S A N A C E

3/2008

SANAC E

abS\Oab¦^

^`OQ]d\tÈYt`O

#

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

F1! VgR`]Wh]ZtQWO TOPW„\

F; F2!

s 

ab`]^\thtYZOR]dtR]aYO

32/ P

TRVANLIVOSTI PODZEMNÝCH GARÁŽÍ

/28

VADY A PORUCHY PREFABRIKOVANÝCH STĚNOVÝCH SYSTÉMŮ VÍCEPODLAŽNÍCH BUDOV

/12

A R E Á L TOVÁ R N Y W A LT E R V PRAZE-JINONICÍCH

/72

OBNOVENIE

ROBLEMATIKA VAD A PORUCH PANELOVÝCH DOMŮ

3 7/ R L V

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

EKONSTRUKCE MOSTU PŘES IBOCHOVICÍCH

OHŘI

6 1 / 2P 1 .

ANELOVÝ DŮM STOLETÍ

40/ S

ANACE OBVODOVÉHO PLÁŠTĚ PANELOVÝCH DOMŮ HK-60

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

76/ G

RABUNDSSTAEDTE - SOCHA – PAMÁTNÍK POD ŠIRÝM NEBEM V HALLE-SILBERHÖHE

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

Ročník: osmý Číslo: 3/2008 (vyšlo dne 16. 6. 2008) Vychází dvouměsíčně

OBSAH ÚVODNÍK S A NAČ N Í Ú VA H Y P O D Leonard Hobst

DÁLN IČ N Í M MOSTE M

/2

S A N AC E

TÉMA

PA N E LOV ÝC H BY TOV ÝC H DOM Ů P O MO C Í

VĚDA /6

Michal Illner

P R O F I LY ODS – D OPR AVN Í

STAVBY

O STR AVA , A . S .

/10

A VÝZKUM

Z KOU ŠE N Í M R A ZUVZDOR NOSTI B ETO N U Jiří Dohnálek, Rudolf Hela, Petr Tůma, Jiří Kolísko, Jan Hromádko

/54

SOFTWARE N OVÉ

S TAV E B N Í

/50

/3

BYL A , JSOU A Č Í M SE MOHOU STÁT NAŠE

P OSTU PY V YHODNO C E N Í

LCC

PAN E LOV ÝC H OB J E KTŮ

KONSTRUKCE

Václav Beran, Petr Dlask, Daniel Macek

/62

A P O R U C HY PR E FAB R I KOVA NÝC H STĚ NOV ÝC H

SYSTÉ M Ů VÍC E P ODL A ŽN ÍC H B U DOV

/12

Jiří Witzany V Ý V OJ

/49

Aleš Taufar, Jiří Kubanek

PA N E LOV ÝC H OB J E KTŮ

SÍ DLIŠTĚ

V ADY

V ÝROBY C E M E NTU

DODATEČ N Ě VKL ÁDAN É H E LI K ÁLN Í V ÝZTU ŽE

M EC HAN IC K Á ODOLNOST Václav Vimmr ČÍM

E N E RG ETIC K Á NÁROČ NOST Jan Gemrich

PA N E LOV ÝC H SOUSTAV V Č ESKOSLOVE NSKÉ M

NORMY •

•

J AKOST

C E RT I F I K AC E

E U ROKÓD EN 1991-1-7 M I MOŘ ÁDNÁ Milan Holický, Jana Marková

/20

O BVO DOVÉ

STĚ NY PA N E LOV ÝC H B U DOV Z H LE DISK A

M EC HAN IC KÉ ODOLNOSTI A STAB I LIT Y

/66

Václav Vimmr, Tomáš Vimmr

/23

O B NOVE N I E Juraj Bilčík

/28

TRVA N LIVOSTI P O DZE M NÝC H GAR ÁŽÍ

P ROB LE MATI K A

VA D A P OR U C H PA N E LOV ÝC H DOM Ů

NA PR AKTIC KÉ M , N I KOLIV V ÝJ I M EČ N É M PŘ Í K L A DĚ

/32

Jiří Zmek B EZPEČ NOST

PA N E LOV ÝC H B U DOV PŘ I PŮ SO B E N Í

SE ISM IC KÉ HO Z ATÍŽE N Í

/34

Jiří Karas R E KONSTR U KC E MOSTU PŘ ES O H Ř I Petr Jelínek, Vladimír Engler, František Hanuš S A N AC E OBVODOVÉ HO HK-60 Bohumil Rusek

M AT E R I Á L Y V YUŽITÍ

V

L I BOC HOVIC ÍC H /37

PL ÁŠTĚ PA N E LOV ÝC H DOM Ů

/40

A TECHNOLOGIE

SKLOVL ÁKNOB ETON U PRO R EG E N E R AC I

BALKÓNOV ÝC H Z ÁB R A DLÍ A DALŠÍ A PLI K AC E

Hynek Vilam, René Čechmánek, Petr Doležal

/46

SPEKTRUM P A N E LOV Ý REŠERŠE

DŮM

21.

/61

STOLETÍ

A R E Á L T OVÁ R N Y W A LT E R – STUDENTSKÉ PROJEKTY Petr Vorlík

/71

V

P R A Z E -J I N O N I C Í C H FS V ČVUT /72

KO N V E R Z Í N A

G R A B U N D S S TA E DT E - S O C H A – PA M ÁT N Í K Š I RÝ M N E B E M V H A L L E -S I L B E R H Ö H E Dagmar Schmidt RECENZE

POD

/76 /79

AKTUALITY KON FE R E NC E A SYM P OZIA

FIREMNÍ

Redakční rada: Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Zdeněk Gärtner, Ing. Jan Gemrich, Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Jan Kupeček, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Doc. Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda, Ing. Ervin Severa, 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. Grafický návrh: DEGAS, grafický ateliér, Heřmanova 25, 170 00 Praha 7 Sazba: 3P, s. r. o., Staropramenná 21, 150 00 Praha 5 Tisk: Libertas, a. s. Drtinova 10, 150 00 Praha 5

ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ

S E M I NÁ Ř E ,

Vydavatelství řídí: Ing. Michal Števula, Ph.D. Šéfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Produkce: Ing. Lucie Šimečková

Z ATÍŽE N Í

STAVE B N ICT VÍ

Michaela Jehlíková Janečková

Vydává BETON TKS, s. r. o., pro: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí

/80

P R E Z E N TAC E

Mott MacDonald /7 CIFA-Agrotec /9 VSL /17 BASF /25-27 PODLAHY 2008 /31 Zkoušení a jakost ve stavebnictví '08 /49 Ing. Software Dlubal /59 SMP CZ /65 Betosan /71

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 3/2008

Adresa vydavatelství a redakce: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 www.betontks.cz Redakce, objednávky předplatného a inzerce: tel.: 224 812 906 e-mail: [email protected] [email protected] Roční předplatné: 540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč), cena bez DPH 630 Sk (+ poštovné a balné 6 x 35 = = 210 Sk), cena bez DPH 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 Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány. Foto na titulní straně: Panelové sídliště v Praze na Petřinách, foto: Jana Margoldová BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

1

ÚVODNÍK EDITORIAL

SANAČNÍ

ÚVAHY POD DÁLNIČNÍM MOSTEM

Konec akademického roku není jen obdobím zkouškovým, ale i obdobím exkurzí, které studenti s velkou radostí absolvují. K jedné takové exkurzi (podporované Evropským sociálním fondem) byl využit dálniční most nedaleko Brna (obr. 1). Cílem exkurze bylo předvést studentům různé diagnostické metody kontroly (vývrty, endoskopy, měření průhybu mostu aj.), které obvykle předchází sanaci mostu. Na mne konkrétně připadlo předvádění radiografické kontroly výztuže v mostních pilířích jednotlivým skupinkám studentů (obr. 2). Studenti byli na most přiváženi po skupinách, mezi kterými byla časová prodleva a tak jsem měl dosti času, abych si most mohl „pořádně“ prohlédnout. Podle dostupných údajů je jeho stáří 25 let a to je dostatečně dlouhá doba, aby na něm začal hlodat „zub času“. Nejvíce to odnesly krajní nosníky mostu, které jsou u dolní příruby zkrápěny vodou, resp. v zimě „solankou“ z vozovky (obr. 3). Beton i výztuž v těchto místech degradují a z některých míst dolní příruby mostu beton odpadává po kusech, a tak plastové přilby, kterými byli studenti vybaveni, nebyly jen pro parádu. Most sice dle všech příznaků prochází sanací, ale plošina, používaná pro tuto sanační činnost, zela během našeho pobytu prázdnotou. Pohled na „pentagram“ – znak satanistů (po moravsky zřejmě satanášů, jak je pod pentagramem uvedeno) mi po chvíli vnuknul myšlenku (obr. 4), zda tento znak není dílem správců mostu, kteří netradičními metodami (na způsob Fausta) by chtěli pomocí „temných sil“ urychlit sanaci mostu. Tuto myšlenku jsem po chvíli zavrhl, neboť velký nápis na opěře mostu „Vítej v ráji“ svědčí o tom, že kresby jsou asi dílem místních adolescentů, kteří, chráněni mostem před nepřízní počasí, se dostávají do svého „ráje“ pomocí návykových látek. I tyto kresby, kterých je

2

nejen pod tímto mostem plno, bude však nutno jednou sanovat. Dostatek času mezi střídáním poslední skupiny studentů mi umožnil vrátit se ve vzpomínkách o pár let zpátky, do Jižní Afriky, kde jsme v Kapském městě obdivovali stěny objektů, které nebyly pomalovány grafity. Průvodce nám tehdy po určitém váhání sdělil, že i tam byly grafity na stěnách rozšířeny. Avšak od doby, kdy byl jeden sprejer chycen při činu a pracovníci bezpečnostní agentury mu usekli ukazováček na pravé ruce, tvorba grafit se v Kapském městě rapidně snížila. Tento čin byl v místních médiích velmi odsuzován, avšak i přes „velkou snahu“ místní policie nebyla bezpečnostní agentura odhalena. Chvíli jsem uvažoval nad tím, jak na první pohled drastické a odsouzeníhodné metody bývají účinné. Příchod poslední skupinky studentů mě vrátil z tepla Jižní Afriky do reality, do studeného průvanu pod sanovaným mostem a po posledním předvedení radiografické kontroly výztuže jsem poměrně rád opustil tyto nehostinné prostory. Studentům se exkurze líbila (jak jinak). Až při odjezdu z mostu jsem se dozvěděl, že sanace na mostě byla přerušena jen po dobu naší exkurze, takže mé dřívější obavy o osud mostu se ukázaly jako liché. Utvrdilo mne to v přesvědčení, že při další exkurzi, kterou jsme s kolegy naplánovali pro studenty na příští rok, se bude most skvíti v plné kráse. Jen jsem zvědav, zda i v naší zemi se do té doby najdou nějaká účinná opatření proti devastující tvorbě sprejerů. Dopoledne strávené doslova a do písmene „pod mostem“ mi dalo mnoho námětů k přemýšlení a dospěl jsem k názoru, že nejen fyzický stav mostů, ale i mysl mnohých lidí by si zasloužila důkladnou sanaci. S těmi betonovými mosty si asi již nějak poradíme (máme SSBK), ale s tou myslí to nebude tak lehké. Leonard Hobst Místopředseda redakční rady Beton TKS

1

2

3

4

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

TÉMA TOPIC

MECHANICKÁ

ODOLNOST PANELOVÝCH OBJEKTŮ MECHANICAL RESISTANCE OF LARGE PANEL CONCRETE STRUCTURES V ÁC L AV V I M M R Panelové konstrukce musí splňovat hlavní požadavky podle Směrnice Rady 89/106/EHS zejména požadavek na mechanickou odolnost a stabilitu. Vlastník je povinen udržovat budovu v dobrém stavu, tudíž technický průzkum nové konstrukce je velmi důležitý a měl by být prováděn pouze zkušenými inženýry. Zvláštní pozornost je třeba věnovat lokálním poruchám a odpadávajícím částem. V příspěvku jsou doporučení, jak podrobně a jak často by se měl průzkum provádět, poznámky k bezpečnosti panelové konstrukce, prevence postupného zřícení, Britský výzkum robustnosti a odolnosti při výbuchu plynu, zvláštnosti statického posouzení panelových konstrukcí a vliv tuhosti styků. Závěrem je vyjádřeno přesvědčení, že bezpečnost je přiměřená, ale doporučuje se kontrolovat technický stav v pěti nebo desetiletých intervalech. Large panel concrete structures (LPS) must satisfy essential requirements according to the Council Directive 89/106/ EEC namely “mechanical resistance and stability”. Owner is obliged to maintain building in appropriate stage. Thus technical survey of load bearing structure is a very important issue and should be performed by experienced structural engineers only. The main features of internal load bearing and external structures are discussed. Special attention should be paid to the danger of local failures and pieces of debris falling off the structure. Recommendation how detailed and how often the survey should be made. Remarks to structural safety of LPS and prevention of progressive collapse. British research on robustness and resistance to gas explosions. Special features of structural analysis of LPS and influence of joint rigidity. Conclusion expresses conviction of appropriate safety however regular survey in five or ten years intervals is recommended. Směrnice Rady 89/106/EHS z 1988-12-21 o sbližování právních a správních předpisů členských států týkající se stavebních výrobků [1] uvádí šest hlavních požadavků, které musí výrobek splnit při zabudování do stavby. Ty jsou uvedeny v Příloze 1 k nařízení vlády č. 163/2006 Sb. Hned první hlavní požadavek logicky uvádí „mechanickou odolnost a stabilitu“. Konkrétnější formu tohoto požadavku vyjadřuje pak „Interpretační dokument č. 1“ [2]. Zde se definuje požadavek na mechanickou odolnost a stabilitu přibližně takto: „Stavba musí být navržena a postavena takovým způsobem, aby zatížení, která mohou působit během stádií výstavby a použití, nevedla k žádnému z těchto případů: • zřícení celé nebo části stavby; • nadměrné přetvoření nedovoleného rozsahu; • porušení jiných částí stavby nebo zařízení či vybavení v důsledku nadměrných přetvoření nosné konstrukce; • porušení většího rozsahu, než by odpovídalo příčině.“ Interpretační dokument v první kapitole osvětluje některé základní pojmy jako je stavba, stavební výrobek, ale také „normální údržba“. Údržbou se zde míní soubor preventivních BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

a ostatních opatření, která se provádějí s cílem, aby stavba plnila všechny funkce po dobu své existence. Je třeba zdůraznit, že do normální údržby se zahrnují i inspekce (kontroly či průzkumy technického stavu). Vlastník stavby je podle Stavebního zákona [3] povinen udržovat stavbu v dobrém stavebním stavu, aby nedocházelo k jejímu znehodnocení. Neprovádí-li vlastník řádně údržbu stavby, může mu to stavební úřad nařídit. Podle par. 125 odst. 1 Stavebního zákona je vlastník stavby povinen uchovávat dokumentaci skutečného provedení stavby po celou dobu jejího užívání a při změně vlastnictví stavby ji odevzdat novému nabyvateli. Podle následujícího odstavce může stavební úřad nařídit vlastníku stavby, aby pořídil dokumentaci skutečného provedení stavby v případech, kdy nebyla vůbec pořízena, nedochovala se nebo není v náležitém stavu. Z J I Š Ť O VÁ N Í T E C H N I C K É H O S TAV U N O S N É K O N S T R U K C E Základním výchozím podkladem pro průzkum [4] by měla být projektová dokumentace, nejlépe dokumentace skutečného provedení stavby. Obojí však velmi často chybí. Pokud se projektová dokumentace přece jen nalezne, nebývá úplná a odvolává se na aplikované typové podklady. Kromě toho nebyly projekty resp. typové podklady striktně dodržovány. Je proto nezbytné, aby byl nejprve proveden základní, tedy podrobný stavebně technický průzkum. Průzkum je nezbytné svěřit kvalifikovaným pracovníkům dobře obeznámeným s problematikou panelových budov. K úplnému objektivnímu zhodnocení technického stavu [5] jsou potřebné konkrétní údaje o všech podstatných konstrukčních prvcích, a to nejen nosných (včetně základů), nýbrž i kompletačních (podlahách, příčkách apod.). Jde jednak o geometrické parametry, dále o mechanicko-fyzikální a chemické vlastnosti konstrukcí, jejich prvků a materiálů. Po geometrické stránce to znamená ověřit důležité rozměry (např. rozpětí, tloušťky dílců, úložné délky), z mechanických vlastností prošetřit objemovou hmotnost, pevnost, vyztužení apod. Pozornost je nutno věnovat též eventuálnímu výskytu nadměrných deformací. Překročení tloušťky panelů a jejich objemové hmotnosti (to se týká též tloušťky a hmotnosti podlah) vede ke zvýšenému zatížení, podkročení tloušťky panelů či pevnosti betonu nebo i nesprávné uložení výztuže způsobuje snížení únosnosti. Vnitřní nosné konstrukce Mimořádný význam má zjištění přítomnosti a správného uložení zálivkové výztuže ve stycích, neboť rozhodujícím způsobem podmiňuje správnou funkci styků. Výztuž vkládaná do spár mezi stropními panely je nutná k dosažení tuhosti stropní tabule, a tím i k zabezpečení prostorové tuhosti panelové konstrukce. Důležitou roli hraje účinné spojení zálivkové výztuže se stropními a stěnovými dílci. Mechanické charakteristiky týkající se nosných prvků je tedy zapotřebí zjišťovat jak u dílců, tak i u styků. Pouze v některých 3/2008

3

TÉMA TOPIC

případech (např. pevnosti betonu) vystačíme s nedestruktivními zkouškami. Častěji je třeba odebrat zkušební vzorky, např. jádrové vývrty, a na nich stanovit příslušné parametry. K ověření polohy výztuže, druhu a plochy průřezu oceli je nejjednodušší a nejspolehlivější výztuž obnažit. Existují však i jiné metody. Obvodové konstrukce U obvodových plášťů přistupují některá další hlediska. Vzhledem k vlivům vnějšího prostředí je třeba se zaměřit na zjištění stavu betonu při vnějším povrchu a výztužných vložek v jeho blízkosti. Přitom může jít o lehčený beton v případě jednovrstvých panelů nebo o hutný beton v případě vrstvených panelů. S obzvláštní péčí je nutno přezkoumat míru spolehlivosti kotevních prvků připojujících obvodový plášť k nosné konstrukci panelové budovy, u vrstvených panelů také kotev spojujících obě betonové vrstvy. Nezanedbatelná je těsnost spár. Zatékání je v každém ohledu nepřípustné. Zhoršují se tepelné vlastnosti, vzrůstá riziko vzniku plísní a koroze výztuže styku. Podle okolností může být zapotřebí přezkoušet i tepelný odpor a další vlastnosti obvodového pláště z oboru stavební fyziky. Vůbec nejvíce jsou klimatickými a jinými vlivy vnějšího prostředí ohroženy konstrukce předstupující před obvodový plášť, jako balkony a lodžie. Jejich závažné poruchy, ať již způsobené korozí betonu, výztuže nebo kotevních prvků, vyvolávají nebezpečí lokálního zřícení částí konstrukce, a proto je nutné věnovat jim prvořadou pozornost. Podrobněji se touto problematikou zabývá příspěvek [6]. Podrobnost průzkumu Při průzkumu nelze ztrácet ze zřetele, že pro jeho technickou, časovou a finanční náročnost není reálné, aby byly získány veškeré informace. V průběhu vyhodnocování výsledků průzkumu je třeba uvážit, jak dalece lze dílčí poznatky zobecnit, např. do jaké míry je možno poznatky nabyté na několika místech aplikovat na celou budovu. Pouhá vizuální prohlídka není zárukou, že bude odhalena počínající koroze výztuže. Skutečný rozsah koroze bývá podstatně větší, než by odpovídalo vizuálním zjištěním. Avšak i pro tyto případy dnes existují spolehlivé metody. Jestliže např. k provedení rekonstrukčních prací bude Obr. 1 Ronan Point po výbuchu plynu v roce 1968 Fig.1 Ronan Point after gas explosion in 1968 Obr. 2 Příklad opravené panelové budovy Fig. 2 Example of refurbished large concrete

1

4

zapotřebí vypracovat statický výpočet, musí se dbát na to, aby vstupní údaje pro něj odvozené z výsledků průzkumu byly stanoveny na straně bezpečnosti. Periodicita prohlídek Pro účely průběžné údržby, jakož i pro prevenci větších poruch, se doporučuje konat pravidelné prohlídky a vést o nich záznamy, které by byly uloženy u majitele budovy. Tím by byl též vytvořen vhodný podklad pro případný průzkum, jenž by předcházel pracím přesahujícím rámec pouhé údržby. V některých zemích jsou dokonce stanoveny lhůty pro pravidelné prohlídky technického stavu. Tak např. v Británii se vizuální prohlídky a hodnocení styků ve vnějších stěnách a střechách provádí každých deset let, vizuální prohlídky obvodového pláště v intervalech pět let. B E Z P E Č N O S T PA N E LO V Ý C H D O M Ů Panelové budovy jsou veřejností chápány jako nějaká zvláštní kategorie. Některá média občas zpochybňují jejich spolehlivost. Ponechejme stranou důvody, proč se tak děje a raději se podívejme, jak situace skutečně vypadá. Rok 1970 lze přibližně stanovit jako jakýsi mezník v kvalitě konstruování těchto domů. Je přirozené, že do té doby teoretické znalosti byly na nižší úrovni, tehdejší normy připouštěly malá krytí výztuže betonem, průkazy přetvoření byly příliš zjednodušené a nevystihovaly skutečnosti. Tyto nedostatky byly v novějších normách odstraněny. Pro navrhování a posuzování nosných konstrukcí panelových budov platí norma [7]. Po roce 1970 byla zásadně zpřísněna mnohá kritéria a konstrukce jsou vyztužovány tak, aby bylo zabráněno tak zvanému postupnému zřícení v případě vzniku mimořádných zatížení (např. výbuch plynu). K tomuto zpřísnění došlo téměř všude na světě, kde se stavěly panelové domy. Byla to odpověď odborníků na následky výbuchu plynu v květnu 1968 v panelovém domě Ronan Point ve východní části Londýna (obr. 1). Po výbuchu došlo k postupnému zřícení severovýchodního nároží věžového více než dvacetipodlažního domu. Budova byla opravena a sloužila svému účelu až do devadesátých let, kdy došlo k její demontáži. Demontáž objektu ale nijak nesouvisela s technickým stavem budovy. Ještě před demontáží byl objekt využit k výzkumným pracím, uskutečnila se zde řada zkoušek a pozorování (např. zkouška požární odolnosti, průzkum kvality provedení styků). Protože v Británii je značné množství panelových domů, britský výzkumný ústav BRE se ještě v nedávné době zabýval [8] robustností panelových domů a jejich odolností vůči účinkům mimořádných zatížení.

