdoměrné. VLIV TEPLOTY NA MODUL PRUŽNOSTI BETONU

Jak ukázal již předchozí příklad, nejlepší využití má ultrazvuková impulsová metoda při nedestruktivním stanovení hodnoty modulu pružnosti betonu. Modul pružnosti je pro všechny konstrukce citlivé na  deformace velmi důležitou materiálovou charakteristikou, přičemž se jedná především o prvky i celé konstrukce z předem nebo dodatečně předpjatého betonu [1]. Další příklad využití ultrazvuku je zaměřen na sledování vývoje modulu pružnosti betonu při různé teplotě uložení betonu. Hodnota modulu pružnosti betonu v raném stadiu zrání má největší vliv na výsledné deformace konstrukce. Pokud není hodnota modulu pružnosti betonu v okamžiku vnesení předpětí dostatečná, pak výsledné deformace budou výrazně vyšší, než s  jakými je v  projektu počítáno. Důsledkem mohou být negativní jevy (např. vyšší ztráta předpětí, větší nadvýšení nosníků), které způsobí problémy v  dalších etapách výstavby. Vnášení předpětí do  betonu může nastat velmi brzy, např. u prefabrikovaných nosníků již po 24 h zrání betonu, a právě v této situaci je vhodné kvalitu

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

VĚDA A VÝZKUM

❚

3 Ec(v) = –5,634v + 69,81v – 167,6 R = 0,985 2

38 36

Modul pružnosti Ec [GPa]

34 32 30 28 26 24 22 20 3,9

4,0

4,1

4,2

4,3

4,4

4,5

4,6

4,7

4,8

Rychlost v [km.s-1]

betonu nedestruktivně ověřit, obzvláště pokud okolní prostředí není pro zrání betonu vhodné (např. betonáž v zimním období) [8]. Požadované vlastnosti betonu jsou úzce spjaty s  vhodným ošetřováním, které je mimo jiné spojeno s  kontrolou teploty během zrání betonu. Právě teplota okolního prostředí, zejména v počátečních stadiích, hraje významnou roli ve  vývoji betonu a  má rozhodující vliv na  chování betonu či konstrukce při jeho následném používání [3], [4], [6]. V  normách [14] a  [16] je definováno 20 °C jako teplota, při které se ověřují charakteristiky betonu. Přesně vyčíslená hodnota teploty je obecně známým pravidlem, které má zabránit pochybnostem při ověřování kvality betonu [3]. Ve stavební praxi je však běžné, že betonáž probíhá za  téměř jakýchkoliv termálních podmínek. V  případě, že panují nízké teploty, má betonáž určitá specifika a je nutné dodržovat jisté zásady. Teplota čerstvého betonu v  době dodání nesmí být menší než +5  °C [14]. Při teplotách nižších než +5 °C se výrazným způsobem zpomaluje hydratace a  pokud teplota klesne pod bod mrazu, hydratace se dokonce zcela zastaví. Velkým problémem je pak mrznoucí voda, která zvětšuje svůj objem o přibližně 9 %, v důsledku čehož mohou v betonu s nedostatečnou pevností vznikat trhliny. Tím může dojít k  nevratnému zhoršení mechanických vlastností betonu [3], [4], [5]. Při nízkých teplotách musí být tedy beton ošetřován tak, aby teplota jeho povrchu neklesla pod 0 °C, a  to do  doby, než jeho pevnost v tlaku nedosáhne hodnoty alespoň 5 MPa [14], [15]. 3/2013

❚

V  případě, že se konstrukce přestane příliš brzy proteplovat, či se dříve odbední, může dojít k  jejímu poškození v  důsledku nedostatečné pevnosti betonu [6]. Vlastnosti betonu se zlepšují úměrně délce doby, po kterou je beton vhodně ošetřován. Zatímco jednodenní pevnost v  tlaku betonu roste se zvyšující se teplotou okolního prostředí, pevnost v tlaku po 28 dnech zrání naopak se zvyšující se teplotou klesá [3], [6]. Na  základě výše uvedených skutečností byl naplánován experiment, který se zabývá časovým vývojem kvality betonu s ohledem na vliv okolní teploty, viz již článek autorského kolektivu [9]. O  tom, nakolik je beton kvalitní a jestli dostatečně rychle zraje, velmi dobře vypovídá rychlost šíření ultrazvukového vlnění betonem. Ze znalosti tohoto údaje je poté možné vypočítat nejen pravděpodobnou hodnotu pevnosti v tlaku, ale také dynamickou hodnotu modulu pružnosti. Pro zrání referenční sady betonových těles byla jako teplota okolního prostředí pochopitelně zvolena hodnota 20  °C. Druhé dvě sady zkušebních těles zrály při nižších teplotách okolního prostředí – druhá sada byla stále uložena v  prostředí s  konstantní teplotou +10  °C, beton třetí sady zkušebních vzorků zrál při teplotě +5  °C (obr. 4). Všechna tělesa byla do předepsaných teplot uložena bezprostředně po betonáži a byla v nich ponechána (s výjimkou velmi krátkého časového úseku nutného k  odformování těles) až do chvíle zkoušení. V každé sadě se nacházelo mimo jiné osmnáct kusů hranolů, které byly po  trojicích odzkoušeny v  šesti časových úsecích

technologie • konstrukce • sanace • BETON

SCIENCE AND RESEARCH

– zkoušky probíhaly po  1, 2, 3, 7, 14 a  28 dnech zrání betonu. Na  jednotlivých hranolech byly kromě rychlosti šíření UZ impulsů (obr. 5) ověřovány další charakteristiky včetně pevnosti v tlaku, a proto bylo nutné vyrobit hranolů osmnáct. Pokud by byla zjišťována pouze rychlost šíření UZ vlnění, postačila by pouze trojice zkušebních těles, jelikož se jedná o  nedestruktivní zkoušku. Pro popisovaný experiment byl zvolen beton C 45/55, který je určený zejména k  výrobě předem předpjatých mostních nosníků. Navíc měli již autoři se zkoušením tohoto betonu zkušenosti z dřívějších experimentů [8]. Cílem experimentu bylo zachytit časový vývoj rychlosti šíření UZ vlnění betonem a  dynamický modul pružnosti betonu v závislosti na teplotě okolního prostředí, ve  kterém beton zrál. Vývoj rychlosti šíření UZ impulsů betonem v čase je zaznamenán v tab. 2 a 3. Na  základě znalosti rychlosti šíření UZ byla vypočtena hodnota dynamického modulu pružnosti betonu Ecu, jehož časový vývoj je předmětem grafu na obr. 6. Na  základě získaných výsledků byl jednoznačně prokázán negativní vliv nízké teploty okolního prostředí na rychlost nárůstu modulu pružnosti. Ultrazvuková impulsová metoda umožňuje velmi dobře sledovat vývoj vlastností betonu v čase, pokud tedy probíhá betonáž a následné předpínání prvku či konstrukce v  zimních měsících při nízkých teplotách (a  panují obavy, že beton není dostatečně vyzrálý), je možné pomocí ultrazvuku vývoj charakteristik ověřit. Z ÁV Ě R

Ultrazvuková impulsová metoda má široké možnosti použití při kontrole kvality betonu a  diagnostice betonových konstrukcí, přesto není v  našem stavebnictví příliš využívána. Nejlépe se touto metodou zjišťuje rovnoměrnost betonu, přičemž na  toto téma autoři již publikovali [17]. O  stanovení dynamických modulů pružnosti z  impulsové rychlosti a přepočtech na moduly statické autoři připravují samostatnou publikaci. Z impulsové rychlosti je možné s jistými omezeními odhadnout i  pevnost v tlaku betonu, zejména při diagnostice starších konstrukcí. Prokazování shody pro pevnost v tlaku nových betonů je však problematické, neboť obecné a směrné kalibrační vztahy byly vytvo77