2

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

TÉMA TOPIC Závěry této rozsáhlé a nákladné práce lze shrnout takto: • pokud nejsou problémy s kvalitou provedení stavby, je potřeba zesílení konstrukce v budově bez rozvodu plynu velmi nepravděpodobná; • přítomnost nebo nepřítomnost rozvodu plynu je pro bezpečnost budovy velmi významná; • budovy s rozvodem plynu je třeba posoudit individuálně; • dynamický účinek tlakové vlny se simuluje všesměrným statickým tlakem 17 nebo 34 kN/m2. Fakt, že pokus o odstřel panelové budovy ve střední Anglii v osmdesátých letech skončil nezdarem, svědčí o mimořádných schopnostech správně navržené panelové konstrukce přestát i dynamická zatížení. Horní část mnohapatrové budovy totiž skončila na troskách spodní části, aniž došlo k destrukci celého objektu. Tento stav si lze stěží představit u zděného objektu. V době povodní došlo na Moravě k podemletí části základů některých panelových budov, aniž tím byla významně ohrožena stabilita těchto objektů. S T AT I C K É P O S O U Z E N Í K O N S T R U K C Í P A N E L O V Ý C H B U D O V V případě nástaveb nebo pochybností o nosné způsobilosti panelového domu je třeba přistoupit ke statickému prověření. Všechny typové panelové soustavy byly v době svého vzniku podrobně staticky posouzeny. Metody výpočtu prošly dosti dramatickým vývojem. Výpočet panelové budovy je i při přijetí zjednodušujících předpokladů dosti složitým procesem. Norma [7] uvádí obecné zásady posouzení prostorové soustavy, kdy je třeba vzít v úvahu: • smykové přetvoření stěn, • oslabení stěn dveřními a okenními otvory, • zvýšenou poddajnost styků mezi dílci, a to jak svislých, tak vodorovných. Přitom připouští tyto zjednodušující předpoklady: • stropní desky jsou ve své rovině dokonale tuhé, • při výpočtu poddajnosti nadpraží ve smyku se připouští náhrada těchto částí stěn spojitým prostředím, • nahrazení svislých styků mezi stěnovými dílci spojitým prostředím ekvivalentní smykové tuhosti. Při přepočtu objektu, posouzení dílců a jejich styků by se mělo vycházet ze skutečně použitých materiálů a také skutečného provedení z hlediska dodržení předpokladů projektu. Není snadné tyto podklady vytvořit a vyžaduje to velice podrobný průzkum objektu a příslušné zkušenosti. Panelový objekt je v obecném případě kromě předpokládaného zatížení vystaven účinkům kolísání teplot, vlhkosti, dopra-

NE JSTARŠ Í

Literatura: [1] Council Directive 89/106/EEC (Construction Product Directive) [2] Interpretative Document for the Essential Requirement n°1. Commission of the European Communities, Brussels 1993 [3] Stavební zákon č. 83/2006 Sb., ve znění pozdějších přepisů [4] Vimmr V.: Diagnoses of Large Panel Buildings in the Czech Republic. In Proceedings of IABSE Colloquium „Saving Buildings in Central and Eastern Europe“, Berlin 1998 [5] Vimmr V.: Technický stav betonových konstrukcí panelových budov. I Sborník sympozia „Sanace betonových konstrukcí“, SSBK Brno 1999 [6] Vimmr V., Vimmr T.: Obvodové stěny panelových budov z hlediska mechanické odolnosti a stability. BETON 3/2008 [7] ČSN 73 1211-2/1987 Navrhování betonových konstrukcí panelových budov [8] Matthews S.: Assessment of Large Concrete Panel Structures, ICE, London 2002

vy v okolí domu apod. Důsledkem těchto účinků je vznik trhlin ve stycích a snížení tuhosti styků, které ovlivní i distribuci svislých normálových sil. Nižší tuhost styku způsobí pokles velikosti smykových sil ve svislých stycích mezi stěnovými panely a nárůst svislých normálových sil ve stěnách. Únosnost vodorovných styků stěna-strop-stěna se pak stává kritickým parametrem panelové konstrukce. Z ÁV Ě RY Panelové budovy jako celek se vyznačují obdobným stupněm bezpečnosti jako jiné konstrukce, nebo dokonce vyšším. Problematické mohou být budovy vybavené rozvodem plynu s ohledem na rizika výbuchu. Reálná nebezpečí však hrozí u lodžií, balkonů a některých částí obvodového pláště. Technický stav panelových domů (stejně jako jiných stavebních objektů) by měl být proto pravidelně kontrolován a případné nedostatky včas odstraňovány. Doporučená periodicita kontrol je pět a deset let. Ing. Václav Vimmr, CSc. STÚ-K, a. s. Saveljevova 18, 147 00 Praha 4 – Braník tel.: 244 466 217, fax: 244 461 536 e-mail: [email protected], www.stu-k.cz

PANELOV Ý DŮM

První panelák nejen v Praze, ale v celém Česku byl postaven v Ďáblicích v ulici U Prefy. Je označen popisným číslem 771. Dům, který se příliš nepodobá panelovým domům ze 70. a 80. let, je pouze třípodlažní, obklopený zelení. Projekt vytvořil v roce 1948 Jaroslav Wimmer, dům byl ale postaven až o sedm let později. Stavba domu měla sice začít už v roce 1953, ale tehdejší statici se domnívali, že by bydlení v domě sestaveného z jednotlivých panelů nebylo bezpečné. Označili jeho konstrukci „na hranici lability“. Tvrzení statiků ale vyvrátil v roce 1955 profesor Stanislav Bechyně. První panelák se od těch z pozdějších let liší nejen vzhledem, ale také poskytovaným pohodlím. Obyvatelé tu žijí ve dvanácti bytech 3+1 o ploše 100 m2. Zdroj: www.zpravy.idnes.cz Fotografie: Lucie Šimečková

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

5

TÉMA TOPIC

ČÍM

BYLA, JSOU A ČÍM SE MOHOU STÁT NAŠE SÍDLIŠTĚ W H AT W E R E , P R E S E N T LY A R E A N D C O U L D B E C O M E O U R HOUSING ESTATES? MICHAL ILLNER Panelová sídliště postavená v Československu v létech 1960 až 1990 poskytla bydlení milionům lidí. Dnes sídliště procházejí významnými fyzickými a společenskými změnami a jsou ohrožena hmotným i sociálním chátráním. V čem tyto změny spočívají, jak by bylo možné jejich důsledkům čelit a jak se může osud sídlišť dále vyvíjet, to jsou otázky, nad kterými se zamýšlí, především ze sociologické perspektivy, tento článek. The housing estates built in Czechoslovakia in 1960s – 1980s became home of millions. Today they go through deep physical and social changes and are endangered with delapidation. The article discusses, primarily from the sociological perspective, the nature of these changes, their potential consequences and the ways how they could be faced. Panelová sídliště – dědictví, které nám zanechala bytová politika socialistického státu, tvořené téměř osmdesáti tisíci panelových domů, v kterých se nachází přibližně 1,2 milionu bytů – tedy téměř třetina všech trvale obydlených bytů existujících na území republiky (údaje z roku 2001). Bydliště značné části našich obyvatel, jejichž většina je se svým bydlením vcelku spokojena. Současně však dědictví z mnoha důvodů obtížné a v současné podobě do budoucnosti těžko udržitelné. Příčiny této lability jsou dobře známé. Spočívají především ve fyzických nedostatcích sídlišť, a to jak koncepčních – patří k nim jejich monofunkčnost (sídliště byla koncipována jen pro bydlení), rozměr (některá sídliště se vyrovnají středně velkým městům), problematická urbanistická koncepce (nedostatek urbanity, zástavba nerespektující uliční strukturu, absence parteru s obchody, restauracemi apod., převaha vysokopodlažních budov, uniformita a monotónnost, scházející dominanty), často i nevhodná poloha (vzdálenost od městských center a od pracovních příležitostí), tak v nedostatcích realizačních – nekvalitní architektura, nedbalé stavební provedení, nedostatečná občanská vybavenost, špatné dopravní spojení. V posledních dvaceti létech bylo na toto téma už mnoho napsáno i řečeno jak v okruhu odborníků, tak ve sdělovacích prostředcích, a k problematice sídlišť se vyslovila, ne vždy šťastně, i řada politiků. Byly vyhlášeny programy fyzické regenerace sídlišť resp. panelových domů, včetně způsobů jejich financování, bohužel však nepřiměřené vzhledem k rozsahu a naléhavosti úkolů, které měly řešit. Problematika panelových sídlišť nespočívá ovšem jen v jejich fyzických nedostatcích a také cesta k jejímu řešení či zmírnění nevede pouze přes ozdravné zásahy do jejich fyzického charakteru. Výstavba sídlišť a jejich urbanistická koncepce byla totiž také rozsáhlým, dobově podmíněným sociálním projektem. V něm se odrážely a prolínaly na jedné straně vlivné programové představy moderního evropského levicově orientovaného funkcionalistického urbanismu z meziválečného období, přetavené naším domácím prostředím, a na straně druhé pragmatické potřeby a možnosti socialistického režimu v 60. až 80. létech minulého století. Urbanistická moderna požadující dostupné a zdravé bydlení pro široké vrstvy obyvatelstva vystoupila v 30. létech ve svém progra6

movém dokumentu Athénské chartě s řadou tehdy revolučních myšlenek: s požadavkem funkčního zónování měst, a tedy i vytváření městských okrsků s výhradně rezidenční funkcí, s potlačením tradiční uliční struktury ve prospěch rozvolněné zástavby a zeleně, se stavěním do výšky, a také s programem podpory sociální integrace obyvatel měst urbanistickými prostředky, např. prosazováním kolektivního bydlení a sdílení společného rezidenčního prostředí příslušníky různých sociálních vrstev. Socialistickému režimu tyto principy vyhovovaly – jednak rezonovaly s jeho vlastní ideologií – s představami o formování nové společnosti, s jeho sociálním inženýrstvím a technokratismem, jednak otevíraly na počátku 60. let cestu k řešení tehdejší akutní bytové nouze – k zahájení rozsáhlé státem organizované výstavby panelových sídlišť úspornými průmyslovými technologiemi využívajícími typizované prvky, a to převážně na volných terénech na okrajích měst. Tato forma bytové výstavby zcela dominovala – v roce 1970 tvořila panelová výstavba 90,1 % všech nových bytů v bytových domech a v roce 1985 dokonce celých 98,8 %. Jak poznamenal sociolog Jiří Musil, uplatnily se tak na scéně našich měst principy Athénské charty, ovšem ve zvulgarizované podobě a způsobem, který její autoři nepředpokládali. Prosadily se včetně ideálu sociálně homogenizovaného bydlení – pro naprostou většinu obyvatel potřebujících ve městech novou střechu nad hlavou, a to bez ohledu na jejich sociální postavení, bylo totiž bydlení v panelových domech jediným dostupným řešením. Československá sídliště se proto nestala, na rozdíl od obdobných komplexů v západní Evropě, místy segregovaného „sociálního bydlení“, tj. bydlení sociálně slabých vrstev obyvatelstva doprovázeného problémy, které bývají s touto uživatelskou kategorií často spojeny. Na chodbě panelového domu se u nás mohli – a dosud mohou – jako sousedé setkávat příslovečný vysokoškolský profesor s příslovečným instalatérem. Jestliže sociální segregace byla na sídlištích výjimkou, příznačná byla naopak segregace věková resp. generační – důsledek prioritního přidělování nových bytů mladým manželům, zejména mladým rodinám. Buďme však při celkovém posuzování našich panelových sídlišť spravedliví a nenechme se, jak se mnohdy stává, unést pouze jejich oprávněnou kritikou nepřihlížející k tomu, co pozitivního sídlištní výstavba ve své době přinesla. Sídliště pomohla zmírnit, i když nikoliv vyřešit, tehdejší vleklou bytovou nouzi, poskytla relativně kvalitní bydlení v bytech převážně I. kategorie obyvatelstvu přicházejícímu do měst z většinou podstatně horších bytových poměrů, umožnila samostatný start velkému počtu mladých dvojic resp. rodin žijících dosud rozděleně nebo tísnících se v bytech svých rodičů. Sídliště také byla, jak už jsme zmínili, sídelním prostředím, které nevytvářelo sociálně-prostorovou segregaci a které se ve své většině nestalo chronickým ložiskem sociálních problémů. Sociologické výzkumy československých sídlišť provedené koncem sedmdesátých let dnes už neexistujícím Výzkumným ústavem výstavby a architektury (VÚVA) prokázaly, že většina jejich obyvatel byla se svým bydlením spokojená a že jejich sociální život nebyl, na rozdíl od převládajících představ, atomizován. Občas zaznívající pohrdlivé označování panelových sídlišť jako „králíkáren“ může snad vystihnout uniformitu panelových domů a bytů, nikoliv ale jejich sociální život.

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

Poslední panelová sídliště byla u nás dokončena na počátku 90. let, čímž byla třicet let trvající éra sídlištní výstavby definitivně uzavřena. Stávající sídliště ovšem nezmizela z povrchu země, stále se v nich bydlí a není nám známý jediný případ, že by některé z nich bylo zbouráno. Změny, kterými prošla naše společnost během minulých dvaceti let, se ovšem promítly i do situace sídlišť a přinesly nové výzvy a problémy. Pokusme se hlavní z nich alespoň pojmenovat. Podrobněji odpovědět na otázku, čím tedy jsou naše panelová sídliště jako sociálně-prostorové útvary dnes, je obtížné – schází totiž systematická a reprezentativní empirická evidence, jakou před necelými čtyřiceti léty přinesl o tehdejším životu sídlišť zmíněný výzkum VÚVA. Něco však na základě dílčích výzkumů, statistických údajů a zkušeností přesto říci lze. Sídliště v prvé řadě dále zestárla – první z nich už mají za sebou čtyřicetiny. Jejich fyzické stárnutí je přirozeně opotřebilo a také obnažilo koncepční a technické nedostatky založené už při jejich výstavbě. Panelové domy vyžadují více či méně náročné a nákladné opravy, široce dostupný způsob jejich financování však není vyřešen. Odklad při tom budoucí náklady dále zvyšuje. Zestárlo a věkově se rozrůznilo také obyvatelstvo sídlišť. Infrastruktura sídlišť musí nyní obsloužit mnohem různorodější populaci s různorodějšími potřebami a diferencovanějším životním způsobem. Mění a diverzifikují se vlastnické vztahy k domům, pozemkům a bytům: a s nimi také vztahy mezi obyvateli sídlišť. Domovní a bytový fond se privatizuje, klesá podíl obecního vlastnictví ve prospěch vlastnictví bytových družstev, jednotlivců a společenství vlastníků, prosazují se nové formy uspořádání vztahů mezi majiteli. Privatizace se na jedné straně promítá do většího zájmu obyvatel o stav a zlepšování obytného prostředí, na druhé straně však vnáší do jejich vzájemných vztahů prvek nejistoty, protože činí z bytů volně směnitelné zboží a přináší tak možnost častějších a nečekaných proměn osazenstva domů. Dříve rovnoprávné postavení nájemníků či družstevníků se v privatizovaných domech mění v nerovnoprávné a vznikají konfliktní vztahy mezi majiteli různě velkých bytů a podílů. Tržní cena bytů na sídlištích patří ve srovnání s byty v jiných částech měst obecně k těm nižším, což ovlivňuje strukturu poptávky po tomto bydlení ve prospěch příjmově slabších zájemců včetně imigrantů. Sociálně různorodé a donedávna příjmově nivelizované obyvatelstvo sídlišť se postupně rozrůzňuje i z hlediska své životní úrovně a ti, kdo si stojí lépe, aspirují na komfortnější a prestižnější místa a způsob bydlení. Postupně, i když zatím nepříliš výrazně, se dává do pohybu stěhování této kategorie obyvatel ze sídlišť za kvalitnějším bydlením, ať už ve městech nebo v jejich zázemí. Hromadný odchod střední třídy, pokud by k němu skutečně došlo, by mohl mít pro další vývoj sídlišť velmi nepříznivé důsledky a mohl by je dostat na osudnou dráhu postupné sociální a fyzické degradace známou z lokalit sociálního bydlení v západní Evropě. Sídliště zaznamenala v uplynulých dvaceti létech také další výstavbu jak ve svém intravilánu, tak v zázemí. Volné plochy uvnitř sídlišť byly na řadě míst zastavěny dodatečnou infrastrukturou, sportovišti, provozovnami služeb a budovami komerčních organizací, které vytvořily pracovní příležitosti a pomohly oslabit jednostranný „noclehárenský“ charakter tohoto prostředí. Na mnoha sídlištích byla v posledních létech kultivována veřejná prostranství a zeleň, radnice a občanské organizace podněcují místní společenský a kulturní život a vytváření pocitu lokální identity. Sídliště vybudovaná původně na okraji měst jako jejich výspy čelící ote-

síla zkušenosti Mott MacDonald Ltd. je jedna z nejvĚtších svĚtových multi-disciplinárních projektovĚ inženýrských konzultaþních spoleþností Mott MacDonald Praha, s.r.o. je þeská poboþka mezinárodní spoleþnosti Mott MacDonald Ltd. Naše organizace poskytuje služby v mnoha oblastech inženýrského poradenství a projektového managementu. Jedná se o poradenské služby, zpracování studií ekonomického hodnocení, zpracování a posuzování všech stupŁŢ projektové dokumentace, Őízení a supervize projektŢ. Tyto þinnosti zajišŘujeme v tĚchto oblastech: Silnice a dálnice Železnice Mosty a inženýrské konstrukce Tunely a podzemní stavby Vodní hospodáŐství Životní prostŐedí Geodetické práce GraӾcké aplikace Inženýring a konzultaþní þinnost Kontakt: Mott MacDonald Praha, spol. s r.o. Ing. JiŐí Petrák Národní 15, 110 00 Praha 1 tel.: +420 221 412 800, fax: +420 221 412 810 www.mottmac.cz, e-mail: [email protected]

7

TÉMA TOPIC

vřené krajině jsou krok za krokem obklopována další výstavbou, lépe začleňována do systému městské veřejné dopravy a postupně tak dokonaleji integrována do organismu města. Současnou situaci našich panelových sídlišť lze tedy nejspíše označit jako stav probíhajících a zdaleka ještě neukončených změn. Zatímco fyzický substrát sídlišť, samozřejmě také měnící svou tvář, je přece jen relativně stabilní, demografická, ekonomická a sociální struktura jejich obyvatelstva a způsob jeho života jsou a budou v dohledné době v pohybu. Na tom, kam se bude tento pohyb ubírat, bude nakonec záviset i vývoj sídlišť jako fyzických i sociálně-prostorových struktur. Dříve než naznačíme možné směry tohoto vývoje, musíme však připojit důležitou poznámku, která měla být řečena už na počátku tohoto povídání. Připomíná, že panelová sídliště netvoří, i když je jim společné použití panelové technologie, žádný homogenní celek a že zobecnění, kterých se tu dopouštíme, se bude konkrétních sídlišť týkat v nestejné míře. Sídliště se totiž navzájem liší dobou, kdy byla vybudována, svou velikostí, typem použité panelové technologie, výškou zástavby, velikostí a rozvojovou dynamikou měst, kterých jsou součástí, polohou vůči městskému centru a zdrojům pracovních příležitostí, kvalitou dopravní obsluhy, existencí a atraktivitou rekreačního zázemí, kvalitou ovzduší, sociálním složením svých obyvatel a také iniciativou, nápaditostí a obratností místních politiků a aktivistů.

prosperovat po ekonomické stránce a budeme moci vynakládat prostředky na regeneraci panelových domů, jestli bude pokračovat nebo se utlumí proces dekoncentrace obyvatelstva z jádrových měst do širšího zázemí, což zase může záviset na vývoji cen pohonných hmot atd. Ve srovnání s novou bytovou výstavbou, včetně výstavby suburbání, a s bydlením v lepších částech vnitřních měst bude bydlení na panelových sídlištích i nadále patřit k méně kvalitnímu, méně prestižnímu, a proto také finančně méně náročnému. Lidé s vyšší životní úrovní budou proto sídliště opouštět a do uvolněných bytů se budou stěhovat příjmově slabší obyvatelé – např. mladí nebo méně kvalifikovaní lidé. Protože právě střední třída je obvykle v místech svého bydliště nositelkou sociálního a kulturního kapitálu, může její odchod znamenat pro sídliště vážné ohrožení. Udržení alespoň části jejích příslušníků bude důležitým stabilizačním úkolem. Pro snazší finanční dostupnost, větší sociální otevřenost a menší sociální kontrolu budou některá sídliště, resp. bydlení na nich, přitažlivá pro méně zámožné zahraniční přistěhovalce včetně imigrantů z kulturně nám vzdálených zemí. Mohou se zde proto vytvářet etnické enklávy a zvýšené riziko napětí a konfliktů spojených s adaptací přistěhovalců a se setkáváním různých kultur. Jestliže se této imigraci otevřou dveře více než dosud, mohou se některá sídliště stát i místem vážnějších střetů, k jakým dochází v západoevropských zemích. V blízké době (někde to platí už v současnosti) se nejvíce ohroženou složkou sídlištní zástavby mohou stát polohově a fyzicky méně kvalitní sídliště nebo části sídlišť ve strukturálně postižených městech a regionech. Sídliště, odkud odejdou, pokud se tak už nestalo, příslušníci střední třídy a která se pak mohou změnit v sociálně segregované lokality bydlení nízkopříjmových kategorií obyvatelstva a nasávat sociálně problémové skupiny. Této vývojové spirále je třeba všemi silami bránit. Naopak, v polohově dobře situovaných a i jinak spíše kvalitních sídlištích nebo jejich částech by se mohla značná část obyvatelstva patřícího ke střední třídě udržet a být oporou jejich dlouhodobější stabilizace. Existuje řada opatření, kterými místní správa může stabilizaci podpořit. Fyzické a sociální chátrání sídlišť jsou spojité nádoby – jedno vyvolává druhé, a také náprava jedné z těchto dvou tváří sídlišť může usnadnit i nápravu tváře druhé. Zahraniční zkušenosti a přístupy k řešení problémů čtvrtí sociálního bydlení nám mohou být užitečné jen v omezené míře, protože naše sídliště (zatím) sociálním bydlením nejsou. Hromadná a rozsáhlá likvidace panelových sídlišť zřejmě nepřichází v blízké době do úvahy. Jednotlivě zbourány možná budou jen některé malé, obzvláště problémové celky. V dlouhodobé perspektivě, po vyčerpání možností jejich rekonstrukce a revitalizace, však nelze vyloučit ani plošnou likvidaci rozsáhlých panelových souborů a jejich nahrazení kvalitnější zástavbou.

Z ÁV Ě R A teď už konečně k tomu, jaký může být podle našeho mínění další osud sídlišť v českých a moravských městech. Odpověď shrneme do několika bodů: Osud dílčích sociálně-prostorových útvarů, jakými jsou sídliště, bude do velké míry záležet na tom, jak se bude dařit naší společnosti jako celku. Např. na tom, jestli Česko populačně poroste a bude potřebovat bydlení pro další obyvatelstvo, jestli budeme

Tento text zkráceně navazuje na přednášku proslovenou autorem v pražském Goethe Institutu 27. 5. 2008 v rámci programu CCEA Nové perspektivy pro sídliště. JUDr. Michal Illner Sociologický ústav AV ČR, v. v. i. Jilská 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 220 728, l. 227 e-mail: [email protected]

Literatura: [1] Athénská charta (zkrácený český překlad). Časopis Projekt č. 9, 1964 [2] Boška B.: Výsledky sociologického průzkumu k regeneraci pražských sídlišť. Závěrečná studie pro návrh Celoměstské koncepce regenerace pražských sídlišť, MHMP-SÚRM, Praha 2001 [3] Gebert J. G., Kraus D., Lábus L., Maier K., Švácha R., Vorlová M.: Sídliště: Strašidla, mýty a realita; střízlivě i emocionálně. Umění a řemesla 1998, č. 4 [4] Lux M., Sunega P., Čermák D., Kostelecký T.: Standardy bydlení 2004/05, Financování bydlení a regenerace sídlišť, Praha: Sociologický ústav AV ČR 2005 [5] Maier K.: Sídliště: problém a multikriteriální analýza jako součást přípravy k jeho řešení, Sociologický časopis 39 (2003), č. 5, s. 653–666 [6] Musil J. a kol.: Lidé a sídliště, Praha: Svoboda 1985 [7] Musil J.: Urbanizace českých zemí a socialismus in Horská P., Maur E., Musil J.: Zrod velkoměsta. Urbanizace českých zemí a Evropa, s. 237–297, Litomyšl: Paseka 2002 [8] SÚRM. Analýza pražských sídlišť pro jejich regeneraci, Materiál MHMP-SÚRM pro Zastupitelstvo Hlavního města Prahy, 2001 [9] Van Kempen R., Dekker K., Hall S., Tosics I. (eds.): Restructuring large housing estates in Europe. Restructuring and resistance inside the welfare industry, The Policy Press 2005

8

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

...KOMPLETNÍ TECHNIKA PRO BETONÁŘSTVÍ Značka CIFA Vám přináší kvalitní a kompletní řešení technologického procesu betonářství již od 7. července 1928, kdy byla založena. Nabízíme tedy více než 80 let zkušeností a tradice. Vše od míchání k přepravě, čerpání a pokládání betonu je posláním betonářské techniky CIFA. Dnes má CIFA zastoupení na všech významných světových trzích s kompletním výrobním sortimentem, který nemá ve srovnání s jinými značkami, co do škály výrobků a zařízení, konkurenci. Z tohoto důvodu je potřeba říci, že pokud se rozhodnete pro nákup jakéhokoliv výrobku značky CIFA, společně s ním kupujete dlouholeté zkušenosti a know-how, a to jak u procesu mísení, přepravy a čerpání betonu tak i projektování bednění.

Informace na: www.cifa.cz

Obchodní zastoupení a technická podpora: AGROTEC a.s., Divize stavební techniky Ing. Martin Buček - VOLEJTE: (00420) 724 313 099 PIŠTE: [email protected]

PROFILY PROFILES

ODS – DOPRAVNÍ

STAVBY

OSTRAVA, A. S.

JEDNIČKA V OBLASTI INŽENÝRSKÉHO STAVITELSTVÍ! Akciová společnost ODS – Dopravní stavby Ostrava, a. s., se se svou více než padesátiletou tradicí a zkušenostmi v oblasti dopravního a inženýrského stavitelství řadí k předním stavebním firmám v České republice. Její počátky jsou spjaty s úspěšným závodem stavebního podniku Dopravní stavby Olomouc, který vznikl v roce 1954 a na jehož práci společnost ODS – Dopravní stavby Ostrava, a. s., navázala. K podstatnému zvratu došlo v květnu 1992, kdy byla firma privatizována a získala současný název. Dnes je tato významná stavební firma členem skupiny SSŽ a součástí společnosti EUROVIA. Během doby své činnosti dosáhly ostravské „Dopravky“ vysoce kvalitního technického zázemí jak po stránce odbornosti a profesionality, tak po stránce vybavení technickými prostředky. Všechny tyto i další předpoklady jim umožňují provádět většinu inženýrských činností v oblasti stavebnictví. Společnost je schopna provést kompletní investorskou přípravu staveb včetně výběru staveniště, rozhodnutí o umístění stavby a stavebního povolení. Realizaci staveb zajistí dle dohody i s dodávkou kompletní projektové dokumentace. Své léty získané zkušenosti při kompletacích a koordinacích technicky i organizačně těch nejnáročnějších staveb nabízí i při zajišťování činnosti vyššího dodavatelství. Vedení firmy klade již léta důraz především na inovace a vývoj nových technologií, zkvalitňování výrobních prostředků, racionalizaci systémů řízení, rozvoj výpočetní techniky a také na udržení organizační struktury umožňující pružnou reakci na potřeby trhu. Tyto náročné úkoly jsou na základě marketingové strategie průběžně uváděny do praxe prostřednictvím technického úseku. VÝROBNÍ PROGRAM SPOLEČNOSTI: • Kompletní realizace dálnic, všech typů komunikací a zpevněných ploch • Kompletní i dílčí dodávky silničních a železničních betonových mostů

V této oblasti výstavby je společnost ODS – Dopravní stavby Ostrava, a. s., schopna uspokojit téměř všechny potřeby odběratelů. Do výrobní náplně patří betonové monolitické, prefabrikované a spřažené ocelobetonové mosty nejrůznějších tvarů pro jakékoliv určení, a to do rozpětí jednoho pole až 100 m. Nosné konstrukce mostů z monolitického železobetonu jsou vyráběny technologií podepření bednění podpěrnými skružemi. Mostovky mostů větších rozpětí jsou dodatečně předepínány kabely. Ocelobetonové spřažené konstrukce se staví technologií posuvné skruže posouvající se po ocelové konstrukci. Vlastní betonáž je prováděna do systémového bednění pomocí autočerpadel a autodomíchávačů. Zázemí pro tyto činnosti tvoří mostní výrobně-technická základna vybudovaná v centrální části Ostravy na ploše zhruba 13 ha, kde jsou umístěna všechna potřebná zařízení, zejména betonářská centra, ohýbárna betonářské výztuže a sítí, výrobna ocelových konstrukcí a zámečnických výrobků a správně-sociální budovy. • Realizace svršků železničních tramvajových tratí • Asanační práce při zahlazování následků důlní činnosti v Ostravsko-karvinském regionu, včetně spínání pozemních objektů volnými kabely • Dodávky předem předpjatých mostních prefabrikátů VST 92, zádlažbových panelů tramvajových tratí, lícních mostních prefabrikátů a jiných doplňkových výrobků • Realizace pozemních a průmyslových staveb čerpacích stanic PHM, marketů, čistíren odpadních vod atd. • Projekční a inženýrská činnost ve výstavbě • Inženýrské sítě, kanalizace, rozvody NN, vodovodní řády a přípojky, kolektory • Zemní práce v zeminách a horninách jakékoliv třídy těžitelnosti. Pro všechny uvedené technologie vlastní firma veškerá potřebná strojní a dopravní zařízení, včetně akreditované zkušební laboratoře. Minulý rok byl pro společnost ODS – Dopravní stavby Ostra1

Obr. 1 Dálnice D47 s mimoúrovňovým křížením v ulici Místecká Obr. 2 Severní spoj a jeho křížení s D47 Obr. 3 Ulice Českobratrská v Ostravě Obr. 4 Autobusové nádraží v Hlučíně Obr. 5 Ozdravné centrum Ještěrka v OstravěBartovicích Obr. 6 Pohled na estakádu D47