VĚDA A VÝZKUM

❚

SCIENCE AND RESEARCH

4

5

78

6 50,0 45,0 Dynamický modul pružnosti Ecu [GPa]

Literatura: [1] Aïtcin P.-C.: Vysokohodnotný beton. Český překlad Bílek V., Vydání 1., Praha: ČKAIT, 2005, ISBN 80-86769-39-9 [2] Leslie J. R., Cheeseman W. J.: An ultrasonic method for studying deterioration and cracking in concrete structures. Amer. Concrete Inst., Proceedings. Vol. 46. Sept. 1949. p.  17–36 [3] Collepardi M.: Moderní beton. Český překlad Bílek V., Vydání 1., Praha: ČKAIT, 2009, 344 s. ISBN 978-80-87093-75-7 [4] Pytlík P.: Technologie betonu. Vydání 2., Brno: VUT v Brně – VUTIUM, 2000, ISBN 80-214-1647-5 [5] Klečka T. a kol.: Příručka technologa, Beton – suroviny – výroba – vlastnosti. Vydání 2. Praha: Artis, 2005, 208 s [6] Bajza A., Rouseková I.: Technológia betónu. Vydání 1., Bratislava: Jaga Group, s. r. o., 2009, 190 s. ISBN 80-8076-032-2 [7] Cikrle P., Bílek V.: Modul pružnosti vysokopevných betonů různého složení. Beton TKS. 2010. 2010(5). p. 40–44. ISSN 1213-3116 [8] Kocáb D., Cikrle P.: Modul pružnosti betonu prefabrikovaných mostních nosníků. Zkoušení a jakost ve stavebnictví 2010. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2010. ISBN 978-80-214-4144-6 [9] Kocáb D., Cikrle P., Kucharczyková B., Pospíchal O.: Vliv nízké počáteční teploty betonu na výsledný modul pružnosti. Zkoušení a jakost ve stavebnictví 2011. VUT v Brně. ISBN 978-80-214-4338-9 [10] ČSN 73 1371 Nedestruktivní zkoušení betonu – Ultrazvuková impulzová metoda zkoušení betonu. ČNI, 2011 [11] ČSN EN 12504-4 Zkoušení betonu – Část 4: Stanovení rychlosti šíření ultrazvukového impulsu. ČNI, 2005 [12] ČSN EN 13791 Posuzování pevnosti betonu v tlaku v konstrukcích a v prefabrikovaných betonových dílcích. ČNI, 2007 [13] ČSN 73 2011 Nedestruktivní zkoušení betonových konstrukcí. ČNI, 2012 [14] ČSN EN 206-1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda. ČNI, 2001 [15] ČSN EN 13760. Provádění betonových konstrukcí. ČNI, 2010 [16] ČSN EN 197-1: Cement – Část 1: Složení, specifikace a kritéria shody cementů pro obecné použití. ČNI, 2001 [17] Kocáb D., Pospíchal O., Cikrle P.: Ověření rovnoměrnosti betonu použitého pro stanovení vlivu délky ošetřování na kvalitu betonu. TZB-info. Brno: TZB-info, 2013. ISSN: 1801-4399

40,0 35,0 30,0

REF

25,0

10 °C

20,0

5 °C

15,0 10,0 5,0 0,0 0

5

10

15

20

25

30

Stáří [d]

Tab. 2 Rychlosti šíření ultrazvukového vlnění betonem na všech zkušebních hranolech ❚ Tab. 2 Ultrasonic pulse velocity in concrete in all test specimens

Stáří [d] REF

10 °C

5 °C

1

2

3

7

14

28

4 131 4 086 4 101 3 420 3 496 3 409 2 500 2 507 2 542

4 295 4 367 4 266 3 957 4 057 3 966 3 783 3 676 3 777

4 356 4 461 4 364 4 122 4 202 4 107 4 007 4 003 4 028

4 528 4 534 4 512 4 336 4 351 4 377 4 255 4 257 4 261

4 571 4 608 4 548 4 450 4 488 4 435 4 473 4 446 4 453

4 648 4 710 4 617 4 582 4 658 4 493 4 610 4 586 4 606

Tab. 3 Průměrné hodnoty rychlosti šíření UZ vlnění na jednotlivých sadách zkušebních těles po daných dobách zrání betonu, včetně směrodatných odchylek ❚ Tab. 3 Average values of the ultrasonic pulse velocity in the individual sets of test specimens after the specified times of the concrete maturing (including standard deviations)

Stáří [d] průměr REF sm. odch. průměr 10 °C sm. odch. průměr 5 °C sm. odch.