10

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

PROFILY PROFILES

2

3

4

5

va, a. s., ve znamení předčasného zprůjezdnění dálnice D47 v úseku Ostrava-Bohumín. Firma také dokončila, resp. uvedla do provozu, celou řadu významných staveb, z nichž k nejzajímavějším patří například rychlostní komunikace I/55 Otrokovice obchvat, napojení PZ Nošovice na státní silniční síť, regenerace sídliště Varenská v Ostravě nebo rekonstrukce řady komunikací na území města Ostravy, Havířova, Karviné a dalších center regionu. „Dopravky“ rekonstruovaly také části silniční sítě patřící státu (opravy prováděné pro ŘSD) nebo Moravskoslezskému kraji (opravy prováděné pro SSMSK), dále prováděly opravy a rekonstrukce místních komunikací a mostů na všech těchto typech komunikací. Značnou část výkonů společnost realizovala i na rozestavěných stavbách, jde například o ostravskou ulici Českobratrskou, o stavbu dálničního přivaděče Severní spoj v Ostravě a o obchvat Českého Těšína. Ve IV. čtvrtletí byla rovněž zahájena významná stavba v rámci třineckého regionu, a to mimoúrovňové křížení Třinec Baliny. Na přelomu roku pak tato ostravská stavební společnost získala v rámci nepřerušení kontinuity prací na dálnici i poslední úsek D47 na českém území, stavbu Bohumín–státní hranice. V loňském roce tato významná stavební firma pokračovala BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

6

mimo jiné i v intenzivní činnosti v oblasti rozvoje lidských zdrojů. Neustále rozvíjí formy spolupráce s VŠB TUO FAST, SPŠ stavební v Lipníku a účastní se i aktivit Nadace Tomáše Bati Junior Achievement. V souvislosti se získáním grantu EU se jí podařilo podstatně zvýšit objem i kvalitu vzdělávání svých zaměstnanců, a to zejména v oblasti komunikace. Cílem akciové společnost ODS – Dopravní stavby Ostrava, a. s., je i nadále si udržet svou pozici významné stavební firmy v České republice a zůstat jedničkou v oblasti inženýrského stavitelství na severní Moravě. Firma je v současné době předním zhotovitelem mostních staveb celé skupiny SSŽ na Moravě a po nedávném sloučení s dceřinou společností Beskydská stavební významně rozšiřuje svou působnost také v oblasti pozemní výstavby. Ing. Jiří Muroň ODS – Dopravní stavby Ostrava, a. s. Starobělská 3040/56, 704 16 Ostrava–Zábřeh tel.: 596 709 334, 606 735 490, fax: 596 709 343 e-mail: [email protected], www.ods-dso.cz

3/2008

11

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

VADY

A PORUCHY PREFABRIKOVANÝCH STĚNOVÝCH SYSTÉMŮ VÍCEPODLAŽNÍCH BUDOV DEFECTS AND FAILURES OF PREFABRICATED WALL SYSTEMS O F M U LT I - STO R EY B U I L D I N G S JIŘÍ WITZANY Prefabrikované (panelové) stěnové konstrukce přinesly zcela novou kvalitu do konstruování pozemních staveb, která vyžadovala hlubší teoretické znalosti, nahrazení empirie teorií, nahrazení idealizovaných a značně zjednodušených modelů chování konstrukce a jejich částí výstižnými modely konstrukce, modely fyzikálními (materiálovými) a modely zatížení. Vysoká tuhost prefabrikované betonové stěnové konstrukce a z ní vyplývající závažné mechanické stavy napjatosti způsobené zejména nesilovými účinky objemových změn (teplota, vlhkost), účinky změny tvaru základové spáry, reologickými účinky a účinky svislého zatížení jsou nejčastější příčinou poruch, zejména styků dílců charakteristických svojí nedostatečnou poddajností a únosností. Tab. 1 Údržba objektu Tab. 1 Maintenance of object

Úroveň Popis

Rozsah

1

údržba spojená s opravou

2

nátěry povrchů, oken, dveří, obnova reflexních nátěrů plánovaná údržba pravidelné cykly oprav a obnovy plochých střech, výměna a obnova dané projektem podlahových krytin, přetmelení styků a spár

3

12

údržba podle zjištěných skutečností + opravy, smluvní údržba

obnovení původní funkce po zjištěné poruše

Příklad oprava narušených povrchů, trhlin, výměna ventilů, rozbitých oken

údržba a opravy na základě inspekcí k obnovení funkce, opravy zjištěných závad, smluvní zajištění bezpečnosti při užívání údržba výtahů a eskalátorů a bezporuchového provozu

1a

1b

1c

1d

Prefabricated (precast-panel) wall structures have brought about completely new quality to the design of buildings requiring deeper theoretical knowledge, substitution of empiricism by theory, replacement of idealized and considerably simplified models of the behaviour of structures and their parts by correct models of structures, by physical (material) and loading models. High rigidity of the prefabricated concrete wall structure and resulting serious mechanical stress states due to, above all, non-stress effects of volume changes (temperature, moisture content), the effects of changes in the footing bottom shape, rheological effects and the effects of vertical load are the most frequently occurring cause of failures, particularly of joints of units characterized by their insufficient yield and load-bearing capacity. Rozsah a závažnost vad a poruch jednotlivých panelových objektů jsou významným způsobem ovlivněny zanedbáním základní a včasné údržby a prováděním oprav. Z uvedeného důvodu je třeba předpokládat i odpovídající rozdíly stavebně technického hodnocení jednotlivých panelových objektů provedeného na základě podrobného průzkumu. Prevence před opakovaným výskytem poruch vyžaduje detailní analýzu příčin poruch a navržených řešení. Řada poruch panelových objektů byla zapříčiněna nedostatečnou úrovní znalostí, podceněním řady vlivů a účinků a nesprávnou aplikací empirie. Poznámka: Podle British Standards Institution by prohlídky objektu měly být prováděny ve třech úrovních: • průběžné pravidelné prohlídky uživatelem objektu, • roční vizuální inspekce části objektu předepsané projektem pod dozorem kvalifikované osoby, • pětileté celkové inspekce všech částí objektu kvalifikovanými pracovníky. Vlastní údržba by kromě běžné části byla dána projektem a korigována skutečnostmi zjištěnými během inspekcí. Úroveň údržby je navržena v tab. 1.

Obr. 1 Příklady použití a zabudování nekvalitních a narušených dílců, a) nekvalitně provedený schodišťový prvek ve výrobně, b) stropní panel porušený dodatečně provedeným prostupem, c) poškození dílců obvodového pláště, poškozené rohy a okraje dílce, rozdílné šířky spár mezi obvodovými dílci, d) zabudování porušeného stěnového dílce (1960 Bílina) Fig. 1 Examples of usage and embedding of poor-quality and faulty units, a) staircase element with a workmanship defect from the manufacturing plant, b) floor panel damaged by an additionally cut crawl space, c) faulty cladding units, damaged corners and edges of a unit, different width of joints between enclosing units, d) embedded faulty wall unit (1960 Bílina). BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

Provedením oprav, sanace a regenerace v závislosti na stáří, rozsahu a výskytu vad a poruch lze vytvořit předpoklady pro dosažení požadované kvality bydlení, snížení energetické náročnosti, zlepšení architektonického výrazu a zejména předpoklady pro dosažení plné projektované životnosti panelových objektů (75 až 85 let). Lze oprávněně předpokládat, že náklady na uvedenou sanaci a regeneraci v závislosti na jejich rozsahu, přepočtené na jednu bytovou jednotku, se budou pohybovat pod 30 % současné pořizovací ceny bytu odpovídající velikosti. CHARAKTERISTICKÉ

KONSTRUKCE STRUCTURES

2a

2b

2c

2d

2e

2f

VA DY A P O R U C H Y N O S N Ý C H

PR E FAB R I KOVANÝC H KONSTR U KC Í

Průzkum vad a poruch panelových objektů prokázal, že mezi nejčastěji se vyskytující vady a poruchy patří vady a poruchy styků nosných prefabrikovaných dílců, styků obvodových dílců, styků vnitřní nosné konstrukce a obvodových dílců a poruchy styků a dílců předsazených lodžií a balkonů [1]. Nejslabším článkem v panelových konstrukcích jsou styky nosných dílců, které obecně vykazují vysokou tuhost (malou poddajnost) a nedostatečnou únosnost. Styky jsou místa, v nichž dochází ke kumulaci poruch, projevujících se nejčastěji trhlinami. Tvarování a řešení stykových ploch prefabrikovaných dílců, nepřesnost a nekvalitní provedení, nedostatečné vyztužování styků a celková technologická nekázeň jsou hlavními příčinami poruch těchto konstrukcí (obr. 1 až 3). Druhou skupinou nejčastějších poruch jsou poruchy styků mezi obvodovými dílci a vnitřní nosnou konstrukcí (obr. 4), které jsou vystaveny vedle účinků svislého a vodorovného zatížení zejména cyklickým účinkům teploty a vlhkosti. Tyto poruchy vznikají u všech plášťů bez ohledu na případnou rozdílnost konstrukčního uspořádání, řešení styků a skladby obvodového pláště. Nejrozsáhlejší skupinou poruch panelových domů jsou poruchy obvodového pláště, především porušení dílců trhlinami, narušení povrchové úpravy, rozvrstvení pláště, poruše-

Obr 2

Fig. 2

a, b) Narušení povrchové bezesparé úpravy a styků obvodových dílců, c) poruchy lodžiových dílců, d, e, f) porušení svislého styku vnitřních stěnových dílců a obvodových sendvičových dílců a, b) Faulty jointless surfacing and joints and enclosing elements, c) failures of interior balcony units, d, e, f) failed vertical joint of internal wall units and enclosing sandwich units

3b

Obr. 3 Příklady použití nekvalitních a narušených dílců, a) zabudování narušeného dílce s ulomeným rohem, b) zabudování poškozeného stěnového dílce, c) zabudování narušeného stropního dílce dodatečně provedeným prostupem, d) chybějící části betonové monierky obvodového pláště; poškození části tepelné izolace, e) koroze výztuže; uvolnění obvodových dílců v nejnižším podlaží Fig. 3 Examples of usage of poor-quality and faulty units, a) mounted unit with a broken corner, b) embedded damaged wall unit, c) embedded faulty floor unit damaged by an additionally cut crawl space, d) missing part of a concrete Monier’s wall of the cladding, damaged parts of thermal insulation, e) reinforcement corrosion, loosened enclosing units on the lowest floor BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

3a

3c

3d

3e

13

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

ní styků a spojů obvodových dílců. Vedle nevyhovujících tepelně technických vlastností patří k závažným poruchám obvodového pláště, které ohrožují statickou bezpečnost, narušení spojů – kotvení obvodových dílců s vnitřní konstrukcí – korozí oceli a narušení kotvení vnějších pohledových moniérek k vnitřní nosné vrstvě sendvičových obvodových dílců. Značná permeabilita betonu a nedostatečná tloušťka krycích vrstev výztuže lodžiových dílců [2] spolu s celkově problematickým řešením předsazených lodžií a jejich styků jsou příčinou degradace a narušování lodžiových dílců a styků.

4a

4b

4c

5a

5b

5c

S T AT I C K É P O R U C H Y P A N E L O V Ý C H K O N S T R U K C Í Závažnost vad a poruch, zjištěných v rámci stavebně technického průzkumu a hodnocení, lze určit na základě statického posouzení založeného na výstižném výpočtovém modelu konstrukce, výpočtovém modelu zatížení a materiálovém modelu konstrukce [3], [4]. Předmětem numerické analýzy je určení tzv. kritických míst konstrukce nosného systému, které mají rozhodující význam pro statickou bezpečnost, prostorovou tuhost a spolehlivost systému. Vady a poruchy vyskytující se v těchto místech patří do kategorie závažných poruch nosné konstrukce a vyžadují zpravidla odpovídající opatření. Mezi závažné vady a poruchy zařazujeme všechny vady a poruchy, které výrazným způsobem snižují statickou funkci, které jsou aktivní, dochází k jejich rozvoji a postupnému šíření. Postupný rozvoj a šíření poruch (trhliny, drcení apod.) způsobuje redistribuci vnitřních sil z míst porušených do míst neporušených. Jestliže v konstrukci nejsou rezervy schopné pokrýt zvýšená namáhání způsobená touto redistribucí, může dojít k lokálnímu, příp. celkovému selhání (kolapsu) konstrukce (systému). Chování panelové konstrukce lze popsat modelem křehkého tělesa s poměrně malou oblastí pružných a pružněplastických deformací a velkou náchylností ke vzniku poruch působením účinků vynucených přetvoření, které primárně vyvolávají tvarové, délkové a objemové změny. Mezi méně závažné vady a poruchy zařazujeme všechny vady a poruchy, které se projevují pouze lokálně a nemají vliv na celkové statické chování konstrukce, příp. nosného systému.

Obr. 4 a, b) Poruchy styků obvodových dílců s vnitřní nosnou konstrukcí, c) průběh smykových sil po výšce styku – postupné porušování svislého styku Fig. 4 a) Failures of joints of enclosing units with the internal loadbearing structural frame, b) time pattern of shear forces along the unit height – gradual failure of the vertical joint Obr. 5 a) Kritická místa vícepodlažní prefabrikované budovy při působení mimořádného zatížení způsobeného účinkem výbuchu, b) kritérium porušení nosné konstrukce překročením únosnosti ve smyku vodorovného styku stěnových dílců a stropních dílců v patě (a1, c1), popř. ve zhlaví (a2, c2) stěny při nadlehčení účinkem výbuchu (21 kN/m2), dtto (b1, b2, d1, d2) při nadlehčení účinkem výbuchu (42 kN/m2), viz. schéma „a“ obr. 5a, c) kritérium porušení stěnového (štítového) dílce ohybovým momentem způsobeným výbuchem plynu, viz. schéma „b“ obr. 5a Fig. 5 Critical points of a multi-storey prefabricated building due to the effects of extreme load by explosion

14

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

Převážně se jedná o tzv. pasivní poruchy, které jsou stabilizovány a nedochází tudíž k jejich šíření a rozvoji. Vady, které jsou dány nesouladem mezi požadavky podle předpisů a norem platných v době realizace a předpisů a norem současně platných, tvoří rozsáhlou skupinu závažných vad panelových domů. Jedná se především o některé současně platné požadavky z hlediska navrhování nosné konstrukce a základů (vyztužování zhlaví a pat stěnových dílců, věncová výztuž, řešení styků nosných dílců, interakce základů a vrchní stavby), požadavky požární bezpečnosti (tloušťka krycích vrstev výztuže stropních dílců) a požadavky na zajištění pohody vnitřního prostředí (zejména tepelná ochrana, energetická náročnost). Zcela zvláštní pozornost je nutné věnovat účinkům mimořádných zatížení havarijního rázu (obr. 5) [5]. Extrémní hodnoty zatížení omezené zpravidla na velmi malou oblast konstrukce, spolu s velmi krátkým časovým úsekem, v němž dosahují maximální hodnoty, vyžadují, aby konstrukce, zejména styky nosných dílců, byly schopné absorbovat velké množství energie i při vzniku plastických deformací ve stycích nebo v dílcích, aniž však dojde k jejich úplnému porušení nebo dokonce k řetězové reakci mající za následek porušení konstrukce (kolaps) (obr. 6). V prefabrikovaných stěnových konstrukcích má mimořádně významnou funkci ztužující – zálivková výztuž uložená do styků stropních dílců a stěnových dílců (obr. 7 a, b). Ztužující výztuž je nutné navrhnout jednak na síly postižitelné statickým výpočtem (nahodilá zatížení krátkodobá i dlouhodobá, seismické účinky) a jednak na síly od mimořádných zatížení havarijního rázu. Kromě toho uvedená výztuž zabezpečuje konstrukci proti vlivům a účinkům, jež jsou způsobeny odchylkami realizované konstrukce od projektu. Podle ČSN 731211 Navrhování nosné konstrukce panelových budov se doporučuje vyztužit prefabrikované stropní desky (tabule) podélnou a příčnou výztuží umístěnou a řádně kotvenou ve stycích mezi stropními dílci, popř. zabudovanou v dílcích a spojovanou ve stycích, která se dimenzuje na mezní tahovou sílu (h•l•5) [kN], kde h je konstrukční výška podlaží a l je osová vzdálenost nosných svislých prvků tvořících pružné pod-

KONSTRUKCE STRUCTURES

pory stropním deskám, přičemž vzdálenost podélných výztužných vložek (zabudovaných nebo vložených do styků) se doporučuje 1,2 m, výjimečně 2,4 m. Tato výztuž musí současně zajistit řádné kotvení protilehlých obvodových, štítových, schodišťových a dilatačních stěn. Spoje mezi obvodovými dílci a stropními deskami je nutné dimenzovat na sílu 5 kN/m2 plochy obvodového dílce (obr. 7c). Podle ENV 1992-1-3: 1994 mají táhla (výztuž) zabránit míst6a

6b

Obr. 6 Schema redistribuce a změny stavu napjatosti stěnové konstrukce při vyřazení stěnového dílce způsobené výbuchem plynu v nosné prefabrikované devítipodlažní stěně – fáze odezvy konstrukce (snížená tuhost svislých styků x 10-2), průběh normálového napětí σx, a smykového napětí τxy , a) původní neporušený stav (před vyřazením stěnového dílce), b) po vyřazení dílce a při snížené tuhosti svislých styků Fig. 6 Redistribution diagram and changes in the stress-state of a wall structure with a failed wall unit damaged due to gas explosion – time pattern of normal and shear stresses (σx , σy , τxy) in the load-bearing prefabricated 9-floor wall – phase of structure’s response (reduced rigidity of vertical joints x 10-2) Obr. 7 Vodorovné ztužení nosného systému, uspořádání zálivkové výztuže: a, b) ve stropní desce, c) v úrovni stropní desky podle ČSN 731211, d) podle ENV 1992-1-3: 1994 Fig.7 Horizontal stiffening of the load-bearing system – linking bar arrangement, a, b) in the floor slab, c) at the floor slab level under ČSN 731211, d) under ENV 1992-1-3: 1994 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

7 3/2008

15

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

nímu poškození při mimořádném zatížení, jakým je náraz nebo výbuch, a vytvořit alternativní cesty přenosu zatížení při vzniku místního poškození. Táhla je nutné umístit po obvodě, uvnitř stropní desky a ve svislých stycích. Obvodové táhlo (podél8a

8b

9a

9b

10

né) podle tohoto předpisu musí být schopné přenést sílu Ftie = l1.10 [kN/m′] ≤ 70 [kN], kde l1 je rozpětí (vzdálenost) krajního pole (mezi obvodovou a vnitřní podélnou stěnou). Vnitřní táhlo (podélné, spojující krajní štítové, popř. dilatační stěny, popř. krajní a schodišťové stěny) musí přenést tahovou sílu Ftie = 0,5(li1 + li2) 20 [kN] ≤ 70 [kN], kde l1, l2 je vzdálenost vnitřního táhla od obvodových táhel. Obvodové stěny musí být v úrovni stropní konstrukce kotveny táhly, která musí přenést tahovou sílu Ftie = lj 20 [kN/m] ≤ 150 [kN], kde lj je vzdálenost táhel. Vnitřní příčná táhla umístěná např. ve vodorovných stycích musí přenést tahovou sílu Ftie = 0,5(lj1 + lj2) 20 [kN] ≤ 70 [kN], kde lj1 a lj2 je vzdálenost táhla od sousedních táhel (sousedních příčných stěn, obr. 7d). V panelových budovách výšky pět a více podlaží musí být ve sloupech nebo stěnách umístěna táhla, aby se omezil rozsah poškození vzniklý zřícením stropu v důsledku ztráty nosné způsobilosti níže ležícího sloupu nebo stěny způsobené mimořádným zatížením. Táhla musí tvořit část soustavy přemosťující poškozenou oblast. Táhla mají být pokud možno spojitá od nejnižší po nejvyšší úroveň a mají při posouzení mezního stavu únosnosti vyhovět nejméně na účinek návrhového zatížení stropu ležícího bezprostředně nad poškozenou oblastí. Je-li sloup nebo stěna založena ve své nejnižší úrovni na jiném prvku než je základ (např. na trámu nebo desce), musí se v návrhu počítat s nehodovou ztrátou podporujícího prvku a ověřit vhodnou alternativní cestu přenosu zatížení (ENV 1992–1–3: 1994). Do svislých styků nosných stěnových dílců se doporučuje vložit svislou výztuž schopnou přenést sílu rovnající se svislému zatížení přenášeného od jednoho podlaží sousedními stěnovými dílci do vyššího podlaží (obr. 8). Zvláštní pozornost z hlediska mimořádných účinků havarijního rázu vyžadují zejména panelové konstrukce s absencí nebo

Obr. 8 a) Vyztužení svislého styku z hlediska účinků mimořádných zatížení havarijního rázu, b) pracovní diagram styků – nevyztuženého a vyztuženého Fig. 8 a) Vertical joint reinforcement to resist effects of exceptional load of emergency type, b) working diagrams of joints – non-reinforced and reinforced Obr. 9 a) Pracovní diagram svislého styku pro zatížení monotónně narůstající posouvající silou a pro nízkocyklické zatížení posouvající silou Top < Tm [4], b) nevyztužený styk, Top = 123 kN, porušení při 84 cyklu (σx,m = -0,087 MPa) Fig. 9 a) Working diagram of a vertical joint for loading by monotonously growing shifting force and for low cyclic loading by shifting force Top < Tm [4], b) non-reinforced joint, Top = 123 kN, failure in 84-th cycle (σx,m = -0.087 MPa) Obr. 10 Experimentálně naměřené deformace fmax montované stropní desky (4× (2,4 × 4,2 m), stropní dílce soustavy P 1.11) při obousměrném uložení na třech popř. čtyřech stranách (kloubové uložení), v závislosti na rozměrech desky (1x : ly) Fig. 10 Experimentally measured deformation values fmax of a mounted floor slab (4× (2,4 × 4,2 m),, floor units of system P 1.11) for both-side mounting on three or four sides (hinged bearing), in relation to slab dimensions (1x : ly)

16

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

nedostatečným vyztužením stropní tabule a nevhodným řešením styků stěnových dílců, především panelové konstrukce realizované přibližně do roku 1974. V souvislosti s rekonstrukcí panelových objektů je v těchto případech z hlediska požadavků statické bezpečnosti vzhledem k účinkům mimořádných zatížení havarijního rázu, nutné provést dodatečné vyztužení stropní desky, popř. sepnutí nosných stěn v úrovni jejich vodorovných styků a prověřit kotvení obvodových dílců. Snížení rizika závažného narušení těchto budov účinkem výbuchu lze také dosáhnout náhradou všech plynových spotřebičů v těchto objektech elektrickými spotřebiči (např. u objektů panelové soustavy G57). MECHANISMUS

P OR UŠOVÁN Í PR E FAB R I KOVAN É STĚ NOVÉ

KONSTRUKCE

Základem výpočetních modelů montovaných stěnových systémů jsou pracovní diagramy styků stěnových dílců – zejména diagramy závislosti T x δ svislých styků namáhaných smykem a σ x ε vodorovných styků stěnových a stropních dílců [6]. Složitý mechanismus působení styků při stálém nebo proměnném zatížení v sobě zahrnuje různé dílčí vlivy rozdílné podstaty a významu. Styky jsou zpravidla nejslabším článkem celého nosného systému. Pracovní diagramy styků pro příslušné konstrukční uspořádání a řešení lze získat na základě teoretické analýzy nebo experimentálním vyšetřením. Zavedení fyzikálních závislostí chování styků umožňuje, spolu s vytvářením výstižnějších výpočetních

KONSTRUKCE STRUCTURES

modelů nosného systémů, řešit otázky související s posouzením systému po překročení meze pružných deformací ve spojovacích vazbách. Pro prefabrikované stěnové systémy je charakteristický mechanismus přetváření a porušování, při němž se stěnové dílce posunují ve stycích porušených trhlinami v tzv. kontaktních plochách. Výsledky a rozbor experimentálního ověření chování styků při opakovaném zatížení ukazují na nutnost zabývat se závislostí statických vlastností styků na čase, obecně sledovat souvislost historie zatížení, tj. časový průběh účinků zatížení z hlediska četnosti a rozsahu nelineárně pružné odezvy styků. Z uvedeného důvodu je nutné rozlišovat účinky zatížení stálých a dlouhodobých jednosměrných a účinky proměnných zatížení jednosměrných nebo střídavých. U účinků stálých a dlouhodobých jednosměrných s malou nebo zanedbatelnou velikostí pohyblivé složky zatížení lze vycházet z předpokladu, že nelineární změny vlastností styků jsou na čase nezávislé. Naopak cyklické a proměnné účinky jednosměrné a zvláště pak střídavé (změna směru zatížení) mohou způsobit po překročení meze úměrnosti dosažení mezního stavu přetvoření a následné porušení konstrukce (cyklická únava, přírůstkové zhroucení). Mezního stavu únosnosti styku (popř. i nosného systému) je v tomto případě dosaženo mezním přetvořením styku (např. δmax), které předchází jeho porušení, tedy nikoliv dosažením mezního zatížení (např. Tmax, obr. 9). Porušení styku (spojovací vazby) může v těchto případech nastat již při malých, např. i provozních zatíženích (porušení vynuceným přetvořením). Počet cyklů opakovaného zatížení do poru-

Vaše spojení s vývojem nových technologií DODATEČNÉ PŘEDPÍNÁNÍ • mostních konstrukcí • konstrukcí budov • sil, nádrží a zásobníků • mostní závěsy • bezesparé podlahy • spínání budov • prodej předpínacích tyčí TECHNOLOGIE • manipulace s těžkými břemeny • výsuv mostních konstrukcí • letmá betonáž • mostní segmenty GEOTECHNIKA • opěrné stěny • trvalé zemní kotvy

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

POZOR ! ZMĚNA ADRESY: VSL SYSTÉMY (CZ), s.r.o. V Násypu 339/5, 152 00 Praha 5 tel: +420 251 091 680 fax: +420 251 091 699 e-mail: [email protected], http://www.vsl.cz

17

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

11 Obr. 11 Experimentální ověření vlivu spolupůsobení stropních dílců prostřednictvím styků na redistribuci namáhání mezi zatíženými a nezatíženými stropními dílci Fig. 11 Experimental verification of the effect of floor units’ interaction through joints on stress redistribution between loaded and unloaded floor units Obr. 12 Vliv dílčího podepření na velikost průhybu uprostřed stropní desky (fmax / al-1) Fig. 12 The effect of partial support on deflection values in the middle of a floor slab (fmax / al-1)

12

šení styku závisí na velikosti proměnné složky zatížení a jejím poměru ke stálé složce zatížení. Nelineární změny vlastností styků v čase, v závislosti na historii zatížení a plastifikaci, mohou mít zásadní význam pro statickou bezpečnost a životnost nosného systému. V pružné oblasti zkoumané závislosti T × δ, popř. N × ε není třeba sledovat souvislost historie zatížení a statických vlastností styků, pokud nedojde ani při nejnepříznivější kombinaci účinků zatížení k překročení meze úměrnosti závislosti T × δ . U styků bez počáteční trhliny, u nichž byla překročena mez úměrnosti (Nu,el), mohou obdobně jako v případě styků s počáteční trhlinou (tj. trhlina způsobená zpravidla účinkem smršťování a mající obvykle tvar styčné spáry) způsobit postupnou změnu (degradaci) statických vlastností styků, tj. postupné snižování tuhosti styku – uvolňování spojovací vazby v čase – i zatížení pod mezí úměrnosti v závislosti na četnosti výskytu, příčném vyztužení styku, věncové výztuži i tvarování čel stykovaných dílců. Z uvedeného důvodu je pro statické posouzení nosného prefabrikovaného stěnového systému nutné provést podrobný stavebně technický průzkum a diagnózu styků nosných 18

Literatura: [1] Witzany J.: Regenerace nosné konstrukce panelových budov, Pozemní stavby, 9, 1989 [2] Witzany J., Čejka T., Karas J.: Analýza poruch předsazených prefabrikovaných lodžií panelových domů, Stavební obzor. 2001, roč. 10, č. 12, s. 18–20. ISSN 1210-4027 [3] Witzany J.: Posouzení panelových konstrukcí s uvážením nelinearity chování styků, Pozemní stavby, 2, 1979 [4] Witzany J., Zigler R., Pašek J.: Experimentální výzkum prostorového chování modelu 1:3 prefabrikované stěnové konstrukce vícepodlažního objektu In: Stavební obzor. 2001, roč. 10, č. 12, s. 21–23. ISSN 1210-4027 [5] Witzany J., Čejka T., Zigler R.: Statická bezpečnost prefabrikovaných stěnových systémů vícepodlažních budov při působení účinků mimořádných zatížení. Stavební ročenka. 2005, s. 127–136, Bratislava 2004, ISBN 80-8076-004-7 [6] Witzany J.: Tuhost svislých styků stěnových dílců panelových budov, Pozemní stavby, 9, 1976 [7] Witzany J., Postřihač A., Stařecký I.: Spolupůsobení stropních dílců při přenášení účinků svislých zatížení, Pozemní stavby, 6, 1977 [8] Witzany J., Stařecký I.: Racionalisace montovaných stropních konstrukcí – experimentální ověření, návrh metodiky, Pozemní stavby, 7, 1986

dílců. Hlavním předmětem průzkumu vlastností styků je určení a ověření: • konstrukčního řešení, zejména rozměrů styků, tvarování čel stykových dílců, • kvality betonu dílců a betonu styku (zálivky, výplně ložní spáry apod.), • způsobu vyztužení, množství a kvality vyztužení styku, • způsobu vyztužení, množství a kvality vyztužení částí dílců přiléhajících ke styku.