1

2

3

7

14

28

4 106 23 3 442 48 2 516 23

4 309 52 3 993 55 3 745 60

4 394 59 4 144 51 4 013 14

4 525 11 4 355 20 4 257 3

4 576 30 4 457 27 4 457 14

4 658 47 4 578 83 4 601 13

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

VĚDA A VÝZKUM Obr. 4 Uložení těles po betonáži do chladicího zařízení, kde byla udržována požadovaná teplota +5 nebo +10 °C ❚ Fig. 4 Storing of the specimens in a cooling device, where the desired temperature was kept at +5 or +10 °C Obr. 5 Měření rychlosti šíření impulsů ultrazvukového vlnění přístrojem TICO ❚ Fig. 5 Measuring of ultrasonic pulse velocity with the TICO device Obr. 6 Vývoj dynamického modulu pružnosti Ecu pro beton zrající při různých teplotách +20 °C (REF), +10 a +5 °C ❚ Fig. 6 Development of the dynamic modulus of elasticity Ecu for concrete that is hardening in an environment with different temperatures +20 °C (REF), +10 a +5 °C

řeny pro tradiční betony a nejsou příliš přesné. Ani tvorba určujících kalibračních vztahů pro nový beton známého složení však nemusí přinést požadované zpřesnění. Při porovnání výsledků zkoušek tradičních a moderních betonů se totiž ukázalo, že u moderních betonů jsou kalibrační křivky výrazně strmější, což znamená, že na  stejný rozdíl rychlostí připadá větší rozdíl pevností betonu. Metoda je tedy méně citlivá, než tomu bylo u betonů vyráběných v minulosti. Ultrazvuk tak bude nadále využíván pro stanovení rovnoměrnosti betonu, dynamických modulů pružnosti a pro sledování vývoje vlastností betonu (včetně pevnosti v  tlaku) v  čase, např. při jeho zrání v různých klimatických podmínkách.

Uvedených výsledků bylo dosaženo díky finanční podpoře projektu specifického vysokoškolského výzkumu FAST-J-11-26 s názvem „Vliv počátečních podmínek na modul pružnosti betonu“.

Ing. Petr Cikrle, Ph.D. tel.: 541 147 814 e-mail: [email protected] Ing. Dalibor Kocáb tel.: 541 147 811 e-mail: [email protected] Ing. Ondřej Pospíchal tel.: 541 147 811 e-mail: [email protected] všichni: Fakulta Stavební VUT

❚

SCIENCE AND RESEARCH

VÝSLEDKY ARCHITEKTONICKÉ SOUTĚŽE M Ě S TA B E Z   S M O G U 2 0 1 3 Ve středu 29. května 2013 se v prostorách brněnského Domu umění uskutečnilo slavnostní vyhlášení výsledků druhého ročníku architektonické soutěže Města bez smogu. Vyhlašovatel soutěže společnost Českomoravský cement, a. s., udělil spolu s partnery celkově osm cen. Soutěž byla pořádána v souladu se soutěžním řádem České komory architektů. O hlavních cenách rozhodovala nezávislá odborná porota složená z architektů, která hodnotila zejména kvalitu architektonického a urbanistického řešení, způsobilost k realizaci, zdůvodnění vhodnosti použití technologie TX Active, kreativitu, nápaditost a estetičnost. „Teprve druhý ročník soutěže je pro ni vypovídající. Počet 94 přihlášených soutěžních návrhů více než dost potvrzuje, že soutěž je atraktivní a stále výzvou. Tato vysoká účast prokazuje jak autoritu soutěže, tak její poroty.“ shrnul na úvod vyhlášení předseda poroty Ing. arch. Ludvík Grym.