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

S T AT I C K É P O S O U Z E N Í P R E F A B R I K O V A N É S T R O P N Í ( PA N E LO V É ) K O N S T R U K C E Pro statické posouzení stávající stropní konstrukce je nutné provést podrobný stavebně technický průzkum, který by měl obsahovat zejména: • zjištění rozměrových parametrů stropních dílců a konstrukce, • zjištění způsobu uložení stropních dílců na nosnou konstrukci, • zjištění celkového uspořádání stropní desky a způsobu jejího podepření včetně zahrnutí tzv. primárně nenosných konstrukcí (pro stanovení výstižného výpočetního modelu konstrukce), • stanovení velikostí dlouhodobých a krátkodobých účinků působících na stropní desku (pro stanovení výstižného výpočtového modelu konstrukce), • určení kvality betonu dílců, • určení kvality betonu styků stropních dílců, • určení plochy, množství a kvality výztuže dílců a styků, • určení deformace a přetvoření stropní desky (při určení deformací a přetvoření vycházíme z předpokladů, že stropní konstrukce v počátečním stavu byla rovinná), • zjištění směru, průběhu a velikosti trhlin ve stropních dílcích a ve stycích, • zjištění lokálního poškození dílů, především drcení a odlupování betonu krycích vrstev, příp. korodující výztuže. Stav styků lze hodnotit z vizuálního stavu spáry a zejména z rozdílů vzájemných průhybů sousedících dílců. Stejný průhyb sousedních dílců charakterizuje účinné přenášení svislých posouvajících sil a dává předpoklad pro provedení výpočtu za předpokladu zpřesněných vstupních podmínek výpočtu [7]. Posouzení skutečného průhybu stropní konstrukce, v návaznosti na historii doposud působícího zatížení, umožňuje analyzovat dosavadní průběh přetvoření a vytvářet si představu o dalším chování konstrukce při působení nového zatížení. Skutečné podepření musí být určováno v závislosti na skutečném stavu, nikoliv na původních, značně zjednodušujících předpokladech statických výpočtů. Např. betonová příčka se spárami zalitými betonovou maltou vytváří pro stropní konstrukci podporu, i když v původním statickém výpočtu není se spolupůsobením příček počítáno. Efektivním prostředkem pro „zvýšení“ únosnosti stropní desky je zpřesnění výpočtového modelu prefabrikované stropní desky, původně navrhované jako nosníkové, odpovídající reálným podmínkám jejího uložení a podepření. Předností tohoto postupu je především skutečnost, že nevyžaduje podstatnějších zásahů do konstrukce. Uvážíme-li, že rekonstrukce, popř. modernizace objektu je prováděna v době, kdy prakticky proběhlo dotvarování konstrukce, lze předpokládat, že konstrukce bude namáhána zatížením, jehož účinky jsou určovány za stavu „zmonolitnění“ stropní desky (styky působí jako přímkové – válcové klouby). Rezervy v únosnosti stropní konstrukce se dají odvodit z působících vlivů dotvarování betonu, z redistribuce sil a momentů a ze změny statického schématu – soustava prostých nosníků tvoří ve skutečnosti „žaluziovou desku“ (deska s liniovými klouby). Skutečnou únosnost lze odvodit z momentů vypočítaných za předpokladu plného spolupůsobení (při staticky účinných stycích). Častým případem, jenž se vyskytuje u mnoha panelových soustav, je uložení krajních stropních dílců na obvodové sendvičové celostěnové panely a v některých polích na vnitřní podélné (ztuBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

KONSTRUKCE STRUCTURES

žující) stěny. Jestliže styky mezi stropní deskou a podélně uspořádanými stěnami (obvodovými nebo vnitřními) jsou vyplněny zálivkou (betonovou nebo cementovou), je nutné uvažovat styky jako staticky účinné. Při tomto uspořádání je nutné posoudit vliv podepření stropní desky stěnami, uspořádanými v podélném směru, a montovanou stropní desku posoudit jako desku kloubově podepřenou na třech nebo čtyřech stranách. Při statickém řešení lze účelně využít i redistribuci namáhání v důsledku spolupůsobení stropních dílců prostřednictvím styků. Spolupůsobení stropních dílců – roznášení zatížení – bylo ověřeno experimentálně. Výsledky experimentálních zkoušek prokázaly účinné spolupůsobení stropních dílců vzájemně spojených staticky účinnými neposuvnými styky při přenášení účinků svislého zatížení (obr. 10) [8]. Důsledkem spolupůsobení stropních dílců je redistribuce zatížení z více zatížených (popř. více se deformujících) dílců do méně zatížených dílců. Zatížení se spojitě přerozděluje mezi jednotlivé dílce (obr. 11). V místě styku mají stropní dílce stejný průhyb, avšak rozdílné natočení – deformační křivka v řezu procházejícím kolmo na styky dílců není plynule spojitá – styky staticky působí jako přímkové klouby. Při přenášení účinků svislých zařízení je celkové působení prefabrikované stropní desky s přímkovými klouby srovnatelné s monolitickou deskou. Je charakteristické poměrně malým zvýšením ohybových momentů mx, avšak podstatným snížením příčných ohybových momentů my v porovnání s deskou monolitickou shodných rozměrů a podepření. Dimenzační momenty mx montovaných stropních desek kloubově podepřených po obvodě dosahují hodnot menších proti ohybovým momentům nosníkových desek (prosté nosníky). Obdobně dochází k redukci průhybu stropní desky v závislosti na rozměrech a uspořádání desky (obr. 10). Experimentální zkoušky prokázaly, že i dílčí podepření některých stropních dílců může mít podstatný vliv na redistribuci a statické chování stropní desky. Z obr. 12 např. vyplývá, že dílčí podepření vyjádřené poměrem a : L = 0,2 způsobí snížení průhybu pod 30 % a při uvedeném poměru 0,4 pod 10 % hodnoty průhybu na prostém nosníku. Při změně zatížení některých stropních dílců, např. v důsledku modernizace bytu, lze při statickém řešení účelně využít i redistribuci namáhání v důsledku spolupůsobení stropních dílců prostřednictvím styků (obr. 11). Hlavním přínosem uvedeného postupu statického posouzení při modernizaci popř. rekonstrukci panelové budovy je především výrazné omezení, popř. úplné vyloučení zesilování stropní konstrukce při dílčí změně zatížení a tím i vysoká účinnost a hospodárnost navrhovaného postupu a řešení. Příspěvek byl vypracován za podpory Výzkumného záměru MSM MSM6840770001 „Spolehlivost, optimalizace a trvanlivost stavebních materiálů a konstrukcí“ Technická spolupráce: Ing. Tomáš Čejka, Ph.D., Ing. Radek Ziegler, Ph.D.

Prof. Ing. Jiří Witzany, DrSc. Katedra konstrukcí pozemních staveb Fakulta stavební ČVUT v Praze Thákurova 6, 166 29 Praha 6 [email protected]

3/2008

19

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

VÝVOJ

PANELOVÝCH SOUSTAV V ČESKOSLOVENSKÉM STAVEBNICTVÍ DEVELOPMENT OF PANEL SYSTEMS IN CZECHOSLOVAK BUILDING INDUSTRY MIC HAE L A JE H LÍ KOVÁ JAN EČ KOVÁ Příspěvek se zabývá vývojem panelových systémů v bývalé ČSSR, od prvních „G“ systémů po nejtypičtější systémy „T“. Zmíněny jsou také některé experimentální stavby, krajové varianty a plánovaná řada „P“. Popis jednotlivých typů zahrnuje rozměrové a základní technické údaje (rozpon, moduly, popř. skladby panelů). This paper describes the development of panel systems in the former Czechoslovak Socialist Republic from the first „G“ systems to the most typical „T“ systems. It also touches on some experimental constructions, regional variants, as well as the planned „P“ line. The description of individual types includes information on the sizes and basic technical data (the span, modules, or the arrangement of the panels). Potřeba rychlé a levné bytové výstavby v poválečném Československu obrátila pozornost k již před válkou diskutovaným montovaným stavbám. Problémy dvouletky (stavebnictví bylo označováno za „želvu dvouletky“) dále zpochybnily schopnost tradiční zděné technologie zajistit potřebné byty a únorová revoluce připravila půdu pro vznik Stavoprojektu a jemu podřízených typizačních ústavů. Byly definovány podmínky a cíle nové výstavby, ustanovila se terminologie, která je s panelovou výstavbou pevně spojena a evokuje nám dnes danou dobu – zvyšování produktivity práce, zkracování doby výstavby a plynulost výstavby, hospodárnost stavební výroby, industrializace, mechanizace, snižování stavební hmotnosti, modulová koordinace, unifikace rozměrů, typizace, normalizace, prefabrikace. Smělé plány byly v počátku brzděny technologickými problémy a problémy s manipulací takto potenciálně velkých a hmotných dílů (přeprava z betonárky na staveniště a nedostatek vhodné zvedací techniky). Jako první pokus o zrychlení výstavby, jakousi jednoduchou prefabrikaci 20

bychom mohli vidět v tzv. kvádrovém systému využívaném u nás v letech 1949 až 1955. Jedná se o v podstatě tradiční zděný systém s podélnými nosnými stěnami, které jsou však sestavovány z kvádrů (vysokých 1/3 nebo 1/2 výšky podlaží) předem vyzděných (nejprve z plných, později z CDm cihel). Tyto zděné kvádry byly nahrazeny kvádry betonovými vyráběnými ze středně těžkých a lehkých betonů – škvárového, struskopemzového, cihlového, tufového apod. Po vyřešení problému s výrobou a manipulací začaly být tyto kvádry nahrazovány blokopanely (výška blokopanelu se rovnala výšce podlaží). Systém, stále s podélnými nosnými stěnami, byl doplněn překladovou a věncovou vrstvou. Blokopanely byly využívány pouze pro výstavbu nižších objektů (do čtyř podlaží). Od roku 1957 se ve výrobě blokopanelů uplatňuje pórobeton. Až celomontované stěnové systémy uspokojily požadavky na komplexní mechanizaci a industrializaci výroby. Když pomineme méně obvyklé obousměrné (bratislavský BA systém) a buňkové nosné systémy, převážná většina bytových staveb u nás realizovaných v panelové technologii využívá nosného systému příčného. Nosné stěnové panely jsou prvky vyráběné z těžkého nebo lehčeného betonu s jednotnou toušťkou 150 nebo 200 mm. P A N E LO VÁ S O U S TAVA G 4 0 Náš první panelový systém byl vyvinut ve Zlíně (tehdy Gottwaldově) jako tzv. sytém „G“. První prototyp G40 (číslo značí počet bytů) byl realizován ve Zlíně, další domy tohoto typu můžeme najít na sídlišti v Praze 4. Jedná se o systém s krátkým rozponem (3,6 m), příčné nosné stěny (tloušťka 200 mm) byly z betonových panelů (B170) vylehčených kruhovými dutinami. Obvodový plášť byl sestaven z vícevrstvých betonových panelů (tloušťka 200 mm) s izolační vrstvou pazderobetonu. Styky svislých spar kryly sloupky (pilastry), podle nichž je systém vizuálně dobře rozpoznatelný. Jako vari-

anty existovaly také typy G32 (čtyřpodlažní, pouze Karlovy Vary) a G55 (nárožní, pouze Zlín). Do roku 1958, kdy byl zcela nahrazen celostátním typem G57, bylo postaveno v této soustavě 25 tisíc bytů. P A N E L O V Á S O U S T A V A G 57 Soustava G57 (číslo označuje rok vzniku) byla opět soustavou malorozponovou (3,6 m), s konstrukční výškou 2,85 m, příčnými nosnými panely (tloušťka 200 mm) ve třech materiálových variantách: ze struskopemzobetonu (B120), z těžkého betonu (B170 a 250) a z polotěžkého betonu se škvárou (B135) (obr. 1). Obvodové panely (kromě štítových) nebyly nosné, i když byly částečně přitíženy panely stropními. Prováděly se v celkové tloušťce 240 mm ze struskopemzobetonu s oboustrannou omítkou nebo bylo užito vícevrstvých panelů z betonu B170 s izolační pazderobetonovou vrstvou 90 mm, další variantou byl škvárobeton s pazderobetonovou vrstvou 60 mm. Ve vnějším výrazu byly domy obohaceny o různé typy lodžií, které u G40 zcela chyběly. Za zmínku stojí také první instalace bytového jádra, a to typu B-2 a později B-3. V roce 1962 byl typ G57 částečně pozměněn na typ G57-A s obvodovými panely rozšířenými na 300 mm pro zajištění lepší tepelné izolace. Vnitřní příčné panely byly naopak ztenčeny na 150 mm a vyráběny z těžkého betonu. Typ G57 a G57-A s krajovými variantami (brněnským B60, v Ostravě GOS64, atd.) převažoval v bytové výstavbě až do počátku 70. let, celkově bylo v těchto systémech až do roku 1973 postaveno 245 tisíc bytů. Po roce 1973 byly systémy „G“ nahrazeny celostátními typy „T“ (přesto můžeme výjimečně najít realizace „G“ typů ještě na konci 70. let). Kromě vážných technických závad (tepelně izolační poddimenzování, navlhání stěn atd.) byla tomuto typu vytýkána především malá dispoziční a tvarová variabilita a tyto výtky vyústily v hledání nových soustav s větším rozponem. Naděje byly vkládány také do ústu-

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

pu typizace objemové a rozšíření systémů typizace prvkové. V roce 1960 patřil k prvním prototypům královohradecký HK60 (později i HK65) se světlým rozponem 6 a 3 m mezi příčnými nosnými panely. Na tomto typu byla ověřena dispoziční variabilita a unifikace prvků pro jejich využití i v občanské výstavbě. Příčné nosné stěny byly z betonových panelů tloušťky 250 mm, vylehčené kruhovými dutinami o průměru 195 mm. Štítová stěna byla ze stejných panelů, ale obložených tepelněizolačními panely tloušťky 150 mm. Průčelní stěny tvořily parapetní panely a okenní pásy, čímž dům podstatně změnil svůj vnější výraz. Parapetní panely byly nenosné, tloušťky 200 mm. Všechny styky stěn byly

Typ bytové stavby

Pracnost [h] Vlastní náklady [Kč]x) Hrubá stavba Celkově Hrubá stavba Celkově

T01 B až T03 B: Podélné nosné zdi z CDm G57: Příčný panelový systém s krátkým rozponem 3,6 m T08 B: Příčný panelový systém s dlouhým rozponem 6 m Montovaný železobetonový skelet x)

pouze zálivkové. Prostorová tuhost stavby byla zajištěna příčnými nosnými stěnami, podélnou ztužující stěnou ve schodišti a stropními konstrukcemi. Z tohoto pokusu těžila i experimentální výstavba menšího sídliště (1260 bytů) v Praze na Invalidovně v letech 1961 až 1966, kde byly realizovány bytové domy pětipodlažní (typy A1, A3), osmipodlažní (A2) a jedenáctipodlažní (A4) s jednotným rozponem 6,2 m. Příčné nosné stěny byly opět z betonových panelů tloušťky 200 mm, vylehčené kruhovými dutinami tentokrát kónicky uzavřenými o průměru 130 mm. Tepelnou izolaci štítové stěny zajišťovalo pěnové sklo (50 mm) na vnitřní betonové vrstvě (100 mm) a kryté vnější betonovou

> 300 – asi 160 –

1 520 860 až max 1 200 660 až 1 000 1200

KONSTRUKCE STRUCTURES

vrstvou (50 mm). Podélnou obvodovou stěnu tvoří vícevrstvé parapetní panely o skladbě 50 mm vnitřní betonová vrstva, 50 mm pěnové sklo nebo pěnový polystyren a 50 mm vnější betonová vrstva. Ukončení stěny u dilatačních spar a štítů je provedeno nárožními sloupky, které přenášejí tíhu parapetů do základů. Lodžie jsou samonosné, přistavené k hlavní nosné konstrukci. P A N E L O V É S O U S T A V Y T 0 6 B , T 07 B A T0 8B Souběžně s výstavbou na Invalidovně (která byla později za normalizace kritizována jako velmi nákladná) byly projekčně zpracovávány v letech 1962 a 1963 nové typy T06B, T07B a T08B (obr. 2).

Celková hmotnost [t]

asi 15 000

59 800

121

–

67 300

85

asi 12 000

53 200

62,5

–

–

40

Podle cen před rokem 1967

Obr. 1 Původní typ G57, typické podlaží koncové sekce Fig. 1 Original G57 type, typical floor of an end section Obr. 2 Konstrukční schémata půdorysů koncových sekcí typů T06B, T07B, T08B Fig. 2 Structural diagrams of layouts of end sections of T06B, T07B, T08B types Obr. 3 Vlastnosti vybraných soustav Fig. 3 Properties of selected systems BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

21

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

Obr. 4 Podíl jednotlivých technologií na celkovém objemu bytové výstavby Fig. 4 Proportion of individual technologies in the entire volume of housing construction

Literatura: [1] Erben A., Petrůj S.: Stavitelství I FS VUT, Brno: SNTL, 1978 [2] Typizační sborníky, Praha: STÚ 1951,1952,1961,1965 [3] Smíšek O.: Téma předměstí z technického pohledu in Husákovo 3+1, Praha: VŠUP, 2007 [4] Časopis Architektura, Praha: 1974

Tyto typy měly být méně pracné, levnější a lehčí. T06B s krátkým rozponem byl míněn jako typ přechodný, v polovině 70. let však 55 % všech bytů bylo postaveno právě v domech T06B a bytů ve velkorozponových T08B bylo jen 16 %. To svědčí o jistých problémech v prosazování nových typů soustav – přestože měly být tyto typy uvedeny do výstavby již v roce 1964, postavil se např. v Brně první T06B až v roce 1968 a typ T08B byl realizován v roce 1965 pouze jako experiment. T06B je malorozponový (3,6 m) systém, T07B kombinuje moduly 6 a 3 m, T08B je řešen jako velkorozponový (6 m). Konstrukční výška je jednotná – 2,8 m. U typů „T“ byla uplatněna zásada funkčního rozdělení svislých stěnových konstrukcí na nosné (příčné stěny vnitřní) a tepelně izolační nenosné (obvodové parapetní stěny). Pouze příčné stěny štítové plní zároveň funkci nosnou i izolační. Příčné nosné stěny jsou z plných železobetonových panelů, u T06B 150 mm tlustých, u T07 a T08B 200 mm. Příčné štítové panely mají tloušťku 300 mm a jsou zhotoveny ze struskopemzobetonu nebo keramiky. U stropních panelů pro T08B je užito předpětí elektroohhřevem. Podélné obvodové stěny jsou ze struskopemzobetonových panelů (tloušťka 300 mm) osazovaných na konzoly ze svařovaného ocelového profilu T. U typu T06B se uplatňují také obvodové panely keramické (tloušťka 300 mm). K R A J O V É PA N E LO V É S O U S TAV Y Přestože bylo v plánu zavádět od roku 1972 tzv. NKS (nové konstrukční sousta22

vy), převažoval až do konce 80. let typ T06B a s NKS se můžeme setkat pouze v jihočeském kraji u typu NKS-B (experimentální malorozponová obousměrně nosná soustava se čtyřmi moduly). Krajově se uplatňovaly také méně rozšířené typy. Např. pro jižní a severní Čechy určená soustava PS69 (1969 až 1989) – malorozponová s využitím tří modulů, polozapuštěnými lodžiemi a zavěšenými balkony. Podélné nenosné panely byly z keramzitbetonu (270 mm) nebo keramických panelů (350 mm). Velmi diskutovanou a v odborném tisku publikovanou soustavou byla B70 – splňovala možnost výrazněji členit půdorys, což konvenovalo s dobovým názorem, že uniformita výrazu sídlišť by mohla být odstraněna větší rozmanitostí půdorysných schémat výstavby. Tato soustava byla malorozponová, obousměrně nosná, třímodulová. Z dalších krajových soustav stojí za zmínku východočeská HKS70 (malorozponová, obousměrně nosná, dvoumodulová) a BANKS (malorozponová, obousměrně nosná, třímodulová) určená pro severočeský a jihočeský kraj. Od roku 1972 se zvláště ve středních Čechách a Praze (Jižní město) prosazovala soustava VVÚ-ETA, která vycházela ze soustavy T08B (stejná tloušťka vnitřních i štítových stěn a stropů), ale kombinovala moduly 6 a 3 m, vykazovala však lepší tuhost a tepelně izolační vlastnosti. Pouze v Praze byly souběžně s VVÚ-ETA stavěny také objekty v dánském malorozponovém dvoumodulovém systému Larsen-Nielsen. Ještě na konci 70. let bylo plánová-

no vyprojektovat nový typ soustav řady „P“ v krajových variantách P1.11, P1.12, P1.13, P1.14, P1.21, P1.31, P1.32, P1.33. Realizovány byly pouze P1.11 (Morava, Praha), P1.14 (Slovensko) a P1.21 (severní Čechy). Jednalo se o malorozponové soustavy, tří nebo čtyřmodulové. Z ÁV Ě R Uspokojením potřeby vlastního bytu pro každou rodinu pro více a více domácností se začala logicky obracet pozornost od pouhého naplnění vlastního bydlení také k jeho kvalitě. Cesta panelové výstavby pro svou kritizovanou uniformitu technologickou a z ní vyplývající tvarovou, estetickou a v neposlední řadě bohužel i funkční, se uzavřela po roce 1989. Touha po změně vedla a vede mnoho obyvatel k budování stejně uniformních rodinných domků v satelitních městečcích, těchto „sídlištích naležato“, kde obyvatelé nežijí ani na vesnici a vlastně ani ve městě – kvůli malé koncentraci obyvatel zde nefungují systémy městské veřejné dopravy, ze stejného důvodu je problematické i umístění služeb. Panelová sídliště mají své dnes už nezpochybňované kvality, ale bohužel stále i mnohé nedostatky, z nichž řadu můžeme odstranit. Technické problémy z důvodů nekvalitního provedení a stárnutí konstrukcí jsou jedny z nich. Nezbývá nám než doufat v rozumnou úpravu sídlišť – odstraňování nedostatků a podržení estetických a urbanistických kvalit. Ing. arch. Michaela Jehlíková Janečková [email protected]

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

OBVODOVÉ

STĚNY PANELOVÝCH BUDOV Z HLEDISKA MECHANICKÉ ODOLNOSTI A STABILITY EXTERNAL WALLS OF LARGE CONCRETE PANEL BUILDINGS MECHANICAL RESISTENCE AND STABILITY V ÁC L AV V I M M R , T O M Á Š V I M M R Počet bytů v panelových domech se blíží 1,3 mil., takže v nich bydlí asi 40 % obyvatel České republiky. Požadavky na obvodové pláště jsou dosti komplexní. Hlavní problémy jsou způsobeny vlivem okolního prostředí a také nízkou kvalitou staveb. Přehled typických poruch je dokumentován připojenými fotografiemi. Doporučuje se strategie proaktivních zásahů. Nearly 1,3 mil. of dwelling units were built as large panel concrete structures and about 40 % of inhabitants of the Czech republic live in these buildings. Requirements on external walls are very complex. The main problems are caused by environmental actions and also by lower quality of works. Listing of typical disturbances and failures are illustrated by associated photographs. Strategy of proactive interventions is recommended.