1

2

1. místo a cenu 50 000 Kč získala za soutěžní návrh „Steradián“ autorka Viktorie Prokopová z Vysoké školy uměleckoprůmyslové v Praze (obr. 1). Soutěžní návrh představuje nový prvek ve veřejném osvětlení, který na rozdíl od běžných exteriérových lamp neobsahuje zdroj osvětlení, ale slouží jako odrazová plocha reflektorů. Ve  dne působí Steradián jako skulptura, v noci se stává funkčním svítidlem. Díky spodnímu ozáření UV světlem může technologii TX Active využívat i bez slunečního záření. 2. místo a cenu 20 000 Kč obdržel za soutěžní návrh „Anemone“ autor Bc. Petr Strakoš z  Fakulty architektury ČVUT v  Praze. Anemone představuje flexibilní sasanku ve veřejném prostoru města (obr. 2). 3. místo a cenu 10 000 Kč získala za soutěžní návrh „Busstobject“ autorská dvojice Ing. arch. Ivo Jelínek a Markéta Jáňová. Jedná se o návrh multifunkční zastávky hromadné dopravy vytvořené využitím moderní metody 3D tisku (obr. 3). Jedinečné je také řešení povrchu zastávky, které definuje stavební geometrie buněčných membrán tzv. „gyroid“ fungující na  principu minimálních ploch a  definovaný matematickou rovnicí.

3

Použití tohoto konceptu maximalizuje vlastnosti technologie TX Active. Originalitu a lehký vtip ocenila porota dvěma mimořádnými cenami u  návrhů „Falling cubes“ Františka Nováka a  „Holubi“ Davida Šmída. Generální ředitel společnosti Ing.  Jan Hrozek předal zvláštní cenu návrhu „BikeBench“ Marka Šimaie, který ztvárnil multifunkční městský mobiliář s  vizuálním přesahem. Cenu odborného portálu TZB-info.cz obdržel Marek Hubáček za návrh „Strom života“. Další z  partnerů soutěže dceřiná společnost Českomoravský beton, a. s., ocenila návrh „Časoměrná fontána“ autora Jana Brejchy. Součástí vyhlášení bylo ukončení on-line hlasování probíhajícího na soutěžních stránkách www.bezsmogu.cz. Cenu veřejnosti získali studenti Fakulty architektury VUT v Brně Jakub Frolík a Michael Kohout. Jejich návrh „5thAve/aloe vera“ představuje systém pouličního osvětlení. Soutěžní návrhy je možné si prohlédnout na  internetových stránkách soutěže www. bezsmogu.cz. TZ Českomoravský cement, a. s., Mokrá redakčně zkráceno

v Brně www.fce.vutbr.cz Text článku byl posouzen odborným lektorem.

3/2013

❚

Obr. 1 Vítězka soutěže Viktorie Prokopová z VŠUP v Praze u svého návrhu Obr. 2 Bc. Petr Strakoš z FA ČVUT v Praze a jeho návrh „Anemone“, 2. místo Obr. 3 Markéta Jáňová, spoluautorka, u návrhu „Busstobject“, 3. místo

technologie • konstrukce • sanace • BETON

79

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR SUSTAINABLE BUILDING AND REFURBISHMENT FOR NEXT GENERATIONS Konference CESB 13 Termín a místo konání: 26. a 28. června 2013, Praha • Šetrné rekonstrukce stávajících budov • Regenerace průmyslového dědictví • Low-tech a high-tech materiály pro udržitelné budovy • Integrované navrhování budov • Metody a nástroje pro hodnocení • Udržitelná výstavba budov ve výuce Kontakt: www.cesb.cz