Technický stav obvodových stěn zásadním způsobem ovlivňuje kvalitu bydlení bez ohledu na to, zda se jedná o tak zvanou panelovou nebo jinou technologii výstavby. Panelovým domům je věnována zvýšená pozornost hned z několika důvodů. Uvádí se, že počet bytových jednotek v panelových domech dosahuje téměř 1,3 milionu, tedy téměř 40 % obyvatel České republiky v panelových domech bydlí. Protože se většinou jedná o typizovaná řešení, jsou zde určité charakteristické znaky, které usnadňují vyhledávat systémová řešení pro rehabilitaci těchto domů. Panelové domy jsou obvykle situovány v zajímavých lokalitách s výborným napojením na dopravní infrastrukturu měst. Ačkoliv se jedná spíše o malometrážní byty, jejich dispoziční řešení jsou praktická a navíc umožňují i různá přizpůsobení včetně náhrady stísněných bytových jader. Příznivé klima vytváří i vlastnická struktura a zejména státní finanční pod-

1

2

3

4

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

–

pora oprav ve formě podpůrného programu PANEL. P O Ž A D AV K Y

NA OBVODOVÉ

KONSTRUKCE

Zatímco některé obvodové stěny mohou být pouze výplňové, neboli nenosné, jiné

Obr. 1 Pád betonového zábradlí v Praze – Petřinách Fig. 1 Fall of concrete loggia barrier in Prague Obr. 2 Pokročilá koroze výztuže balkonu v Příbrami Fig. 2 Severe corrosion of balcony reinforcement Obr. 3 Odpadlá krycí vrstva u betonového zábradlí Fig. 3 Spalling of concrete cover of loggia barrier Obr. 4 Ocelová konstrukce balkonu Fig. 4 Steel structure of a balcony

23

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

5

6

7

8

mohou patřit mezi základní svislé nosné konstrukce. Zajímavá situace nastává v případech, kdy stěny nebyly uvažovány jako nosné, avšak konstrukční řešení styků je takové, že je do působení nosné konstrukce integruje. Vlastní konstrukce stěn je buďto vícevrstvá, tedy nosná betonová vrstva na vnitřní straně, tepelná izolace a vnější krycí vrstva zpravidla opět betonová, nebo jednovrstvá z různých druhů lehkého betonu. Konstrukce obvodových stěn musí v prvé řadě splňovat všech šest hlavních požadavků podle Směrnice Rady 89/106/EHS vyjádřených v odstavci 1 § 156 Stavebního zákona nazvaném Požadavky na stavby: „Pro stavbu mohou být navrženy a použity jen takové výrobky, materiály a konstrukce, jejichž vlastnosti z hlediska způsobilosti stavby pro navržený účel zaručují, že stavba při správném provedení a běžné údržbě po dobu předpokládané existence splní požadavky na mechanickou odolnost a stabilitu, požární bezpečnost, hygienu, ochranu zdraví a životního prostředí, bezpečnost při udržování a užívání stav24

9

by včetně bezbariérového užívání stavby, ochranu proti hluku a na úsporu energie a ochranu tepla.“ Kromě toho je třeba přihlížet k hospodárnosti řešení a u obvodových stěn nelze přehlížet estetickou stránku řešení, kdy sehrávají významnou roli i detaily řešení. PROB LÉ MY

OBVODOVÝCH

KONSTRUKCÍ

Obvodové konstrukce jsou vystaveny účinkům změn počasí a dalším vlivům okolního prostředí. Tyto vlivy jsou spolu s vadami původních projektů, vadami ve stádiu výroby prvků a jejich montáže a někdy i vadami projektů oprav, nejčastějšími příčinami poruch konstrukcí obvodových plášťů. U některých panelových soustav se setkáváme s obvodovými panely skladebné délky 6 m. Předpokládáme-li pokles teploty v zimním období -15 °C a v létě ohřátí povrchové vrstvy parapetu pouze na + 45 °C dostáváme teplotní rozdíl 60 °C. Tento rozdíl způsobí rozdíl délky parapetu 4,32 mm. Jinými slovy

Obr. 5 Zkorodovaná nosná část konstrukce balkonu Fig. 5 Corroded load bearing part of a balcony structure Obr. 6 Zkorodovaná pata sloupku zábradlí Fig. 6 Corroded bottom part of handrail Obr. 7 Porucha kotvení zábradlí vyvolaná teplotními změnami u „opravené konstrukce“ Fig. 7 Failure of handrail anchorage due to thermal fluctuation in „repaired structure“ Obr. 8 Strategie údržby a oprav Fig. 8 Strategy of maintenance and repair Obr. 9 Alternativní postupy při údržbě konstrukcí Fig. 9 Alternative approach of maintenance of structures

těmto délkovým změnám je vystavena svislá spára šířky 15 až 20 mm. Již z toho je zřejmé jaké mimořádné nároky jsou kladeny na těsnící materiál spáry. Na druhé straně tyto délkové změny musí být vhodným způsobem zohled-

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

Literatura: [1] Vimmr V.: Diagnoses of Large Panel Buildings in the Czech Republic. IABSE Colloquium Saving Buildings in Central and Eastern Europe. Berlín 1998 [2] Matthews S., Morlidge J.: CONREPNET Overview of a thematic network on performance based remediation of reinforced concrete structures. Sborník konference CONREPNET. ČBS, Praha 2005

něny při návrhu detailů kotvení lodžiového zábradlí. Běžné projevy poruch jsou vcelku dobře známé [1]. Zatímco některé poruchy nebo vady mají význam pouze estetický, většina ovlivňuje životnost konstrukcí. V krajním případě se však jedná o poruchy, které ohrožují životy obyvatel. Jako příklady uveďme: • odtržení a pád vnější krycí vrstvy u vrstvené stěny, • uvolnění a pád betonového zábradlí (obr. 1),

• odpadávání různých betonových částí (obr. 2, 3), • zkorodované ocelové konstrukce balkonů (obr. 4 a 5), • zkorodovaná ocelová zábradlí lodžií (obr. 6), • nevhodné skleněné výplně zábradlí. Většina problémů se týká balkonů, lodžií a jejich zábradlí. Ne všechny opravy jsou zdařilé (obr. 7). Při opravě nebylo vyřešeno připevnění zábradlí k lodžiové stěně takovým způsobem, který by umožňoval délkové protažení madla v letním období a zkrácení v zimě. Pokud nebyla stanovena a odstraněna skutečná příčina poruchy, porucha se po určitém čase objeví znovu. Tuto situaci obecně komentoval již Albert Einstein a z angličtiny ji můžeme přeložit přibližně takto: „Problémy nelze řešit myšlením na úrovni shodné s myšlením, jež tyto problémy vytvořilo“. S T R AT E G I E Ú D R Ž B Y A O P R A V Y Při údržbě a opravách betonových, ale i jiných konstrukcí, se stále více uplatňuje princip „proaktivní intervence“, tedy

KONSTRUKCE STRUCTURES

zásahu, kdy následky degradačních procesů nejsou ještě viditelné. Princip názorně ilustruje obr. 8 uvádějící zjednodušený model koroze podle Tuuttiho [2]. Je prokázáno, že proaktivní strategie údržby přináší v delším časovém horizontu ekonomické výhody. Tento model ukazuje obr. 9 inspirovaný výstupem úkolu CONREPNET [2]. Důležité je dodržet doporučený postup, to je nejdříve provést průzkum technického stavu, vyhodnotit příčiny poruch, navrhnout metodu opravy a pak teprve provést opravu.

Ing. Václav Vimmr, CSc. e-mail: [email protected] Ing. Tomáš Vimmr e-mail: [email protected] oba: STÚ-K, a. s. Saveljevova 18, 147 00 Praha 4 – Braník tel.: 244 466 217, fax: 244 461 536 www.stu-k.cz

EMACO® NanoCrete

Nanotechnologie pro snadné a účinné opravy betonů dle EN 1504 - část 9

BASF Stavební hmoty Česká republika s.r.o., K Májovu 1244, 537 01 Chrudim tel.: 469 607 111, fax: 469 607 112, email: [email protected], www.basf-sh.cz

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

25

FIREMNÍ COMPANY

PREZENTACE P R E S E N TAT I O N

N A N O T E C H N O L O G I E V O B® L A S T I S A N A C Í Ž E L E Z O B E T O N O V Ý C H KONSTRUKCÍ – EMACO NANOCRETE / EN 1504, ČÁST 9 Evropská norma EN 1504 bude plně zavedena členy CEN – Evropský výbor pro normalizaci (národní normalizační orgány 28 evropských zemí) k 1. lednu 2009. Ačkoli norma bude zavedena na začátku roku 2009, proces oprav a ochrany betonu dosud zcela nerozpoznal důležitou roli této evropské normy EN 1504. Tento text, doufejme, zajistí užitečný a zjednodušený přehled vybraných částí normy a projevuje přijatý závazek BASF podporovat všechny naše zákazníky, kteří se angažují v náročné oblasti oprav a ochrany betonových konstrukcí.

OPR AV Y

A REKONSTRUKCE BETONOV ÝCH KONSTRUKCÍ

Úspěšná oprava konstrukce začíná správným určením a rozlišením příčiny poškození. Všechny další postupy procesu opravy a ochrany záleží na těchto aspektech. Dokument ENV 1504-9 jednoznačně zdůrazňuje důležitost této problematiky a určuje následující klíčové postupy: • posouzení stavu konstrukce; • určení příčiny poškození; • rozhodnutí o cílech ochrany a opravy společně s investorem nebo majitelem konstrukce; • zvolení příslušné zásady (zásad) ochrany a opravy; • zvolení metod; • určení vlastností výrobků a systémů (popsáno v EN 1504-2 až 7); • specifikace požadavků na následnou údržbu po realizaci ochrany a opravy. Je tedy zřejmé, že norma EN 1504 bude uvítána, protože jasně uvádí, že jakýkoli projekt opravy musí určit její cíle a účely investorům či majitelům před započetím práce. Takový projekt zahrnuje očekávanou životnost, způsob používání a úpravu rozpočtu. Odhaduje se, že přes 50 % ročního rozpočtu stavebnictví v Evropě je použito na opravy a rekonstrukce stávajících konstrukcí, budov a zařízení. Tato hodnota bude v budoucnu ještě narůstat, neboť infrastruktura stárne a snižování rozpočtu a omezování zdrojů na nové stavby bude ještě výraznější. A opravy poškozených železobetonových konstrukcí jsou velmi důležitou a nedílnou součástí tohoto celého komplexu. Přesná diagnostika a komplexní řešení problematiky, které vyhoví požadavkům investora – jednoduchý návod na úspěch!

PŘÍČINY

POŠKOZENÍ BETONU

Technologové pracující v oblasti oprav betonu chápou mnohem více příčiny poškození železobetonových konstrukcí než kdokoli jiný. Pro snazší orientaci je možné následující vymezení:

26

Koroze výztuže kvůli ztrátě zásaditosti okolo výztužné oceli: typické příčiny jsou kyselý déšť nebo kysličník uhličitý, oxidy síry a další atmosférické znečišťující látky. Další činitelé způsobující poškození jsou nízká kvalita nebo nevhodná výška krytí betonu, nevhodné nebo žádné ošetření betonové směsi, umístění a stáří konstrukce, převládající klimatické podmínky. Koroze výztužné oceli způsobená chloridy (pozn.: chloridy mohou způsobit vážné poškození nebo ztrátu celistvosti konstrukce dokonce tehdy, když krycí vrstva betonu není zkarbonatovaná a ocel je stále v pasivovaném stavu): typické příčiny jsou přímořské prostředí, kde dochází k přímému styku s mořskou vodou nebo větrem přenášenými chloridy; rozmrazovací soli eventuelně zabetonované chloridy ze znečištěné vody použité při míchání, nevhodné či nevhodně použité přísady do betonu. Další činitelé způsobující poškození jsou vysoká pórovitost, beton nízké kvality, stav betonu, např. praskliny a trhliny resp. převládající směr větru, poloha a expozice konstrukce. Fyzikální poškození betonu má příčiny v odlupování povrchu, otevřené spáře a popraskání vlivem střídání cyklů zmrazování a rozmrazování nebo extrémních teplotních šocích; ve smršťování během tvrdnutí; v abrazi nebo erozi způsobené činiteli nesenými větrem nebo vodou; v sednutí stavby; v nárazu na konstrukci; v seismickém poškození. Další činitelé způsobující poškození jsou umístění konstrukce a okolní prostředí nebo pevnost v tlaku a objemová hmotnost navrženého betonu. Další příčiny poškození betonu jsou způsobovány např. alkalickou reakcí kameniva; nedostatečným ošetřením betonu; nedostatečným nebo přílišným zhutněním během pokládky betonové směsi, které zapříčiní segregaci, krvácení nebo vznik hnízd a kaveren; pohybem bednění nebo výztuže v průběhu betonáže; nevhodným propracováním detailů v projektu; chemickým napadením agresivními chemikáliemi jako jsou kyseliny nebo cukry či dokonce měkká voda; biologickým napadením betonu ve stokách; bludnými proudy nebo bimetalickou korozí. Jiní možní činitelé ovlivňující možné poškození betonu pak mohou být např. použití alkalického kameniva nízké kvality; umístění stavby a její okolní prostředí; teplota, koncentrace chemikálií a doba vystavení jejich vlivu; změna užívání nebo podmínek proti původnímu projektu; popř. kvalita návrhu betonu a použitých ochranných nátěrů.

ST R ATEGI E

OPR AV BETONU: POŽ ADAVKY NA EVROPSKOU NORMU

Je zřejmé, že příčin poškození betonové konstrukce je mnoho. Oprava betonu je zvláštní činnost vyžadující proškolené a způsobilé pracovníky ve všech fázích tohoto procesu. Až doposud nebyla v této oblasti vydána obecná a závazná evropská norma. Často byly uplatňovány jednoduché strategie „vyspravení a zatření“ jakožto krátkodobé kosmetické opravy, které ovšem nemířily ke kořenům příčin problému. To může vést a v konečném důsledku i vede k nespokojenosti investorů či správců objektů. Nová evropská norma EN 1504 sjednocuje činnosti týkající se oprav a zajistí kvalitní rámec pro dosažení úspěšných oprav s dlouhou životností a se spokojenými zákazníky. Důležité je, že tato norma (očekávané datum plného zavedení: 31. 12. 2008) zahr-

nuje VŠECHNA hlediska týkající se celého procesu oprav včetně: • definice a zásady oprav, • požadavků na přesné určení příčin před návrhem opravných prací, • podrobného pochopení požadavků zákazníka, • požadavků na opravy, zkušební metody, kontrolu výroby použitých materiálu a zhodnocení shody provedení, • metod pro aplikaci na stavbě a kontroly kvality provedení.

Z Á S A DY

OPR AV

BETONU

–

KOMPLEXNÍ

ŘEŠENÍ OPR AV Z JEDINÉHO ZDROJE

Část 9 normy EN 1504 pomáhá projektantům specialistům v oboru sanací betonových konstrukcí prostřednictvím stanovených obecných zásad pro opravu a sanaci betonu zásada 1 (PI) zásada 1 (MC) zásada 3 (CR) zásada 4 (SS) zásada 5 (PR) zásada 6 (RC) zásada 7 (RP) zásada 8 (IR) zásada 9 (CC) zásada 10 (CP) zásada 11 (CA)

Ochrana proti vnikání Regulace vlhkosti Obnova betonu Zesílení konstrukce Fyzikální odolnost Chemická odolnost Ochrana nebo obnovení pasivace Zvýšení elektrického odporu Úprava katodické oblasti Katodická ochrana Úprava katodických a anodických oblastí

NANOTECHNOLOGIE

A NOVÉ PRINCIPY

VE STAVEBNÍ CHEMII

V 80. letech minulého století došlo s vývojem techniky k „objevení funkce“ betonu. Elektronový mikroskop totiž umožnil zvětšení, které do té doby technika neumožňovala. Je prakticky možné sledovat molekuly a jejich prvky (např. délku a hustotu vedlejších řetězců, celkovou geometrii molekuly apod.). Nanotechnologie přinesla nový přístup do vědy o přísadách a příměsích. Nyní je možné, aby chemikálie nebo polymery byly modifikovány tak, že kombinací vhodných funkčních skupin lze dosáhnout požadovaného chování látek. Polymery jsou pak vyráběny ve variantách pro silnou či slabou absorpci na cementových částečkách, pro řízenou efektivitu dispergace a pro kontrolu průběhu hydratace. Díky výzkumu v oblasti „nano-oblastech“ nám tato technologie umožňuje řídit spotřebu vody a kontrolu konzistence betonu a malt v čase. Chemické a fyzikální chování polymerů můžeme díky nanotechnologii řídit např. změnou délky řetězce polymeru, změnou délky bočních řetězců polymeru, změnou elektrického náboje, změnou hustoty bočních řetězců polymeru nebo množstvím volných funkčních skupin. Díky nanotechnologii v oblasti technologie betonu můžeme dnes vyrábět betony, které udržují stálou konzistenci betonu v průběhu i několika hodin, zajišťují možnost používání samozhutňujícího betonu, jenž eliminuje případnou nekvalitu objevující se na stavbě v důsledku nedostatečně vyškoleného personálu resp. nedostatečného strojního vybavení (vibrační technika), a které zajišťují také kvalitní finální vzhled konstrukce při tom, že technické parametry betonu požadované projektem jsou garantovány.

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

FIREMNÍ PREZENTACE C O M PA N Y P R E S E N TAT I O N Přísady do betonu z klasické minulosti byly vyráběny na základě hrubého a nepřesného seskupení atomů a jejich řetězců. Nové přísady na bázi polykarboxylátů jsou tak speciálně formulovanými molekulami, které jsou vyváženě nastaveny kombinací prvků, jako jsou např.: elektrický náboj, délka řetězce hlavního polymeru, délka a hustota bočních řetězců, nové funkční monomery a celková geometrie molekuly přísady. Změnou určitých prvků lze tak reagovat na požadavky zákazníka/trhu – např. na změnu druhu cementu, změnu doby použitelnosti betonu, změny klimatických podmínek atd.

EMACO® NANOCRETE:

zabránit vzniku trhlin ve vytvrzující opravné hmotě. Nová řada výrobků EMACO® NanoCrete je doslova „nabita“ nejnovějšími technologiemi, redukujícími až zamezujícími náchylnost k tvorbě trhlin. ;=2C: >@CÏ<=AB7

>3D<=AB DB/6C

A9:=<9BD=@0Š B@6:7< 2=BD/@=DË<Î

A;@ÅBŠ<Î

NOVÁ

GENER ACE V ÝROBKŮ NA OPR AVU A SANACI BETONU V SYSTÉMU NANOTECHNOLOGIE

Jednou z nejdůležitějších zásad normy EN 1504 uvedené v části 9 je zásada č. 3: Opravy poškozených betonových konstrukcí speciálními suchými maltovými směsmi. Značka EMACO® se pevně usadila na čele vývoje opravných a sanačních suchých maltových směsí, zaručujících úsporu nákladů a dlouhou životnost sanovaných konstrukcí. První výrobky EMACO® byly v raných sedmdesátých letech minulého století poprvé uvedeny na trh v Itálii: poprvé se zde předvedl koncept sanací betonových konstrukcí speciálně připravenou hmotou, která je betonu velmi podobná. S narůstajícím objemem poznatků z oblasti porozumění příčin poškození železobetonových konstrukcí za posledních zhruba třicet let se zvyšovaly požadavky na vývoj a výrobu předmíchaných sanačních materiálů. Nové výrobky řady EMACO® NanoCrete na bázi nanotechnologie představují další generaci sanačních maltových směsí na opravu betonu s výjimečnými vlastnostmi, jako jsou zlepšená přilnavost k podkladu, zlepšená hustota a nepropustnost; minimalizované smrštění, zvýšená pevnost v tahu a nízká náchylnost k vzniku trhlin, zvýšená kompatibilita s betonem, zvýšená tixotropie, snazší a rychlejší nanášení a zahlazení, minimalizace aplikačních problémů při opravách, omezení nákladů. Koncepce aplikované nanotechnologie byla poprvé použita v řadě maltových směsí EMACO® NanoCrete a svými vlastnostmi plní požadavky normy EN 1504: omezení sklonu k tvorbě trhlin – při vytvrzování produktů na cementové bázi, dochází ke smršťování. Pokud se tyto smršťovací síly stanou většími než vnitřní tahová pevnost malty, dojde k popraskání. Použitá nanotechnologie vnáší rovnováhu mezi tyto síly, aby zamezila tvorbě trhlin. Sanační maltové směsi EMACO® NanoCrete jsou vyztuženy vlákny, aby bylo možné ovládat a řídit sklon betonu k tvorbě trhlin. Ledvinovitý, zvrásněný povrch zvyšuje mechanickou přilnavost, navíc je docíleno i určité chemické vazby, která je viditelná jen díky nejkvalitnějším elektronickým mikroskopům. Tato jedinečná kombinace zajišťuje, že takto vybraná vlákna pomáhají

V rámci všech produktů řady EMACO® NanoCrete se pro zajištění optimální křivky zrnitosti směsi používají pouze speciální anorganické přísady a ta nejlepší pojiva a plniva. Zvyšují se technické parametry jako objemová hmotnost, hutnost směsi, pevnost v tahu a tlaku, jakož i mrazuvzdornost. Současně se zlepšují pro praxi nezbytné praktické aplikační vlastnosti směsí, jako jsou tixotropie, stabilita a snadné zahlazení povrchů. Nanotechnologie neznamená, že se ve směsích používají nanočástice. Lepší porozumění procesu hydratace cementu nám umožňuje zvýšit kvalitu a hustotu nanostruktury v cementovém tmelu. Struktura omezuje tvorbu mikroporuch ve směsi a zlepšuje soudržnost cementového tmelu a zrn plniva, jakož i přilnavost cementové malty k podkladu. Fyzikální vlastnosti jako např. pevnost v tahu se zvyšují a tím se omezuje možnost tvorby trhlin. To je základem aplikované nanotechnologie v našich cementových směsích.

PRO DU K T Y SYST É M OV É Ř A DY EMACO® NANOCRETE:

EMACO® NanoCrete AP – jednosložkový, ochranný nátěr na cementové bázi, k ochraně betonářské oceli a jako spojovací můstek, který se používá, když je krycí vrstva betonu menší než 10 mm* nebo pro lepší přilnavost a ke zlepšení vlastností ručně zpracovávaných maltových směsí při větších tloušťkách a v extrémních podmínkách* nebo v kritickém prostředí nebo je-li požadován projektem nebo při opravách s EMACO® NanoCrete R2, je-li obnažena výztuž. * Pozn. EMACO® NanoCrete AP se běžně nepoužívá s EMACO® NanoCrete R4

EMACO® NanoCrete R4 – jednosložková, vysokopevnostní konstrukční správková malta, s vysokým modulem pružnosti, vyztužená vlákny, s minimalizovaným smršťováním, která je ideální ve vrstvách 5 až 50 mm a minimální pevnosti 50 MPa pro opravy sloupů, pilířů a nosníků všech mostních staveb, přímořských staveb, tunelů, potrubí, podzemních staveb zejména v agresivním prostředí za přítomnosti síranů, chladících věží a komínů, úpraven a čistíren odpadních vod a kdekoli je třeba obnovit celistvost stavební konstrukce.

EMACO® NanoCrete R3 – jednosložková, vylehčená, polymery modifikovaná, pro tloušťky 5 až 75 mm a pevnost > 35 MPa, vyztužená vlákny, konstrukční správková malta, která je doporučována pro konstrukční opravy, kde je předepsáno použití polymerymodifikovaných maltových směsí nebo pro méně zatížené betonové stavební konstrukce nebo pro balkony, fasády budov, prefabrikované panely atd. nebo pro horizontální vyspravení betonových desek popř. kdekoli je třeba ruční reprofilace. EMACO® NanoCrete R2 – univerzální, jednosložková, polymery upravená, rychle tuhnoucí opravná a reprofilační malta pro tloušťky 3 až 100 mm a pevnosti > 25 MPa ideální pro použití na opravy balkonů a hran trámů či nosníků nebo na opravy fasád v plochách tenkých betonových vrstev (s nátěrem Masterseal zamezujícím karbonataci) nebo pro kosmetické reprofilace na budovách a konstrukcích, zvláště tam, kde je třeba ruční reprofilace nebo na opravy malých poškození na prefabrikovaných panelech nebo na obecné opravy, kde je třeba rychlého vytvrzení, ale kde není vyžadována velká konstrukční pevnost případně na vyhlazení velkých ploch před finální povrchovou úpravou (nátěrem). V současné době vstupují na trh nové materiály: EMACO® NanoCrete R4 tekutý – pro lité aplikace a EMACO® NanoCrete FC – tenká finální stěrka pro vrstvy 0 až 7 mm.

POUŽITÍ

M ATER IÁLŮ PRO STAVBY T YPU:

• Obytné nebo průmyslové budovy – opravy fasád a balkonů, • Konstrukce silničních a dálničních mostů – sloupy, nosníky, svodidla, spáry a hydroizolační vrstvy, • Vícepodlažní parkovací budovy – prefabrikované fasádní panely, • Betonové podlahy, sloupy, nosníky, rampy, • Velká přímořská nebo vodní díla – mola, nábřežní zdi, přehrady a nádrže, • Speciální technologie pro speciální případy jako jsou – systémy povrchových úprav (EN 1504 část 2) k impregnaci a hydrofobizaci zdiva; systémy externě lepené výztuže MBrace® (EN 1504 část 4) nebo úpravy pro injektáže betonu (EN 1504 část 5), které slouží k vyplňování trhlin, dutin a prasklin, jakož i ke spojování konstrukcí v jeden celek • Špičkové moderní produkty, které vám pomohou postavit lepší svět – materiály na bázi nanotechnologie – EMACO® NanoCrete. Ing. Libor Hlisníkovský e-mail: [email protected] Ing. Václav Jůzl e-mail: [email protected] oba: BASF Stavební hmoty Česká republika, s. r. o. K Májovu 1244, Chrudim tel.: 469 607 111 www.basf-sh.cz

Kompatibilita správkového materiálu s podkladem ■ Řada správkových malt na beton EMACO® je jednou z nejstarších v Evropě s impozantní cestou nejen po Evropě, ale po celém světě! CHEMICKÁ ■ Příčinou je kompatibilita definovaná jako: rovnováha fyzikálních, chemických, elektrochemických a rozměrových vlastností

ROZMĚROVÁ ELEKTRO-CHEMICKÁ • • • •

■ Opravování „podobného podobným“

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

PERMEABILITA

modul pružnosti koeficient teplotní roztažnosti dotvarování kompenzace smršťování

27

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

OBNOVENIE

TRVANLIVOSTI PODZEMNÝCH GARÁŽÍ RESTORE DURABILITY OF UNDERGROUNG GARAGES

Narastajúce množstvo porúch podzemných garáží vyžaduje vysoké náklady na sanáciu a oprávnene vyvoláva zvýšenú pozornosť nielen odbornej verejnosti. Aj v novostavbách sa zisťujú chyby, ktoré musia byť v rámci záručnej doby nákladne odstránené. Príčinou sú často nedostatky vo vykonávacích projektoch. Navrhovanie na bezpečnosť sa vo všeobecnosti prísne sleduje. Na druhej strane sú vplyvy prostredia a prevádzky podzemných garáží na trvanlivosť nedostatočne zohľadnené a to napriek tomu, že opatrenia sú dlhšiu dobu zakotvené v normách a smerniciach [1], [2], [3], [4]. Trvanlivosť podzemných garáží najviac ohrozuje korózia výstuže spojená so zvýšenou vlhkosťou a prítomnosťou chloridov v podzemných priestoroch. Potvrdzujú to aj skúsenosti so stavom garáží nielen v zahraničí, ale aj v Čechách a na Slovensku [5], [6], [7]. Vzhľadom na následky prítomnosti podzemnej a vozidlami zavlečenej vody na trvanlivosť podzemných garáží navrhuje sa ich dodatočné tesnenie, ktoré zabráni prenikaniu vody ako do suterénnych priestorov, tak aj do betónovej konštrukcie. PORUCHY

KORÓZIA VÝSTUŽE Korózia výstuže v podzemných garážach je iniciovaná karbonatáciou betónu alebo difúziou chloridových iónov. Obsah CO2 v bežnej atmosfére má prakticky konštantnú hodnotu 0,03 % (t. j. približne 600 mg/m3 vzduchu). V garážach a tuneloch dosahuje obsah CO2 až 0,2 %, čím sa výrazne urýchľuje postup karbonatácie betónu. Karbonatácia je spojená s poklesom pH na hodnotu menšiu ako 10, pri ktorej sa stráca stabilita pasivujúceho povlaku na výstuži (depasivácia), čo vedie k plošnej korózií oceľovej výstuže. Na povrchu betónu sa prejavuje tvorbou trhlín s výrazným červeno-hnedým zafarbením, prípadne odpadávaním betónovej krycej vrstvy. Najzávažnejšie poruchy v podzemných garážach vyvoláva chloridmi iniciovaná korózia výstuže. Prítomnosť chloridov

v betóne vyvoláva lokálnu hĺbkovú koróziu výstuže aj vo vysoko zásaditom prostredí. Tým dochádza k výraznému zmenšeniu prierezovej plochy výstuže. Kontaminovaná voda prenikajúca z povrchu stropnej dosky sa môže vodorovne šíriť na spodnom povrchu výstuže, kde sa vplyvom plastického zmrašťovania vytvorila dutina na styku s betónom. Touto cestou môžu chloridy vyvolať koróziu výstuže na veľkej ploche stropov podzemnej garáže. Stropy podzemných garáží tvoria viacpoľové bezprievlakové stropné dosky. V oblastiach podpier vznikajú od priameho zaťaženia ťahové napätia na hornom povrchu dosky. Pri obmedzení vodorovných pretvorení, v dôsledku tuhého monolitického spojenie so zvislými nosnými prvkami (steny a stĺpy), vznikajú ťahové napätia aj od nepriameho zaťaženia (objemové zmeny betónu). V stropných doskách podzemných garáží je väčší predpoklad vzniku nadmerných deliacich trhlín ako v parkovacích domoch, lebo obvodové steny sú podstatne tuhšie. 1

^`OQ]d\tÈYt`O

F1!

abS\Oab¦^

Za posledných 25 rokov sa vyskytli poruchy podzemných garáží, ktoré si vyžiadali vysoké náklady na sanáciu. V príspevku sa uvádzajú najzávažnejšie poruchy a s nimi spojené riziká, ako aj postupy na obnovenie trvanlivosti podzemných garáží. During the last 25 years important damage has occured in underground garages which had to be restored with high costs. The paper shows principal damages and lists the main risks as well as the possibilities to repair and to restore the durability of underground garages.

vená, závisí od výskytu trhlín, nepriepustnosti škár ako aj od výberu materiálov a kvality zhotovenia izolácie (obr. 1).

#

J U R A J B I LČ Í K

VgR`]Wh]ZtQWO TOPW„\

F; F2!

s 

ab`]^\thtYZOR]dtR]aYO

OBMEDZUJÚCE

TRVAN LIVOSŤ

Podzemné garáže sú vystavené dlhodobej vlhkosti od presakujúcej, či zavlečenej vody (XC3), ktorá je naviac obohatená chloridmi z posypových solí (XD3), ako aj miernemu mechanickému namáhaniu pojazdných plôch (XM1). Stupne prostredia, ktorým je betónová konštrukcia vysta28

2 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3 3/2008

STAVEBNÍ

Vo všeobecnosti možno preto v stropných doskách predpokladať vznik deliacich trhlín, ktoré urýchľujú postup karbonatácie betónu, resp. chloridmi kontaminovanej vody k výstuži (obr. 2). Usporiadanie a tesnenie dilatačných škár sa často podceňuje. Škáry sa často vyplnia polystyrénom a tesnia „trvale“ pružným tmelom. Toto riešenie nie je vhodné pre podzemné garáže. Pretvoriteľnosť pružného tmelu dosahuje okolo 20 %, pri šírke dilatačnej škáry v podlahe 15 mm to znamená, že tmel v dilatačnej škáre je schopný sledovať zmenu šírky o maximálne 3 mm. Škára je spravidla naviac namáhaná prejazdom vozidiel. Za účelom zabránenia prieniku vozidlami dovlečenej vody cez netesné dilatačné škáry v stropoch (obr. 3) sa preto majú použiť špeciálne, pre tento účel vyrábané, dilatačné zariadenia. Podlaha musí byť účinne odvodnená. STN 73 6058 predpisuje sklon ≥ 0,5 %, ale vzhľadom na prípustné tolerancie a očakávané priehyby dosky sa odporúča sklon ≥ 2 %. Nedostatočné odvodnenie podláh vedie k tomu, že vozidlami zavlečená zrážková voda, resp. sneh po rozmrazení, vytvárajú na podlahe kaluže. Táto voda, často obsahuje rozmrazovacie prostriedky a teda aj chloridy, preniká trhlinami a netesnými dilatačnými škárami do betónu stropov. Cez ne preteká aj na parkujúce vozidlá. Prvé náznaky pre transport vody v stropných doskách sú vlhké miesta, odlupovanie náterov a výluhy na ich spodnom povrchu. P R I E S A K Y P O D Z E M N E J V O DY Podzemné garáže sa nachádzajú často pod hladinou podzemnej vody. Vodotesnosť základovej vane zabezpečuje buď Obr. 1 Stupne prostredia podzemnej garáže a tesnenie pracovnej škáry Fig. 1 Exposure classes for underground garages and sealing of the construction joint Obr. 2 Priesak vody stropom v deliacej trhline Fig. 2 Leaking separation crack in a floor slab Obr. 3 Korózia výstuže v mieste netesnej dilatačnej škáry Fig. 3 Reinforcement corrosion under a leaking expansion joint Obr. 4 Presakujúca podzemná voda Fig. 4 Leaking underground water

povrchová hydroizolácia alebo vodonepriepustný betón (biele vane). V oboch prípadoch sa môžu vyskytovať priesaky vody. Príčinou netesnosti sú chyby povrchovej hydroizolácie, netesné škáry alebo trhliny. Prítomnosť podzemnej vody v garážach je nežiaduca z viacerých dôvodov: • v stenách a stĺpoch stúpa voda kapilárnou vzlínavosťou. Prejavuje sa charakteristickými mapami, kde sa hromadia soli v kryštalickej podobe. Sprievodným javom je odpadávanie omietky a obkladov stien a stĺpov, • odparujúca voda zvyšuje vlhkosť vzduchu v garáži, čo vytvára vhodné podmienky pre koróziu výstuže v betóne, • voda môže vytvárať na podlahe kaluže a obmedzovať používateľnosť garáže (obr. 4). Pre vytvorenie potrebnej hrúbky betónovej krycej vrstvy výstuže a kontrolu šírky trhlín sa neodporúča zhotovovať medzistropy zo spriahnutých stropov pomocou filigránových dosiek. DIAG NOSTI K A Pred zahájením sanácie treba zistiť aktuálny stav konštrukcie, rozsah a príčiny porúch. Je v záujme investora touto činnosťou poveriť skúsenú a nezávislú organizáciu. Z domácich normových predpisov sa vyšetrovaniu jestvujúcich stavebných konštrukcií venuje ČSN 73 0038/86, z medzinárodných napr. ISO 13822 [8]. Na úvod diagnostiky sa urobí podrobná vizuálna prehliadka so záznamom všetkých chýb a porúch. Na základe jej výsledkov sa zostaví plán vyšetrovania. Vytypuje sa počet a poloha charakteristických miest, tak aby boli zistené reprezentatívne hodnoty sledovaných veličín umožňujúce odhad stavu konštrukcie, degradácie materiálu a príčin porúch. Pri vyšetrovaní podzemnej garáže sa treba sústrediť najmä na zistenie [5]: • hrúbky betónovej krycej vrstvy, • hĺbky karbonatácie betónu, • obsahu chloridov v betóne, • pevnosti a vodotesnosti betónu, • spádu a priehybu podlahy, • šírky trhlín, • zmien šírky trhlín v čase, • stavu, resp. stupňa korózie výstuže, • teplotných a vlhkostných pomerov v garáži. Keďže korózia výstuže je najvýznamnejší rizikový faktor trvanlivosti železobetó-

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

KONSTRUKCE STRUCTURES

novej konštrukcie garáže, treba zisteniu podmienok pre jej priebeh ako aj aktuálnemu stavu výstuže venovať zvýšenú pozornosť. Veľkú perspektívu na sledovanie stavu betonárskej výstuže majú nedeštruktívne metódy, najmä elektrické, ktoré je možné v zásade rozdeliť do dvoch skupín: • metódy elektrochemické, • metódy založené na meraní elektrického odporu výstuže v betóne. Z elektrochemických sa na konštrukcií najviac používa metóda merania elektródového potenciálu. Je založená na zisťovaní elektródového potenciálu vytváraného na stykovej ploche kovu s elektrolytom. Zmeny elektródového potenciálu je možné merať pomocou presného vysoko impedančného voltmetra voči referenčnej elektróde. Kontakt s výstužou sa zabezpečuje obnažením časti výstuže, pričom sa využíva skutočnosť, že zvyčajne všetka výstuž v železobetónovom prvku je vodivo spojená. Hodnotu elektrodového potenciálu ovplyvňuje celý rad faktorov, ktoré môžu skresliť namerané hodnoty. Odporúča sa preto v kontrolnej sonde (miestne obnaženie výstuže) overiť namerané výsledky so skutočnosťou. Pri veľkoplošných meraniach je vhodné betónovú plochu rozdeliť na sieť a meranie uskutočniť v uzloch zvolenej siete. Pre zisťovanie korodujúcich plôch veľkosti cca 5 mm je maximálna vzdialenosť meraných bodov 200 mm. Celkové posúdenie konštrukcie na možnosť korózneho napadnutia prichádza do úvahy iba v mimoriadnych prípadoch. Metóda je vhodná najmä v miestach podozrivých z možnosti vzniku korózie: vlhké miesta, prístup posypových solí cez trhliny a škáry apod.

4

29

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

Variant Opatrenia Pružný náterový systém prekrývajúci trhliny v podlahe, alebo 1a tuhý náterový systém so sprievodným injektovaním trhlín Zabránenie vzniku trhlín na hornom povrchu dosiek prostým 1b uložením alebo predpätím Pružný náterový systém prekrývajúci trhliny s pravidelnými prehliadkami a opravami, umožňuje zmenšenia betónovej 2 krycej vrstvy a stupňa agresivity prostredia, ak je dvakrát ročne zabezpečená údržba náteru Polymérbituménová hydroizolácia pod pojazdnú liatu asfaltovú vrstvu v zmysle hydroizolácie mostov. Pri tomto variante 3 môže byť doska zaradená do stupňa agresivity prostredia bez prítomnosti chloridov, t.j. XC3, prípadne XF1

Normy a smernice DIN 1045-1; DIN 1045-1 Zmena 1; DAfStb No. 255 [2] DIN 1045-1, DIN 1045-1 Zmena 1, DAfStb No. 525 [2]

Tesnenie priesakov podzemnej vody Priesaku vody možno zabrániť buď znížením hladiny podzemnej vody v okolí garáže alebo dodatočným tesnením základovej vane. Optimálne riešenie závisí od viacerých okrajových podmienok. V ďalšom sa analyzujú možnosti dodatočného tesnenia. Na tesnenie sú, v závislosti od príčiny netesnosti, polohy a špecifických daností stavby, tieto možnosti [12]: • injektovanie • gélovanie • nalepenie pásov • zabudovanie zvierky.

DAfStb No. 525 [2]; DAfStb No. 526 [3] DAfStb No. 525 [2]; DAfStb No. 526 [3]

Tab. 1 „Špeciálne opatrenia“ na zabezpečenie trvanlivosti pojazdných stropných dosiek [9] Tab. 1 „Special measures“ to satisfy the durability of parking floor slabs

SANÁC IA

NA OBNOVENIE

TRVAN LIVOSTI

Včas zistené a odstránené chyby a poruchy môžu výrazne znížiť rozsah prác a náklady sanácie potrebnej na obnovenie trvanlivosti podzemných garáží. Protikorózne opatrenia Priamo pojazdné nosné prvky podzemných garáží (stropné a základové dosky), pri uvážení stupňa agresivity prostredia XD3 vyžadujú na ochranu výstuže proti korózii: • minimálne betón C35/45 (STN EN 1992-1-1, tab. E.1N) • vodný súčiniteľ w/c ≤ 0,45 (STN EN 206-1) • hrúbku betónovej krycej vrstvy výstuže cnom ≥ 55 mm. Ak uvedené požiadavky nie sú splnené, treba vytvoriť izolačnú vrstvu, ktorá zabráni styku betónu s vodou kontaminovanou chloridmi. Tab. 1 uvádza „špeciálne opatrenia“ na zabezpečenie protikoróznej ochrany výstuže pojazdných stropných dosiek. Tesnenie trhlín a pracovných škár v stropných doskách Dodatočné tesnenie pracovných škár a pasívnych trhlín voči vode sa vo všeobecnosti robí injektovaním. Ako injektážny materiál sa najčastejšie používajú epoxidové a polyuretánové živice alebo cementové suspenzie [10]. Na materiál, ktorý sa použije ako plnivo do trhliny sa kladú tieto požiadavky: nízka viskozita, veľká kapilárna vzlínavosť (pri živiciach), dobrá spracovateľnosť, stabilita po zmiešaní, malá objemová strata, dostatočná pevnosť, odolnosť voči starnutiu a úplná absencia agresívnych látok. Pri návrhu tesnenia aktívnej trhliny injektovaním pružného injektážneho materiá30

lu si treba uvedomiť, že podobne ako pri dilatačnej škáre, pretvoriteľnosť polyuretánových materiálov dosahuje približne 20 %, čo pri šírke trhliny 0,5 mm umožňuje zmeny šírky o 0,1 mm. To nemusí vždy postačovať lebo konštrukcie vystavené účinkom vonkajšej atmosféry môžu mať od teplotných rozdielov väčšie zmeny šírky trhlín. Na priamo pojazdné plochy stropov otvorených garáží sa preto odporúča použiť ochranný systém OS 11, ktorý má schopnosť prekrývať aktívne trhliny do šírky 0,3 mm. V podzemných garážach, kde sú rozdiely teplôt v dennom a ročnom cykle menšie, možno použiť systém OS 13 s obmedzenou pružnosťou, ale zvýšenou chemickou a mechanickou odolnosťou [11].

Tesnenie trhlín a pracovných škár injektovaním Tesnenie trhlín a pracovných škár sa navrhuje najčastejšie tlakovou injektážou (obr. 5). Technologický postup je identický ako pri injektovaní trhlín [10]. Tesnenie trhlín a škár gélovaním Na dodatočné tesnenie trhliny alebo škáry sa v praxi používajú aj akrylátové gély, ktoré v styku s vlhkosťou zväčšujú

6a

5

6b

Obr. 5 Schéma tesnenia trhliny alebo pracovnej škáry injektovaním Fig. 5 Waterproofing of a crack and construction joint by injektion Obr. 6 Tesnenie dilatačnej škáry clonovou injektážou [12] Fig. 6 Waterproofing of a expansion joint by grout curtain injection

7

Obr. 7 Tesnenie dilatačnej škáry lepenými páskami Fig. 7 Waterproofing of a joint with an adhesive sealing system Obr. 8 Tesnenie dilatačnej škáry zvierkou [12] Fig. 8 Flanging waterstop for waterproofing of expansion joints BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

8 3/2008

STAVEBNÍ

objem a zachovávajú pružnosť. V železobetónových konštrukciách sa používajú ak nehrozí korózia výstuže. Výhodné je preto vytvorenie gélovej clony mimo betónového prvku. Injektuje sa do miest pod vnútorný pás (obr. 6a), resp. vonkajší tesniaci pás (obr. 6b) až do podložia. Týmto spôsobom sa zabezpečí, že aj v prípade ďalšieho sadania základovej dosky bude dilatačná škára utesnená gélovou clonou. Zemná vlhkosť vytvára podmienky pre stabilný tvar a pružnosť gélu. Tesnenie trhlín a škár nalepením pások Na tesnenie aktívnych trhlín a škár je možné použiť aj nalepené pružné pásy (obr. 7). Lepidlo sa nanesie na pripravený betónový podklad z oboch strán trhliny (škáry). Následne sa do lepidla pritlačí pružný pás. Stred pásu nesmie byť zlepený s podkladom. Tesnenie dilatačných škár zabudovaním zvierky Ak sa v dilatačnej škáre očakávajú väčšie pohyby alebo tlaky vody, osvedčilo sa tesnenie zabudovaním zvierky. Na obr. 8 je schéma usporiadanie zvierky. Tesnenie sa dosiahne pritlačením pásu sťahovacou prírubou k betónovému povrchu. Zvierka zapustená do podlahy a prekrytá plechom je chránená pred poškodením a umožňuje hladký prejazd vozidiel. Z ÁV E R Pri návrhu poschodových garáží sa vychádza z požiadaviek na bežné budovy. Agresivita prostredia v podzemných gará-

Literatúra: [1] EN 1992-1-1 Navrhovanie betónových konštrukcií. Časť 1: Obecné pravidlá a pravidlá pre pozemné stavby. December 2004 [2] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: Erläuterungen zu DIN 1045-1. Berlin : Beuth. -In: Schriftenreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (2003), Nr. 525 [3] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: Erläuterungen zu den Normen DIN EN 206-1, DIN 1045-2, DIN 1045-3, DIN 1045-4 und DIN 4226. Berlin : Beuth.- In: Schriftenreihe Des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (2003), Nr. 526 [4] Deutscher Beton- und Bautechnik Verein E. V.: DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen. 2005 [5] Schöppel K.: Schäden in Tiefgaragen und deren Instandsetzung. Beton und Stahlbetonbau No. 1/2003, str. 13–24 [6] Vacek V.: Poruchy monolitických konstrukcí hromadných garáží. Sanace.

žach je však značne vyššia a môže vyvolať poruchy, ktoré výrazne skrátia životnosť železobetónovej konštrukcie. Prvoradou úlohou pri ich návrhu, zhotovovaní a prevádzke je zabrániť priesaku podzemnej vody do suterénnych priestorov a chloridmi kontaminovanej vody do železobetónovej konštrukcie. Túto požiadavku je možné zabezpečiť viacerými spôsobmi. V predloženom príspevku sa uvádzajú niektoré možnosti dodatočného tesnenia stropných dosiek a základovej vane.

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

KONSTRUKCE STRUCTURES

Zborník přednášek, SSBK, Brno, 2006, str. 281–285 Bilčík J., Lörincz A.: Poruchy a oprava podzemných garáží, Zborník prednášok 1. medzinárodná konferencia Technológia opráv a údržby stavieb, Žilina, február 2007, str. 94–97 ISO 13822 Bases for design of structures – Assessment of existing structures, 2001 Meyer L.: Das neue DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen, Beton und Stahlbetonbau No. 9/2005, str. 828–832 Bilčík J.: Oprava trhlin v betonových konstrukcích, Stavební ročenka 2004, JAGA 2004, str. 155–159 Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (RILI-SIB), 2001 Hohmann R.: Nachträgliche Abdichtung undichter Fugen. Beton und Stahlbetonbau No. 12/2006, str. 950–964

Príspevok vznikol za podpory výskumného projektu VEGA č.1/3323/06 „Navrhovanie betónových konštrukcií na medzný stav trvanlivosti“

Prof. Ing. Juraj Bilčík, CSc. Katedra betónových konštrukcií a mostov Stavebná fakulta STU Bratislava Radlinského 11, 813 68 Bratislava tel: +421 259 274 546, e-mail: [email protected]

31

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

PROBLEMATIKA

VAD A PORUCH PANELOVÝCH DOMŮ NA PRAKTICKÉM, NIKOLIV VÝJIMEČNÉM PŘÍKLADĚ FAU LT S A N D FA I LU R E S O F P R E FA B R I C AT E D PA N E L B U I L D I N G S SHOWN IN A PRACTICAL AND NOT EXCEPTIONAL EXAMPLE JIŘÍ ZMEK Málokterý majitel panelového domu je znalý problematiky vad a poruch panelových domů. Přesto by mělo být v jeho zájmu prodloužit životnost konstrukce panelového domu a sanovat v době, kdy náklady na sanaci jsou výrazně nižší než v budoucnu, kdy s časem vady a poruchy nabývají na závažnosti. Only a few owners of prefabricated panel buildings are familiar with their faults and failures. Despite that, they should be interested in extending the life time of the structure of the prefabricated panel building and rehabilitate at the time when the costs of rehabilitation are significantly lower than later on when the faults become more serious. Obvodové pláště panelových domů vykazují v průběhu let celou škálu poruch týka-

32

1a

1b

1c

1d

jících se nejen železobetonu, ale kupříkladu i ocelových částí. Před provedením dodatečného zateplení panelového domu je proto třeba vždy důsledně zhodnotit kvalitu stávajícího objektu. Pouze komplexně provedené opatření může vést k úspěšné sanaci obvodového pláště a až jeho případné následné zateplení ve výsledku zajistí prodloužení životnosti panelového domu a vylepší tepelně izolační vlastnosti. Z výše uvedeného vyplývá, že prvním krokem před případným zateplením obvodového pláště by měl být provedený podrobný stavebně-technický průzkum, tedy zjištění skutečného stavu objektu panelového domu. Průzkum, který provedou kvalifikovaní pracovníci dobře obeznámení s problematikou panelových budov. Někdy bývá důvod k provedení průzkumu vyvolán pouze náhodnými zjištěními. Pokud se však na panelových domech

už objeví mimo jiné zatékání, poruchy styků panelů nebo odpadávání povrchových vrstev betonu vlivem vzniku korozních zplodin až k obnažování korodující výztuže, je v zájmu majitele objektu provést preventivní opatření, aby se odstranily vzniklé problémy v co nejkratší době, kdy spolehlivost konstrukce ještě není ohrožena a kdy náklady na sanaci jsou výrazně nižší než v budoucnu sanovaná již pokročilejší stadia všech těchto poruch. V panelových domech byly velmi často byty prodány do osobního vlastnictví. Tato poměrně velká skupina lidí vlastnících jeden objekt velmi těžko hledá společnou řeč a sjednocuje názor na rozsah sanace vad a poruch i v době, kdy panelové domy už vykazují viditelné známky poruch. Není divu, že v některých případech nakonec dojde pouze ke kompromisu: zlepšení tepelně-izolačních vlastností domu, tj. zateplení obvodového pláště. Proč se tak děje? Tyto stavební úpravy mají přímý dopad na spotřebu, respektive úsporu tepelné energie, tedy významně ovlivňují přímé dopady na náklady majitelů jednotlivých bytů. Samostatným tématem mimo tento příspěvek jsou kroky předcházející zateplení obvodového pláště, tj. energetický audit zpracovaný pro konkrétní dům, Obr. 1 Před zateplením obvodového pláště: a) pohled na fasádu, b) detail obvodového pláště s viditelnou korozí výztuže doprovázenou „odstřelováním“ krycích vrstev betonu, c) nevhodný původní detail oplechování, který umožňuje zatékání vody do konstrukce balkonu, d) trhlinky v místech, kde obvodový panel je oslaben okenním otvorem Fig. 1 Prior to applying thermal insulation: a) view of the facade, b) detail of the external skin with visible corrosion of the reinforcement accompanied by „blasting“ of covering layers of concrete, c) an unsuitable original detail of the sheeting which allows water to leak in the structure of the balcony, d) cracks in places where the external panel is weakened by the window opening

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

návrh potřebné tloušťky tepelně izolačních desek na základě tepelně technického výpočtu nejen na fasádě, ale i na ostění oken a dveří, atd. Zateplení obvodového pláště bez provedení sanace vad a poruch tyto vady a poruchy pouze esteticky zakrývá. Vady a poruchy i nadále existují. Další stadia pokračujících poruch mohou vést případně až k havarijnímu stavu panelového domu nebo jeho jednotlivých částí (jako např. statické poruchy balkonů, lodžií, styků panelů apod.). „Pouhé“ zateplení objektu bude znamenat v budoucnu nepříjemné překvapení pro majitele v podobě pokračujícího chátrání panelového domu, třebaže teoreticky k „opravě“ došlo. Zvýšené náklady na odstraňování poruch v pokročilejším stadiu už snad není třeba opakovaně ani zdůrazňovat a vyhněme se raději plně otázce škod na zdraví. Problematika sanace a opravy panelového domu tedy již na začátku někdy naráží na problém sjednocení názoru na rozsah sanace a opravy, na němž se musí shodnout velké množství majitelů bytů. Hledání společné řeči vedoucí k nalezení jednotného názoru je z velké míry ovlivněno všeobecnou a pochopitelnou neznalostí této problematiky mimo odborné kruhy, ale v neposlední řadě také rozdílnými ekonomickými možnostmi a věkovými rozdíly majitelů jednotlivých bytů. U majitelů jednotlivých bytů někdy nedo-

jde k jednotnému názoru na opravu panelového domu, tj. společného majetku, byť je již viditelně porušen. Profesionální prováděcí firma by v tom případě měla nabídnout neznalému vlastníkovi kompletní servis, odborné informace o celé problematice a ve výsledku i podrobný stavebnětechnický průzkum, na jehož základě by se před vlastním zateplením obvodového pláště zjistil rozsah viditelných i skrytých poruch, které je nutné sanovat před vlastním požadavkem zateplit obvodový plášť. Odborná stavební firma ucházející se o takovouto zakázku se ve většině případů zachová velmi profesionálně a nabídne komplexní servis služeb. Vždy se však najdou prováděcí firmy, které nabídnou za mnohem menší finanční obnos pouze to, co společní majitelé objektu požadují (ať už z neznalosti problematiky nebo třeba i vzhledem k omezené možnosti výše nákladů investovaných do oprav). Nazvěme to jakkoliv, třeba i „neviditelná ruka trhu“, ale třebaže by panelový dům zasluhoval komplexnější sanaci a opravu, ve výsledku se uskuteční opravdu pouhé zateplení obvodového pláště, protože tato nabídka je vzhledem k rozsahu prací nejlevnější.