FIBRE CONCRETE 2013 7. mezinárodní konference Termín a místo konání: 12. a 13. září 2013, Praha • Research • Technology • Design • Application • Codes and standards • FRC and sustainability Kontakt: http://concrete.fsv.cvut.cz/fc2013

VODNÍ PAPRSEK 2013 – VÝZKUM, VÝVOJ, APLIKACE 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 22. až 24. října 2013, Karolinka Kontakt: http://www.ugn.cas.cz/events/2013/vp/ index.php

20. BETONÁŘSKÉ DNY 2013 Konference s mezinárodní účastí Termín a místo konání: 27. a 28. listopadu 2013, Hradec Králové Kontakt: www.cbsbeton.eu

CONCRETE ROADS 2014 12. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 23. až 26. září 2014, Clarion Congress Hotel Praha • Sustainable pavements • Solutions for urban areas • Design and construction • Maintenance and rehabilitation Kontakt: e-mail: [email protected], www.concreteroads2014.org

ZAHRANIČNÍ KONFERENCE A SYMPOZIA FIBER REINFORCED POLYMERS FOR REINFORCED CONCRETE STRUCTURES – FRPRCS – 11 11. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 26. až 28. června 2013, Guimarães, Portugalsko • Test recommendations for reliable characterization of FRP materials and systems • New FRP-based materials, systems and strengthening techniques • Bond behaviour of FRP systems • Durability and long term behaviour of FRP • Reinforcement and strengthening performance of FRP systems • Seismic strengthening with FRP systems • Advanced numerical models and simulations for FRP based reinforced/strengthened structures • Health monitoring through FRP systems and quality control • Codes, standards and design guidelines for FRP • Field applications of FRP reinforcement Kontakt: www.frprcs11.uminho.pt

SUSTAINABLE CONSTRUCTION MATERIALS AND TECHNOLOGIES – SCMT3 Mezinárodní konference Termín a místo konání: 18. až 21. srpna 2013, Kyoto, Japonsko • Sustainable construction materials and structures • Durability of construction materials • Maintenance and life cycle management of concrete structure Kontakt: www.jci-net.or.jp/~scmt3/

80

RHEOLOGY AND PROCESSING OF CONSTRUCTION MATERIALS Mezinárodní RILEM konference společně s

SELF-COMPACTING CONCRETE 7. RILEM konference Termín a místo konání: 2. až 4. září 2013, Paříž, Francie Kontakt: www.sccparis2013.com

CCC 2013 9. středoevropský betonářský kongres Termín a místo konání: 5. a 6. září 2013, Wroclaw • Innovative application of concrete in public places • Concrete in urban areas • Concrete properties • Maintenance and revitalization of concrete structures Kontakt: http://www.ccc2013.pwr.wroc.pl/

COMPUTATIONAL TECHNOLOGIES IN CONCRETE STRUCTURES – CTCS13 Mezinárodní konference Termín a místo konání: 8. až 12. září 2013, Jeju, Korea Kontakt: http://asem.cti3.com/CTCS.htm

LONG SPAN BRIDGES AND ROOFS 36. IABSE sympozium Termín a místo konání: 24. až 27. září 2013, Kolkata, Indie • Planning, Design • Research, Development, Implementation • Operation and Maintenance Kontakt: www.iabse.org/kolkata2013

FIRE SPALLING 2013 3. mezinárodní workshop Concrete spalling due to fire exposure Termín a místo konání: 25. až 27. září 2013, Paříž, Francie Kontakt: http://www.firespalling2013.fr/

ULTRA-HIGH PERFORMANCE FIBRE-REINFORCED CONCRETE – UHPFRC 2013 2. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 1. až 3. října 2013 (změna termínu), Marseille, Francie • Structural applications in civil engineering and bridge structures, major infrastructure projects, marine works, offshore structures • Frames and building envelopes • Building elements, functional and architectural components • Strengthening, rehabilitation • Durability (feedback, use in aggressive environments) • Sustainability, Life cycle analysis, recycling • Resistance under extreme conditions (fire, earthquake, impact) • Implementation, in situ application, inspection • Recommendations, design codes, national and international standards • Modeling, calculations and justifications, reliability • Contractual use of UHPC: variants, economy, security, insurance Kontakt: http://www.afgc.asso.fr/index.php/ uhpfrc2013