Obr. 2 Stav objektu dva roky po zateplení obvodového pláště: a) pohled na fasádu, b) detail balkonu s viditelným pokračováním koroze výztuže, vliv objemových změn korozních zplodin na soudržnost betonu, c) vyspádování oplechování balkonu s možností zatékání vody do konstrukce balkonu, d) důkaz, že trhlinky mezi panely obvodového pláště jsou živé – vykreslení trhlinek v nově provedené fasádě Fig. 2 Condition of the construction two years after the application of heat insulation of the external skin: a) view of the facade, b) detail of the balcony with visible continuation of corrosion of the reinforcement; impact of temperature movements of corrosion products on concrete cohesion, c) downgrading of balcony plating with possible water leakage into the balcony structure, d) proof that the cracks between the panels of the external skin are alive – pattern of the cracks in the newly applied facade BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

KONSTRUKCE STRUCTURES

Nechme stranou, zda se v takovém případě při nabídce rozsahu oprav jedná v přístupu prováděcí firmy o vědomé či nevědomé využití neznalosti problematiky vad panelových domů laickou veřejností (zastoupenou v tomto případě majiteli jednotlivých bytů). Provádění podrobného stavebně-technického průzkumu a následný rozsah a kvalita sanačních prací ztrácejí v takovýchto případech úplně svůj význam, protože k nim z výše uvedených a podobných důvodů vůbec nedojde. A důvod je někdy velmi prostý: investice do prodloužení životnosti objektu nemají okamžitý dopad na ekonomické ukazatele úspor jednotlivých majitelů bytů, jaké evidentně poskytuje zateplení obvodového pláště. Investice do budoucnosti se proto z různých důvodů v některých případech nekoná. A pokud někdo nechce v pravém slova smyslu problém vidět, stačí jej někdy prostě zakrýt ... třeba tepelně-izolační vrstvou.

Ing. Jiří Zmek Infram, a. s. Peluškova 1407, 198 00 Praha 9 – Kyje tel.: 724 090 379, e-mail: [email protected]

2a

2b

2c

2d

33

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

BEZPEČNOST

PANELOVÝCH BUDOV PŘI PŮSOBENÍ SEISMICKÉHO ZATÍŽENÍ SAFETY OF THE PRECAST CONCRETE PANEL STRUCTURES AT THE SEISMIC LOADING JIŘÍ KARAS Absence seismického zatížení při návrhu jednotlivých konstrukčních soustav panelových budov je vada, která značně snižuje statickou bezpečnost nosných konstrukcí. Při návrhu sanace panelových budov v některých oblastech našeho státu je tedy nutné toto zatížení uvažovat. Na základě analýzy namáhání a únosnosti nosné konstrukce a příslušných konstrukčních úprav tak lze předejít vzniku závažných poruch. The design of precast conrete panel structures without consideration of the seismic load is a shortcoming reducing their structural safety. In the scope of the redevelopment of concrete panel buildings it is necessary to take the seismic load into account. The analysis of stress and the load bearing capacity can prevent the origin of serious failures. Nosné konstrukce panelových budov přinesly v době svého vzniku novou kvalitu do konstruování pozemních staveb. Nedostatečné znalosti o chování nosné konstrukce, podcenění vzájemného spolupůsobení jednotlivých dílců, nahrazení prostorového působení nosné konstrukce zjednodušujícími modely, které nedostatečně vystihovaly skutečné chování konstrukce, podcenění řady závažných zatěžovacích účinků (objemové změny, mimořádné zatěžovací účinky) a nedostatky při výrobě a montáži i následné údržbě jsou již desítky let příčinou vad a následně poruch nosných konstrukcí. Z hlediska požadavků na mechanickou odolnost a stabilitu lze za hlavní vady považovat u starších stavebních soustav

panelových budov realizovaných do roku 1972, např.: • nedostatečnou nebo žádnou věncovou podélnou výztuž s dopadem na únosnost a tuhost svislých styků stěn, • chybějící příčnou výztuž v patě stěnových dílců, • nesprávně navržené styky mezi obvodovým pláštěm a vnitřní konstrukcí s ohledem na objemové změny. Nosná konstrukce jednotlivých stavebních soustav byla navrhována pro „běžné“ zatěžovací účinky – zatížení vlastní hmotností, konstrukcemi kompletačními, užitné zatížení a zatížení větrem. „Nesilové“

zatěžovací účinky byly postupně zaváděny do výpočtu až u tzv. nových konstrukčních soustav. Při návrhu nosné konstrukce nebylo u žádné stavební soustavy uvažováno zatížení přírodní seismicitou, která může být příčinou poruch. STRUČNÝ

P OPIS P OSUZOVANÝC H

S TAV E B N Í C H S O U S TAV

Pro posouzení účinku přírodní seismicity byly vybrány panelové budovy postavené v letech 1957 až 1970, tzn. s řadou projektových i dalších vad, případně i poruch – viz úvod – a tudíž s malou únosnos-

1 2

Obr. 1 Mapa seismických oblastí České republiky Fig. 1 Map of seismic areas in the Czech republic Obr. 2 Stavební soustava T06B, půdorys typického podlaží Fig. 2 Structural systém T06B, plan of a typical floor

34

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

tí styků. Zároveň byly vybrány stavební soustavy v oblasti současného největšího výskytu seismického zatížení a soustředěné bytové výstavby – na Ostravsku – viz mapu seismických oblastí České republiky (obr. 1). Řadové sekce stavební soustavy G57 byly realizovány na Ostravsku v několika variantách. Nosnou konstrukci tvoří příčné stěny vzájemně vzdálené 3,6 m, u posuzovaného objektu struskopemzobetonové tloušťky 200 mm (u vyšší zástavby železobetonové), doplněné podélnou stěnou u schodiště. Stropní konstrukce je ze železobetonových dílců tloušťky 100 mm. Hloubka řadové sekce je 11,2 m, délka řadové sekce 5 x 3,6 m, výška posuzované budovy 7+1 podlaží (monolitický suterén) a konstrukční výška podlaží 2,85 m. Další posuzovaná stavební soustava T06B má obdobnou konstrukci – příčné železobetonové stěny tloušťky 140 mm v modulu 3,6 m, doplněné též pouze jednou podélnou stěnou u schodiště (obr. 2). Stropní konstrukce je ze železobetonových plných stropních dílců tloušťky 120 mm. Celková délka řadové sekce je 5 x 3,6 m a hloubka sekce včetně obvodového pláště je 12,6 m. Obvodové parapetní dílce jsou ze struskopemzobetonu tloušťky 220 mm, výška posuzovaných řadových sekcí 8 podlaží bez suterénu a konstrukční výška 2,8 m. S E I S M I C K É Z AT Í Ž E N Í Seismická oblast s intenzitou 7° MSK-64 (největší v České republice) je od roku 1998 na severovýchodní Moravě – viz ČSN 73 0036, změna 2 – mapa seismických oblastí České republiky (obr. 1). Budovy postavené před touto změnou normy nebyly na účinek seismického zatížení navrženy a dochází u nich ke značnému snížení statické bezpečnosti. Vodorovné seismické síly působící na konstrukci byly stanoveny dle [1] v závislosti na hmotnosti konstrukce i dalšího stálého, nahodilého dlouhodobého i redukovaného krátkodobého zatížení a na vodorovném zrychlení základů. Zatížení působí na budovu ze dvou sekcí v podélném směru. Záměrně byly vybrány budovy s malou tuhostí v podélném směru. Odezva konstrukce je ovlivněna dynamickým chováním konstrukce stanoveném na základě vlastních kmitů (zpravidla první tvar vlastních kmitů). Výsledné síly jsou ještě korigovány základový-

mi podmínkami a útlumem konstrukce. Tento zjednodušený způsob výpočtu dle [1] je vhodný pro tuhé konstrukce (stěnové konstrukční systémy), kdy nedochází k pootočení základů a jedná se o oblasti s malým seismickým zatížením. Pro další výpočet posuzovaných budov byla uvažována intenzita zemětřesení 6° a 7° MSK-64; základní seismický součinitel K = 0,01 a 0,02; dynamický součinitel δ v rozmezí 1,3 až 1,6; součinitel útlumu konstrukce ψ = 1,0 a součinitel základové půdy z = 1,0. Z AT Í Ž E N Í V Ě T R E M Dle ČSN 73 0035/86 Zatížení stavebních konstrukcí je v oblasti uvažované soustředěné bytové zástavby větrová oblast III. V dalším výpočtu bylo uvažováno základní zatížení větrem wo = 0,45 kN/m2, terén typu A, tvarový součinitel 1,40, součinitel κ dle výškových pásem a součinitel zatížení 1,20.

KONSTRUKCE STRUCTURES

Zatížení působí na budovy sestavené vždy ze dvou sekcí v podélném směru. S V I S L É Z AT Í Ž E N Í Zatížení vlastní hmotností nosné konstrukce, hmotností kompletačních konstrukcí a užitným zatížením jsou pro kombinaci se zatížením větrem zaváděna se součiniteli zatížení > 1,0. Pro kombinaci se seismickým zatížením jsou součinitelé zatížení 1,0 a redukované užitné zatížení. Použitý výpočetní model Nosná konstrukce budovy je modelována jako soustava stěnových pilířů uložených na základovou konstrukci a vzájemně spojených v jednotlivých podlažích stropními tabulemi. Vzájemné spolupůsobení stěnových pilířů je zprostředkováno vodorovnými vazbami – nadpražími. Ve stěnových pilířích v místě svislých styků jsou zavedeny vazby mezi jednotlivými stěnovými dílci pro vyjádření jejich

Tab. 1 Hodnoty normálových sil, posouvajících sil a normálových napětí, stavební soustava G57 – dvojsekce, 8 podlaží Tab. 1 Values of normal forces, normal stresses and shear forces, structural systém G57 – double section, 7-storeys kombinace zatížení zatížení větrem + svislé zatížení seismicita 3) + svislé zatížení

podélná stěna N0max Nu′ [MPa] [kN/m′] [kN/m′]

příčná stěna N0max Nu′ [MPa] [kN/m′] [kN/m′]

Tdmax

-1,95

-390

659

-1,81

-362

659

52,1

– 2)

-2,98

-596

659

-2,64

-528

659

109,2

–

σ0max

σ0max

nadpraží Tu′ [kN] [kN]

svislý styk 1) Qu′ [kN/podl.] [kN/podl.] 18,94) 47,9 (43,3) 18,9 100,5 (43,3) Tsmax

Poznámky: - hodnoty σ0 a N0 v patní spáře montované konstrukce nad monolitickým suterénem (7+1) - hodnoty Tdmax a Tsmax v úrovni 2. podlaží 1) svislý styk mezi podélnou a příčnou stěnou 2) únosnost nadpraží není známa 3) hodnoty pro 7° MSK-64 4) mezní únosnost svislého styku s uvážením propojení kotevních ok stěnových panelů a převázáním stropními panely je Qju′ = 18,9 kN/podl.; pokud nad svislým stykem probíhá zálivková výztuž je Qju′ = 43,3 kN/podlaží Tab. 2 Hodnoty normálových sil, posouvajících sil a normálových napětí, stavební soustava T06B – dvojsekce, 8 podlaží Tab. 2 Values of normal forces, normal stresses and shear forces, structural systém T06B – double section, 7-storeys kombinace zatížení

σ0max [MPa]

podélná stěna N0max Nu′ [kN/m′] [kN/m′]

zatížení větrem + svislé zatížení

-2,54

seismicita2) + svislé zatížení

-4,13 -578,2 (-2,84) (-397,6) +1,03

-355

σ0max [MPa]

příčná stěna N0max Nu′ [kN/m′] [kN/m′]

581

-1,93

-270,2

581

-2,68 -375,2 (-2,11) (-295,4)

nadpraží Tdmax Tu′ [kN] [kN]

svislý styk1) Tsmax Qu′ [kN/podl.] [kN/podl.]

581

80,9

81

75,3

82

581

219,9 (122,2)

81

204,5 (113,4)

82

Poznámky: - hodnoty σ0 a N0 v patní spáře montované konstrukce nad základy - hodnoty Tdmax a Tsmax v úrovni 2. podlaží 1) svislý styk mezi podélnou a příčnou stěnou 2) hodnoty pro 7° MSK-64 (v závorce pro 6° MSK-64)

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

35

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

zvětšené smykové poddajnosti. Vliv snížené tuhosti vodorovných styků ve stěnových pilířích je zaveden pomocí redukovaných modulů přetvárnosti betonu v tlaku (krátkodobých či dlouhodobých dle zatížení). Vnitřní síly a momenty v konstrukci byly stanoveny programem SASS (statická analýza stěnových systémů) za předpokladu lineárně pružných charakteristik materiálů. POSOUZENÍ NOSNÉ KONSTRUKCE Porovnání statické bezpečnosti nosné konstrukce je provedeno pro „původní“ navrženou kombinaci zatížení, tj. zatížení větrem v podélném směru budovy a svislé zatížení a pro „novou“ kombinaci zatížení – seismické zatížení působící též v podélném směru budovy a svislé zatížení. Výsledky výpočtu vnitřních sil a napětí v konstrukci jsou uvedeny vždy pro budovy stavební soustavy G57 (tab. 1) a T06B (tab. 2), sestavené ze dvou sekcí. Pro přehlednost jsou výsledky uvedeny pouze na úrovni patní spáry montované konstrukce, či v úrovni 2. podlaží (tab. 1). POROVNÁNÍ

VÝSLEDKŮ VÝPOČTŮ

A J E J I C H Z ÁVA Ž N O S T

Při kombinaci zatížení větrem v podélném směru a svislého zatížení není překročena mezní únosnost stěnových dílců nebo vodorovných styků stěna-strop-stěna v tlaku u žádné posuzované stavební soustavy. Není překročena ani mezní únosnost svislých styků – výjimkou je svislý styk mezi podélnou a příčnou stěnou soustavy G57 – viz pozn. 4). Při kombinaci seismického zatížení a svislého zatížení se normálové síly zvýšily ve srovnání s kombinací předchozí u soustavy G57 o 53 %, u soustavy T06B o 63 %, ale nepřekračují mezní únosnost dílců v tlaku. V podélné stěně u T06B dochází k tahu až 1,03 MPa. Smykové síly se zvýšily ve srovnání s předchozí kombinací u soustavy G57 2,1x, u soustavy T06B 2,71x; tudíž překročení mezní únosnosti svislého styku mezi příčnou a podélnou stě-

ON-LINE

REJSTŘÍKY ČASOPISU

nou je 2,32 až 2,71 násobné. K překročení únosnosti by došlo i při seismickém zatížení „pouze“ 6° MSK-64. Pro přenesení sil od seismických účinků působících v podélném směru by bylo nutné výrazně zvýšit únosnost svislých styků i nadpraží a zároveň zajistit i přenesení tahových sil v části podélné stěny. Výpočet vnitřních sil byl proveden pro konstrukci působící v lineárně pružném oboru, tj. pro konstrukci s nevyztuženými svislými styky bez oblasti nelineárně pružného chování a s nedostatečným vyztužením stropní konstrukce, tedy pro panelové konstrukce realizované do roku 1972. Vyztužené svislé styky s výraznou nelineární pružnou oblastí u novějších stavebních soustav umožňují plastické přetvoření konstrukce, aniž dojde k jejich výraznému porušení (výztuž ve stěnových dílcích spojená ve svislých stycích a zálivková výztuž ve stropní konstrukci) [5]. Po dosažení únosnosti některých styků na mezi úměrnosti dochází k redistribuci vnitřních sil a následně k absorbování přetvárné energie dle velikosti plastické deformace a také vzhledem k velmi krátkému časovému působení seismického zatížení. Proto např. norma [6] zavádí do výpočtu konstrukce působící v pružném oboru součinitel duktility, vystihující schopnost plastické deformace. Z ÁV Ě R Z analýzy namáhání nosných konstrukcí panelových budov a únosnosti především svislých styků mezi stěnovými dílci a nadpraží vyplývá, že účinky přírodní seismicity mohou způsobit překročení mezních únosností styků a nadpraží a vyvolat vznik jejich poruch (trhliny, výrazné snížení prostorové tuhosti). Výsledky výpočtů prokazují závažnost seismického zatížení a nutnost vícepodlažní budovy v seismické oblasti 7° (6°) MSK-64 na toto zatížení posuzovat, především stavební soustavy realizované do roku 1972. Při sanaci nosné konstrukce je nutné zesílit nevyhovující styky a nadpraží, dodatečně vyztužit stropní konstrukci, případně provést sepnutí stěn v úrovni stropů.

BETON TKS

Literatura: [1] ČSN 73 0036/73 Seismické zatížení staveb [2] ČSN 73 0036/98 – změna 2; Seismické zatížení staveb [3] Pirner M.: Dynamika stavebních konstrukcí. Technický průvodce, sv. 33, SNTL Praha 1989 [4] Jetmar J., Šulcek J.: Program SASS – Statická analýza stěnových systémů; Fakulta stavební ČVUT, Praha 1991 [5] Witzany J., Čejka T., Hruška A.: Statická bezpečnost prefabrikovaných stěnových systémů vícepodlažních budov při působení účinků mimořádných zatížení. Stavební obzor, roč. 12, 5/2003, Fakulta stavební ČVUT v Praze a Fakulta stavební VUT v Brně, ISSN 921 – 1042 [6] ČSN P ENV 1998-1-1 Navrhování konstrukcí odolných proti zemětřesení, část 1-1: Obecné zásady – Seismická zatížení a obecné požadavky na konstrukce [7] Karas J., Macháček J.: Zatížení seismickými účinky a odezva stavebních objektů; sborník Sanace 2006, Brno [8] Komplexní regenerace nosné konstrukce panelových domů v soustavě G57 a T06B; nositel úkolu ČVUT Fakulta stavební, Praha 1999 [9] Karas J.: Statická spolehlivost staveb při seismickém zatížení; sborník Sanace 2007, Brno

Při posouzení se musí přihlédnout i k dalším zatěžovacím účinkům, včetně mimořádných zatížení havarijního rázu. Příspěvek byl zpracován za podpory prostředků z Výzkumného záměru č. 1 MSM 6840770001 „Spolehlivost, optimalizace a trvanlivost stavebních materiálů a konstrukcí“. Text článku byl posouzen odborným lektorem. Ing. Jiří Karas, CSc. Katedra konstrukcí pozemních staveb Fakulta stavební ČVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 [email protected]

NA W W W.BETONTKS .CZ

Od konce roku 2007 jsou na internetové adrese www.betontks.cz k dispozici on-line rejstříky časopisu Beton TKS, ročníky 2001 až 2006 (ročník 2007 se připravuje). Velice rychlým způsobem lze získat přehled publikovaných článků konkrétního autora v tomto období, zjistit obsah hledaného čísla časopisu nebo nahlédnout do libovolné sekce ať už obecně nebo se zadáním časového údaje (ročník, popř. konkrétní výtisk). Věříme, že tato služba umožní rychlou orientaci v archivních číslech.

36

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

REKONSTRUKCE

MOSTU PŘES OHŘI V LIBOCHOVICÍCH RECONSTRUCTION OF THE BRIDGE ACCROSS THE OHŘE RIVER IN LIBOCHOVICE PETR JELÍNEK, VLADIMÍR ENGLER, FRANTIŠEK HANUŠ Jako jediná spojnice mezi centrem Libochovic a obcí Poplze sloužil most více než 70 let (obr. 1). Jeho rekonstrukce trvala osm měsíců. Poté se tříobloukový most o délce 110 m, který převádí silnici II/237 přes řeku Ohři, mohl pochlubit zbrusu novým kabátem i zlepšenými parametry pro dopravu – šířka mostu 10,5 m, vozovky 7,5 m (obr. 2). Je možné i vyšší zatížení mostu – až na výjimečných 130 t. The bridge served as the only link between the centre of Libochovice and the community of Poplze for more than 70 years. Afterwards, the three-span, 110 m long bridge carrying Road II/237 over the River Ohře, could boast a brand new casing and improved traffic parameters: The width of the bridge is 10.5 m and of the carriageway is 7.5 m. The bridge’s load rating has also increased – up to an impressive 130 t. Trvale rostoucí počet a hmotnost vozidel pohybujících se na silnicích a dálnicích je celosvětový jev vyspělých i rychle rostoucích rozvojových zemí. Řada mostů tak nevyhovuje současnému provozu z hlediska nedostatečné šířky, zatížitelnosti nebo špatného stavebního stavu. Most v Libochovicích o délce 110 m převádí silnici II/237 přes řeku Ohři. Železobetonová konstrukce o třech polích s vetknutými železobetonovými oblouky o rozpětí 30 m byla postavená v polovině třicátých let minulého století (obr. 3). Před rekonstrukcí nevyhovovala stavebním stavem ani prostorovou úpravou s vozovkou širokou pouhých 5,5 m. Při podrobném diagnostickém průzkumu,

1 Obr. 1 Původní most z 30. let minulého století Fig. 1 Original bridge from the 1930’s Obr. 2 Příčné řezy, a) před rekonstrukcí, b) po rekonstrukci Fig. 2 Cross sections, a) before the reconstruction, b) after the reconstruction Obr. 3 Podélný řez Fig. 3 Longitudinal section

provedeném na sklonku minulého století, se prokázala celkem spolehlivá kvalita pilířů i vlastních železobetonových oblouků na rozdíl od poprsních zdí a výplňového betonu nad oblouky. Výjimkou bylo lokální poškození jednoho z nosných oblouků u opěry (obr. 4). Uzavírce mostu předcházela na konci roku 2006 výstavba provizorní lávky pro pěší, zatímco silniční doprava byla převedena na objízdnou trasu. Další dvě pomocné lávky byly postaveny po obou stranách mostu pro provádění stavebních prací. Bourací práce zahájilo odstranění vozov-

2

3 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

37

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

kové dlažby a chodníkových vrstev. Po snesení zábradlí následovalo bourání parapetů a odtěžování vnitřních zásypů mezi parapety. Jediným nosným prvkem v době bouracích prací byl oblouk bez jakéhokoliv ztužení. Výpočet stavebních stavů při bourání určil přesný postup bouracích prací. Římsy byly po příčném rozřezání překlápěny do prostoru mostu. Díky jednostrannému vyztužení při vnitřním povrchu se při překlápění přemáhal pouze nevyztužený beton. První část zásypu mezi parapety od podkladu vozovky po vrchní úroveň oblouku v tloušťce asi 0,55 m se odstraňovala v celé délce mostu. Další odebírá38

4

7

5

8

6

9

ní výplně probíhalo v každém oblouku od středu na obě strany postupně od pravého k levému břehu. Parapety se od oblouku oddělovaly postupným bouráním v šikmém směru od vnějšího okraje s následným sklopením bouraného dílu do mostu. Princip vyztužení parapetů byl podobný jako u říms. Nad obloukem už bourání probíhalo ve vodorovném směru, aby nedošlo k jeho poškození. Při pracích pod úrovní vrcholu oblouku mohl být oblouk zatěžován pouze mechanizací o celkové hmotnosti na jednom oblouku do 10 t při použití nižších vibračních účinků. Dočištění betonu na oblouku se prová-

dělo ručními prostředky tak, aby se nepoškodila jeho konstrukce. Velmi obtížně se odstraňovala původní izolace s ochrannou vrstvou. Betonové klenby byly po odstranění nadobloukových částí očištěny tlakovou vodou. Trhliny na spodním líci klenby se injektovaly dvousložkovou epoxidovou pryskyřicí. Sanace povrchu kleneb zahrnovala ochranu výztuže, spojovací můstek, správkovou maltu s cementovým pojivem a příměsí plastů, stěrku a ochranné povlaky sestávající z impregnačního hydrofobního nátěru a vrchního nátěru na bázi vodního roztoku akrylátových pryskyřic proti karbonataci betonu (obr. 5, 6).