BETÓN 2013 10. konference s mezinárodní účastí Termín a místo konání: 3. a 4. října 2013, Štrbské Pleso, Slovensko • Štandardizácia • Stavebné materiály a vlastnosti betónu • Výroba betónu • Kvalita, OŽP a BOZP Kontakt: http://www.savt.sk

CONCRETE AND CONCRETE STRUCTURES 2013 6. mezinárodní konference Termín a místo konání: 23. až 25. října 2013, Terchová – Vrátná Dolina, Slovensko

• New materials and products in concrete and concrete structures • New trends in theory, design and construction • Development in structural systems • Diagnostic of concrete structures and bridges • Maintenance, rehabilitation and reconstruction • Standardisation in concrete and concrete structures, Eurocodes • Composite structures and bridges Kontakt: http://svf.uniza.sk/kskm/ccs2013/

BETÓN NA SLOVENSKU 2010 – 2014 Celoslovenská konference Termín a místo konání: 14. až 15. listopadu 2013, Grand hotel Bellevue, Vysoké Tatry, Slovensko • Realizované mostné objekty; Projekty mostov vo výstavbe; Mosty vo výstavbe • Veda – výskum; Diagnostika a monitoring betónových konštrukcií a mostov • Materiály • Podzemné stavby • Opravy a rekonštrukcie betónových konštrukcií a mostov • Štúdie a projekty pripravovaných mostných objektov • Legislatíva Kontakt: http://www.fib-sk.sk

IMPROVING PERFORMANCE OF CONCRETE STRUCTURES 4. mezinárodní fib kongres Termín a místo konání: 10. až 14. února 2014, Mumbai, India Kontakt: www.fibcongress2014mumbai.com

BAUKONGRESS 2014 (dříve Betontag) Mezinárodní konference Termín a místo konání: 3. a 4. dubna 2014, Vídeň, Rakousko • Angewandte Forschung und Entwicklung • Aktuelle Verkehrsinfrastrukturprojekte • Aktuelle Hochbauprojekte • Tunnel & Brücke • Straße & Schiene • Projekte in den Nachbarländern Österreichs • Bauen im internationalen Bereich • Ingenieurprojekte im Energiebereich/alternative Energien • Hochhaus-, Geschäfts- und Bürohausbau • Industrie- und Kommunalbau • Umwelttechnik Kontakt: www.baukongress.at

CONCRETE INNOVATION CONFERENCE – CIC 2014 Termín a místo konání: 9. až 11. června 2014, Oslo, Norsko • Environmentally friendly concrete structures • Efficient construction • Structural design and structural performance • Prolongation of service life Kontakt: www.cic2014.com

PH.D. SYMPOZIUM IN CIVIL ENGINEERING 10. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 21. až 23. července 2014, Quebec, Kanada Kontakt: www.fib-phd.ulaval.ca

NORDIC CONCRETE RESEARCH (NCR) 22. mezinárodní sympozium

změna, původní termín 6/2013

Termín a místo konání: 13. až 15. srpen 2014, Reykjavik, Island Studenti se mohou ucházet o 10 studentských cestovních grantů NCR. Více na www.rheo.is. Kontakt: www.nordicconcrete.net

UTILIZATION OF HIGH PERFORMANCE CONCRETE 10. mezinárodní fib sympozium Termín a místo konání: 15. až 18. září 2014, Peking, Čína Kontakt: www.hpc-2014.com

BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

3/2013

F I R E M N Í P R E Z E N TA C E

❚

COMPANY PRESENTATION

I TADY MŮŽE BÝT VAŠE INZERCE ! FORMÁTY ❚ 210 x 297 mm rozměry všech inzerátů jsou čisté (po ořezu) + na spad je třeba přidat dalších 5 mm

FORMÁT A4 čistý formát 210 x 297mm (po ořezu) + spad 5 mm

102,5 x 259 mm

87,5 x 259 mm

1/2 A4 vpravo na spad

1/2 A4

RFEM

ramy e prog š a n e t ušej ce Vyzko í licen n e č j ů p tné za Bezpla

A4 A4 vpravo na spad

RSTAB

1/2 A4 A4

1/2 A4 vpravo na spad

1/2 A4

RSTAB 7 Program pro výpočet prutových konstrukcí

195 x 259 mm

180 x 259 mm

195 x 127,5 mm

180 x 127,5 mm

71,7 x 259 mm

56,7 x 259 mm

102,5 x 127,5 mm

102,5 x 65,8 mm

1/4 A4 vpravo na spad

1/8 A4 vpravo na spad

1/3 A4 vpravo na spad

1/3 A4

1/3 A4

1/4 A4

1/8 A4

1/3 A4 vpravo na spad

1/3 A4

1/4 A4

1/8 A4

195 x 86,5 mm

180 x 86,5 mm

87,5 x 127,5 mm

87,5 x 65,8 mm

RFEM Program pro výpočet prostorových konstrukcí metodou konečných prvků

CENÍK ❚ Formát A4 A4 A4 1/2 A4 1/3 A4 1/4 A4 1/8 A4

Umístění Cena v Kč 4. strana obálky 80 000,3. strana obálky 50 000,vnitřní strana 35 000,vnitřní půlstrana (na šířku / na výšku) 20 000,vnitřní čtvrtstrana (na šířku / na výšku) 15 000,vnitřní čtvrtstrana (na šířku / na výšku) 12 000,inzerát nebo tisková zpráva 8 000,propagační článek 30 000,– za každou celou stranu vklad vlastních propagačních materiálů 8 000,-

SLEVY: při opakování inzerátu v rámci ročníku . . -10 % pro členy SVC ČR, SVB ČR, ČBS a SSBK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -15 % Jiné možnosti či kombinace po dohodě s redakcí. Při objednání firemní prezentace do konce ledna další sleva . . . . . . . . . -10 % PŘIRÁŽKY: přesné umístění . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +10 % grafické zpracování . . . . . . . . . . . . . . . . +10 %

Ceny jsou uvedeny bez DPH. Způsob placení: inzerce a PR články jsou placeny na základě faktury vystavené po jejich vytištění v časopise. Klient obdrží současně s fakturou dva výtisky časopisu, v případě zájmu lze přiobjednat větší množství.

www.betontks.cz PŘÍJEM INZERCE ❚ Beton TKS, s. r. o., Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel.: 604 237 681, e-mail: [email protected]

Podpora nových evropských norem Různé národní přílohy Cena programu již od 33 450 Kč Česká verze včetně manuálů

Bezplatná B ezpllattná á st studentská tudent d tská ká verze Demoverze zdarma ke stažení

www.dlubal.cz Ing. Software Dlubal s.r.o. Anglická 28, 120 00 Praha 2 Tel.: +420 221 590 196 Fax: +420 222 519 218 www.dlubal.cz [email protected]

Inzerce 71.7x259 spad CZ (Beton)_02.indd 1

23.3.2011

rychlejší, přesnější, dostupnější a zdarma

www.condict.eu čtyřjazyčný technický slovník jazyky EN, D, F, CZ přes 10 000 výrazů v každém jazyce výrazy ze stavebního inženýrství, zejména betonového termíny technických norem překlad víceslovných výrazů, zkratek

jazyk vyhledávání

jazyk překladu max. 3 jazyky

hledané slovo (nemusí být přesné)

nalezené překlady

našeptávání tvaru hledaného slova

vybraný překlad

doplňující informace k vybranému překladu

webový odkaz na výklad výrazu

Česká betonářská společnost ČSSI Czech Concrete Society www.cbsbeton.eu

Svaz výrobců betonu ČR Readymix Concrete Producers Association of the Czech Republic www.svb.cz