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

Obr. 4 Stav železobetonového nosného oblouku před rekonstrukcí Fig. 4 Condition of the RC load-bearing arch prior to the reconstruction Obr. 5 Průběh sanace podhledu klenby Fig. 5 Process of the sanitation of the arch soffit Obr. 6 Dokončená sanace podhledu klenby Fig. 6 Completed sanitation of the arch soffit Obr. 7 Bourání jedné z opěr Fig. 7 Demolition of one of the supports Obr. 8 Budování nové mostovky ve třech betonážních postupech Fig. 8 Construction of the new bridge deck in three concreting procedures Obr. 9 Kyvné stěny s vrubovými klouby Fig. 9 Horizontally pivoted walls with split hinges Obr. 10 Dokončený most, a) boční pohled, b) čelní pohled Fig. 10 Completed bridge, a) side view, b) front view

Práce probíhající nad vodní hladinou musely být zajištěny tak, aby nedocházelo k pádu bouraných částí mostu do řeky. Původní opěry byly vybourány pod úroveň terénu (obr. 7). Nové opěry pro vozovku o 2 m širší jsou navrženy jako železobetonové úložné prahy vysoké 1,35 m se závěrnými zídkami. K původní konstrukci jsou připojeny pomocí vlepované výztuže. Křídla s konzolami jsou rámově spojená s opěrou. Stávající masivní betonové pilíře ve vodě byly v dobrém stavu a zůstaly ponechány. Nad obloukem byly poprsní zdi a části pilířů odbourány. Čela pilířů vyzděná z kamenných kvádrů bylo nutné přespárovat. Nosnou konstrukci tvoří tři stávající železobetonové oblouky s novou horní deskou mostovky nesenou stěnami. Oblouky mají délku 30 m a šířku 6,5 m. I přes stáří 70 let svou únosností vyhovují pro začlenění do nového statického systému mostu. Monolitická železobetonová mostovka tloušťky 0,4 m je široká 10 m, s konzolami vyloženými 1,75 m. Deska byla betonovaná v každém obloukovém poli zvlášť pro odstranění smršťovacích účinků. Nejprve byla betonována krajní pole při pro-

10a

vizorním kotvení (obr. 8). Deska je navržena z betonu C30/37-XF2, vyztužená je ocelí 10 505. S obloukem je spřažená pouze uprostřed mostu na středním oblouku. Na opěrách mostovku ztužuje příčník výšky 0,8 m, který je uložen na dvojici ložisek. Stěny nesoucí mostovku jsou železobetonové tloušťky 0,3 m v podélném směru mostu ve vzdálenosti 4 m, z betonu C30/37-XF2, vyztužené ocelí 10 505. V jednom příčném řezu jsou dvě stěny délky 2,7 m s mezerou 0,8 m umožňující průchod při mostní prohlídce. Vysoké stěny jsou spojené s obloukem a mostovkou pomocí vyztužených vrubových kloubů (obr. 9). Nižší stěny jsou vetknuté do oblouku, v jejich horní části jsou uložena ložiska pro posun mostovky. Uprostřed pole jsou ložiska umístěna přímo na oblouk a zapuštěna asi 30 mm do mostovky. Vozovkové souvrství tvoří penetračně adhezní asfaltový nátěr jako podklad pro asfaltové natavovací pásy s polyesterovu výztužnou vložkou s ochrannou vrstvou z ABS I v tloušťce 40 mm. Ochrana izolace pod chodníky je z asfaltových pásů FOALBIT s hliníkovou výztužnou vložkou. Obrusná vrstva vozovky na mostě je z ABS I o tloušťce 50 mm. Na obou koncích mostu jsou povrchové, vodotěsné mostní závěry typu SMP D80. Ocelové zábradlí napodobuje zábradlí 30. let minulého století. Pro osvětlení byl vybrán typ používaný v historických jádrech měst. Vodu z mostu odvádějí odvodňovače přímo do Ohře. Odláždění svahů u opěr lomovým kamenem do betonu zajistí zpevnění pro případ povodně. Nový chodník bude výhledově doveden i do centra Libochovic. Most byl uveden do provozu v září loňského roku, pouhých sedm měsíců

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

10b

po svém uzavření. Mostovka s mezerami mezi jednotlivými podpůrnými stěnami výrazně snížila vlastní tíhu nosné konstrukce mostu a oblouky tak byly schopné přenést zatížení z rozšířeného mostu. Příslušenství mostu splňuje přísná architektonická kritéria, která na ně byla kladena v souvislosti s nedalekým zámkem (obr. 10a, b). Na sympoziu Sanace 2008 získala stavba ocenění „Sanační dílo roku 2007“. Petr Jelínek SMP, a. s. Evropská 37/1692, 160 41 Praha 6 e-mail: [email protected] Ing. Vladimír Engler e-mail: [email protected] Ing. František Hanuš e-mail: [email protected] oba: Novák & partner, s. r. o. Perucká 1, 125 00 Praha 2

39

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

SANACE

OBVODOVÉHO PLÁŠTĚ PANELOVÝCH DOMŮ HK-60 SANITATION OF EXTERNAL SKIN OF PREFABRICATED PANEL BUILDINGS HK-60 BOHUMIL RUSEK V článku je popisována regenerace obvodového pláště panelových bytových domů postavených v tehdejším Východočeském kraji v 60. letech minulého století z panelové konstrukční soustavy HK-60. This article describes regeneration of the external skin of prefabricated panel housing from the HK-60 panel structural system built in the then East Bohemian Region in the 1960’s. Panelový konstrukční systém bytových domů HK-60 vznikl jako krajská materiálová varianta panelových domů T08B navržených Státním typizačním ústavem Praha. Typová projektová dokumentace konstrukční soustavy byla vypracována v Krajském projektovém ústavu Stavoprojekt Hradec Králové ve spolupráci s projektovou složkou n. p. Pozemní stavby Hradec Králové. V roce 1959 byl schválen úvodní projekt pětipodlažního panelového domu a prohlášen za krajský typ. První experimentální panelový objekt o čtyřech nadzemních podlažích s polozapuštěným technickým podlažím byl realizován v roce 1959 v Hradci Králové na sídlišti Slezské Předměstí – Sever. V následujících letech byla, na základě vyhodnocení experimentální stavby, realizována výstavba bytových domů v celém tehdejším Východočeském kraji s těžištěm v Hradci Králové a Pardubicích. Během výstavby byla konstrukční sou-

1a

40

stava dále vyvíjena a docházelo k dílčím změnám. Postupně byly stavěny domy o pěti až jedenácti podlažích. Projekce domů HK-60 probíhala v letech 1959 až 1964, realizace v letech 1959 až 1967. V letech 1964 až 1965 byla konstrukční soustava HK-60, na základě do té doby získaných zkušeností, revidována a označena HK-65. Revize se týkala jednak úprav vnitřních nosných prvků, především však nové koncepce obvodového pláště. Konstrukční soustava HK-65 byla potom revidována ještě jednou v roce 1969. Byl rozšířen sortiment stěnových a stropních panelů a upraveny styky a spáry mezi panely podle nových předpisů, poznatků a zkušeností získaných při panelové výstavbě z celé republiky. Výstavba panelových domů z konstrukční soustavy HK skončila v roce 1975. Konstrukční soustavou HK-65 byly postaveny z řadových sekcí šesti až čtrnáctipodlažní domy a bodové domy deseti až sedmnáctipodlažní. Dále popisované vady a poruchy, které se v současné době odstraňují, se vyskytují na domech z první etapy výstavby panelového systému HK-60 z let 1959 až 1965. V těchto panelových domech s výškovou zástavbou pět až jedenáct podlaží bylo postaveno v tehdejším Východočeském kraji více jak 6 000 bytů. ŠTÍTOVÉ

Z AT E P L O V A C Í O B K L A D N Í

P A N E LY

Poruchy štítových obkladních zateplovacích panelů jsou jedním z nejvážnějších

problémů konstrukční soustavy HK-60. Štít konstrukční soustavy HK-60 tvoří příčná nosná stěna z betonových dutinových panelů tloušťky 250 mm, ke které jsou přiloženy obkladní panely zateplující štítovou stěnu. Obkladní štítové panely jsou vždy dva na výšku jednoho podlaží, mají skladebné rozměry 5000/2850/150 mm. Skladba těchto panelů je: • železobetonová moniérka tloušťky 25 mm • plynosilikátové tvárnice tloušťky 100 mm • železobetonová moniérka tloušťky 25 mm. Obkladní panely jsou vyztuženy konstrukční výztuží 2 ∅ 8 mm po obvodu v rámečku tloušťky 50 mm a uprostřed výšky panelu. Vnější betónová moniérka je vyztužena ocelovou sítí ∅ 2,5 mm propojených navzájem ocelovými sponami v rastru 700 mm (obr. 1). Obkladní štítové panely byly kladeny na sebe a dimenzovány na zatížení vlastní tíhou. V horních rozích a ve třetinách délky každého obkladního panelu byly tyto zakotveny do pozedního betonového věnce v úrovni stropní tabule pruty normální (ne antikorozní!) betonářské oceli ∅ 5 až 10 mm. Sloupec obkladních panelů je stabilní pouze za předpokladu, že každý panel je v hlavě kotven do nosné příčné stěny. Ve výpočtu únosnosti panelu bylo uvažováno se vzpěrnou výškou stěny na výšku podlaží.

1b BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

2

4 Obr. 1 Obkladní štítový panel a jeho kotvení do štítové nosné stěny HK-60 Fig. 1 Facing gable panel and its anchorage in the gable carrying wall HK-60 Obr. 2 Schéma deformace štítových panelů HK-60 Fig. 2 Diagram of the deformation of gable panels HK-60

KONSTRUKCE STRUCTURES

3

Poruchy štítových obkladních panelů Vnější betonová moniérka obkladních štítových panelů byla narušena jemnými smršťovacími trhlinkami již při výrobě při urychlení tuhnutí a tvrdnutí betonu. Ve stavbě potom při působení teplotních rozdílů a cyklickém působení klimatických vlivů (vlhkost od srážkové vody, zmrznutí vody v trhlinkách apod.) došlo ke zvětšování trhlin a narušení vnější betonové vrstvy. V 70. letech bylo zjištěno, že po cca dvaceti letech došlo u některých obkladních štítových panelů k překorodování kotev a tím k vážnému ohrožení stability stěny z obkladních zateplovacích panelů. Obkladní štítové panely mají poměrně velkou plochu a vnější betonová vrstva se nemůže deformovat v závislosti na změně teplot v cyklech den – noc a léto – zima. Každý obkladní panel se proto deformuje jako celek do mísovitého konvexního nebo konkávního tvaru podle změny teploty vnějšího povrchu. Změně tvaru brání kotvy v hlavě panelu. Ty jsou tak cyklicky namáhány tahem, na který nebyly dimenzovány. Navíc, vzhledem k tomu, že nejsou z antiko-

rozní oceli a nejsou chráněny proti změnám vlhkosti, došlo v mnoha případech k jejich překorodování. Pokud se mezi nosnou štítovou stěnu a obkladní štítový panel dostal úlomek betonu, došlo jeho postupným zapadáváním ke klínovému účinku a vysouvání obkladního štítového panelu v jeho hlavě od nosné stěny (obr. 2, 3). U obkladních štítových panelů dochází k degradaci a destrukci vnějších moniérek a k odpadávání kusů betonu (obr. 4). Tato degradace má příčinu ve vzniku smršťovacích trhlinek při propařování prvků obvodového pláště ve výrobně a v dlouhodobém působení atmosférických vlivů na panely ve stavbě. Navíc nepříznivě působí koroze ocelových vložek po obvodě panelů, které byly vlivem technologické nekázně při výrobě ukládány mělce pod povrch panelu. Hloubkovou karbonatací betonu dochází k urychlení koroze vložek, nabývání jejich objemu, a tím k odprýskávání betonu. Sanace poruch na štítových obkladních panelech Protože bylo obtížné určit, zda a kde došlo

Obr. 3 Porucha v kotvení obkladního štítového panelu k nosné stěně HK-60 Fig. 3 Fault in the anchorage of the facing gable panel in the carrying wall HK-60 Obr. 4 Degradace vnější moniérky na obkladních štítových panelech Fig. 4 Degradation of external Monier’s wall on facing gable panels Obr. 5 Dodatečné kotvení obkladních štítových panelů k nosné stěně HK-60 Fig. 5 Additional anchorage of facing gable panels in the carrying wall HK-60 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

5a 3/2008

5b

41

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

6a

6b

Obr. 6 Štítová stěna před odstraněním obkladních štítových panelů a po zateplení Fig. 6 Gable wall prior to the removal of facing gable panels and after application of heat insulation Obr. 7 Schéma vysouvání štítové atiky tvaru L Fig. 7 Scheme of pushing of L-shaped gable parapet Obr. 8 Vysouvání štítové atiky tvaru L Fig. 8 Pushing of L-shaped gable parapet

k porušení styku mezi vnitřní nosnou stěnou a obkladním panelem, byly na většině domů postavených z panelového systému HK-60 na sídlištích v Hradci Králové a Pardubicích a později i v jiných místech bývalého Východočeského kraje dodatečně přikotveny vnější obkladní panely ke štítové nosné stěně pomocí šesti pokadmiovaných ocelových kotev. Při provádění tohoto dodatečného kotvení byly k provizornímu zajištění panelů používány pomocné ocelové kříže na střední svislé spáře v rozích panelů a po stranách pomocné ocelové svorky (obr. 5). Projekt tohoto dodatečného kotvení předepisoval následnou celkovou opravu povrchové betonové moniérky obkladních panelů. Vzhledem k tomu, že není možno posoudit stav kotvení štítových obkladních panelů u jednotlivých domů, je nutno konstatovat, že existuje reálná možnost, že se stejné poruchy jako výše popsané, mohou vyskytnout i u kteréhokoliv objektu z konstrukční soustavy 7

42

8

HK-60 a stav obkladních panelů štítové stěny takového objektu je třeba pokládat za havarijní. Při zateplování panelových domů konstrukční soustavy HK-60 v současné době jsou obkladní zateplovací panely v celém rozsahu odstraňovány a štítová nosná panelová stěna zateplena kontaktním zateplovacím systémem (obr. 6). ATIKY Na objektech konstrukční soustavy HK-60 byly používány atiky tvaru Z a tvaru L. Poruchy atik Atiky tvaru Z měly ve vodorovné části, kterou byly uloženy na podatikový obvodový panel a stropní panely, kotevní železa, která byla zabetonována do tenké vrstvy betonového vyrovnávacího potěru na stropních panelech. Toto kotvení se ukázalo jako nedostatečné. Atiky tvaru L nebyly kotveny vůbec. U obou typů atik je možno pozorovat vysouvání štítových atikových panelů ze své původní polohy.

Štítové atiky jsou vytlačovány především v rozích na styku s podélnými atikami (obr. 7, 8). V některých případech se vysouvají také podélné atiky ze své polohy. Posuny atikových panelů způsobují drcení horních zhlaví krajních panelů příčných nosných stěn. Pravděpodobné příčiny vzniku poruch atikových panelů Příčinami pozorovaného posunu atik mohou být v zásadě některé z dále uvedených účinků: • objemové změny prvků obvodového pláště v důsledku nerovnoměrného ozáření – teplotní vlivy, • objemové změny v neoddilatovaných vrstvách střešní krytiny a další příčiny vyplývající z nedodržení technologie při výstavbě. O tom, že působení teploty na atiky je pravděpodobně nejvážnější příčinou pozorovaných poruch atik, svědčí skutečnost, že tyto se obvykle vyskytují převážně na stranách objektu obrácených na jih a západ. Při montáži byly atiky kladeny volně bez jakéhokoliv kotvení na smontovanou stropní konstrukci posledního podlaží, svislé spáry mezi atikovými prvky byly zalévány betonovou zálivkou, tedy spojovány „natvrdo“. Atiky na podélných stranách tak vytvářely souvislý dlouhý betonový prvek ve svislé části nechráněný proti působení změn teploty. Při prvním velkém teplotním rozdílu (rozdíl venkovních povrchových teplot na svislé části v ročním cyklu léto – zima může dosahovat až 65 °C na roz-

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

STAVEBNÍ

díl od vodorovné části, která je téměř v teplotní rovnováze) dosahovalo prvotní celkové protažení takového betonového prvku řádově kolem cca 50 mm, tzn. 25 mm od teoretického středu na obě strany. Krajní podélné atiky tak musely vytlačit k nim kolmé štítové atiky na rozích objektu. Je zřejmé, že po tomto primárním protažení dilatuje každý prvek zvlášť kolem svého středu. Při smrštění (při dolní teplotní hranici) dojde k otevření svislých spár mezi jednotlivými atikovými prvky a k uvolnění betonové zálivky v těchto spárách. Působením uvedených rozdílů teplot na atiku, jako na prvek nepravidelného tvaru, dochází k rozdílné deformaci jejich jednotlivých částí, která způsobuje dynamickou změnu těžiště tělesa. Tím dochází k tzv. dynamickému pohybu hmoty tělesa, který za určitých okolností může začít vysouvat atiku z její polohy. Pokud nebyla zachována předepsaná mezera mezi vrstvami střešního pláště a vnitřním svislým lícem atikového panelu, může docházet při objemových změnách vrstev střešního pláště k vyvození tlaku na atiku, který způsobí její naklonění, a tím rovněž může dojít ke snížení odporového tření a vysouvání atikového panelu. Kombinací výše popsaných účinků a zejména v případě, že do svislé spáry mezi atikovými panely nebo mezi atikový prvek a vrstvy střešního pláště zapadne pevný předmět (úlomek betonu, křemen, úlomek cihly apod.), může docházet k postupnému vytlačování atikového panelu klínovým účinkem tohoto cizího tělesa. Sanace poruch atikových panelů Oprava atik je navrhována v podstatě dvojím způsobem: • u atik, které jsou málo vysunuty – cca 10 mm – ze své polohy, nebo tam, kde je pozorován začátek vysunování (u podélných atik), je navrhováno kotvení atiky zevnitř objektu bez nároků na rozkrytí střešního pláště, • u atik, které jsou vysunuty více (především u štítových atik), je navrhována oprava rozkrytím střešního pláště v nutném rozsahu, vrácením atiky do původní polohy a přikotvením do střešní tabule pomocí zabetonovaných kotev do dutin stropních panelů. U obou způsobů sanace poruchy atikových panelů je třeba, aby svislé spáry

KONSTRUKCE STRUCTURES

9 Obr. 9 Schéma konstrukce balkonu panelového systému HK-60 Fig. 9 Scheme of the balcony structure of the HK-60 panel system Obr. 10 Řez železobetonovým trámem v parapetním panelu Fig. 10 Section of the RC beam in the parapet panel Obr. 11 Poruchy na balkónové desce Fig. 11 Faults in the balcony slab 10

11a

mezi jednotlivými panely byly uvolněny. Svislé, a pokud možno i vodorovné, spáry je třeba vyplnit stlačitelným materiálem, a tím zabránit vniknutí pevných částí do uvolněných spár. BALKÓNY Balkóny konstrukční soustavy HK-60 byly konstruovány tak, že do vlastní nosné železobetonové desky balkónu 850/2990/80 mm byly zabetonovány čtyři ocelové trubky ∅ 60/48 mm, které vyčnívaly na vnitřním líci desky 550 mm. Trubky balkónové desky se nasunuly do otvorů v balkónovém parapetním panelu a do tvorů v prvním strop-

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

11b

ním panelu za parapetním panelem. Do stropního panelu byly shora nad prvními dvěma dutinami probourány otvory a jimi byly ocelové trubky balkónové desky zabetonovány (obr. 9). Rozměr parapetního panelu, který vynáší konzolu balkonu, je 6100/1435/200 mm. Je proveden jako sendvičový panel shodný s běžným parapetním panelem. Balkónový parapetní panel má otvor 660/900 mm pro balkónové dveře. Hlavním nosníkem, který vynáší balkónovou desku je železobetonový trám 535/200 mm v parapetním balkónovém panelu pod dveřním otvorem. V trámu jsou otvory pro zasunutí ocelových tru43

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

bek balkónových desek. Zabetonování trubek ve stropním panelu zajišťuje jejich vetknutí (obr. 10). Příčiny poruch na balkónech V důsledku nevhodně provedeného oplechování balkónové desky docházelo dlouhodobě ke stékání srážkové vody na spodní líc balkónové desky. Působením srážkové vody a vlivem postupné karbonatace betonu byly ocelové nosné trubky, chráněné pouze 10 mm tlustou vrstvou betonu, napadeny korozí, která na koncích trubek dosáhla do značné hloubky. Odpadávající kusy omítky a betonu z balkónové desky ohrožují obyvatele spodních bytů a lidi procházející podél průčelí domu (obr. 11).

U některých balkónů, ze kterých byla odstraněna vrstva dlažby a podkladního betonu, bylo zjištěno, že prostor kolem betonové desky vsazené do balkónového panelu není řádně vyplněn betonem. Zde existuje nebezpečí zatékání srážkové vody k ocelovým nosným trubkám, a tím k možnosti narušení trubek v nejexponovanějším místě. Balkónové zábradlí je kotveno do otvorů v čele a na bocích balkónového panelu do předem připravených kruhových otvorů, které byly vytvořeny zabetonováním ocelových trubek do panelu. Soustavným smáčením srážkovou vodou, která stéká po oplechování na boky desky, dochází ke korozi v kotvení sloupků balkónového zábradlí (obr. 12). Sanace poruch balkónů Problém sanace balkónů na domech postavených z konstrukční soustavy HK-60 je třeba pokládat za jeden z nejobtížnějších. Lze konstatovat, že konstrukce balkónu byla vadná již v návrhu typového řešení. Hlavní nosný prvek – konzo-

lově vyložená ocelová trubka měla teoretické krytí betonem 10 mm, což při výrobě balkónových desek nebylo v převážné většině dodrženo. V důsledku karbonatace tenké vrstvy krycího betonu a působením srážkové vody dochází k hloubkové korozi ocelových trubek, a tím k ohrožení únosnosti a stability balkónové desky. Staticky nezajištěné balkóny na bytových panelových domech z konstrukční soustavy HK-60 je třeba ve většině případů pokládat za konstrukci v havarijním stavu. Pro řešení problému se nabízejí tato možná řešení: • odstranění stávajících balkónových desek a zřízení francouzských oken v místě původních balkónových dveří, • odstranění stávajících balkónů a vybudování nových na nové betonové či ocelové konstrukci založené na novém základě s kotvením do stávající konstrukce domu, • zavěšení či podepření stávající balkónové desky na novou nosnou konstrukci (vyřazení z funkce zkorodovaných ocelových trubek) včetně opra-

Obr. 12 Poruchy v kotvení sloupku balkónového zábradlí Fig. 12 Faults in the anchorage of a balcony railing post 12 14

Obr. 13 Zavěšení stávajících balkónových desek Fig. 13 Suspending of the current balcony slabs Obr. 14 Řez staticky zajištěným balkónem s využitím užitného vzoru č. 130301 Fig. 14 Section of the secured balcony using utility model No. 130301 Obr. 15 Schéma statického zajištění balkónové desky Fig. 15 Scheme of structural securing of the balcony slab 15a

44

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

13 15b

3/2008

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

16a

16b

16c

17a

17b

17c

vy vlastní železobetonové balkónové desky (obr. 13). Při rekonstrukci balkónů na domech z konstrukční soustavy HK-60 je v současné době ve většině případů používáno statické zajištění balkónových desek podle užitného vzoru, který je zapsán pod číslem 130301 na Úřadu průmyslového vlastnictví (obr. 14). Rekonstrukce balkónů spočívá v sanaci a ochraně stávající železobetonové desky a především v jejím statickém zajištění. Po odstranění stávajícího zábradlí, povrchových vrstev včetně oplechování a důkladném očištění povrchu a podhledu desky je navržen pro reprofilaci desky následující postup: • odstraní se všechny narušené a uvolněné části betonu, mechanicky se odstraní rez na ocelových trubkách a ocelových výztužných vložkách,

• obnažené ocelové trubky a výztuž desky se ošetří nátěrem dvousložkovou směsí na bázi polymerů, cementových pojiv s inhibitory koroze ve vodním roztoku, který slouží jednak k ochraně ocelových prvků a dále jako adhezní můstek pro neprofilační maltu, • provede se reprofilace betonu balkónové desky správkovou maltou. Statické zajištění balkónové desky (obr. 15): • repasovaná deska balkónu je staticky zajištěna ocelovou konstrukcí složenou z ocelového ohýbaného profilu U 120/65/6 mm žárově pokoveného, který obepíná boky desky a je kotven čtyřmi ocelovými závitovými tyčemi ∅ 12 mm do železobetonového trámu, který je součástí stávajícího balkónového parapetního panelu, • ocelový rám je vyvěšen pomocí dvou

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

Obr. 16 Statické zajištění balkónů bez rozšíření Fig. 16 Structural securing of balconies without any widening Obr. 17 Statické zajištění balkónů s rozšířením o 500 mm Fig. 17 Structural securing of balconies with widening by 500 mm

ocelových táhel z nerezové oceli ∅ 12 mm do železobetonového trámu v parapetním panelu nad zajišťovaným balkónem. Statické zajištění umožňuje zvětšení stávající hloubky balkónu 850 mm o cca 500 mm (obr. 16 a 17).

Ing. Bohumil Rusek Konstrukční kancelář Na Konečné 1016, 500 09 Hradec Králové tel.: 602 188 890, e-mail: [email protected]

45

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGY

VYUŽITÍ

SKLOVLÁKNOBETONU PRO REGENERACI BALKÓNOVÝCH ZÁBRADLÍ A DALŠÍ APLIKACE UTILIZATION OF GLASS FIBRE REINFORCED CONCRETE FOR REGENERATION OF BALCONY BANISTERS AND OTHER APPLICATIONS HYNEK VILAM, RENÉ ČECHMÁNEK, PETR DOLEŽAL Výrobky ze sklovláknobetonu (SVB) nacházejí stále větší uplatnění ve stavebnictví. Z tohoto materiálu lze vyrábět různé architektonické prvky, převážně jsou však realizovány lehké obkladové dílce a v poslední době také výplně balkónových zábradlí, které je možno využít jak u novostaveb, tak při rekonstrukcích, zejména panelových domů. Elements made of glass fibre reinforced concrete (GFRC) currently meet broader utilization in the building industry. It is possible to produce various architectural elements from this material, mainly there are implemented light-weight facing panels and nowadays as well as balcony banister panelboards, which can be used both for new buildings and for reconstructions, namely prefab houses. V L A S T N O S T I SV B V Ý R O B K Ů Sklovláknobetonové prvky jsou vyráběny z jemnozrnného betonu vyztuženého krátkými skleněnými vlákny, která zajistí pevnost a odolnost SVB skořepinových prvků i v tloušťkách cca 10 až 15 mm. Díky tomu mají dílce malou hmotnost, což usnadňuje manipulaci i montáž a přináší úspory nákladů na přepravu a montážní techniku. Určující vlastnosti SVB kompozitů jsou především pevnost v tahu za ohybu, pevnost v rázu, objemová hmotnost, nasákavost a mrazuvzdornost. Porovná-

Vlastnosti SVB Objemová hmotnost [kg/m3] Nasákavost [%] Pevnost v tahu za ohybu [MPa] Mez úměrnosti v tahu za ohybu [MPa] Modul pružnosti za ohybu [GPa] Pevnost v rázu IZOD [kJ/m2] Pevnost v rázu IZOD [kJ/m2] – balkónová výplň Délkové vlhkostní změny [mm/m] Mrazuvzdornost po 150 cyklech [%] Třída reakce na oheň

ní některých charakteristik sklovláknobetonu vyráběného technologií stříkáním a technologií premix po 28 dnech zrání uvádí tab. 1. BALKÓNOVÉ VÝPLNĚ Balkónové výplně jsou vyráběny jako ploché desky v tloušťce cca 15 mm bez přidaných obvodových rámečků a ke konstrukci balkónového zábradlí se kotví pomocí šroubů. Tyto dílce jsou vyztuženy nejen skleněnými vlákny, ale jsou navíc zpevněny skleněnou sítí umístěnou do namáhané oblasti. Touto kombinovanou výztuží je zajištěna zvýšená odolnost proti rázu. SVB výplně vyhoví i přísným kritériím bezpečnosti podle ČSN 73 0035 a ČSN 74 3305. Na výrobek byl vydán Certifikát TZÚS č. 060 023980. Sklovláknobetonové balkónové výplně je možno vyrábět v provedení šedém nebo bílém podle druhu použitého cementu, ale také je možné provést probarvení ve hmotě nebo opatřit dílce nátěrem

Technologie stříkáním s 5 % vlákna 1950 15 11 7 15 8 – 1,5 – A1

Technologie premix s 3 % vlákna 2050 10 11 8 15 8 14 1,2 95 A1

Tab. 1 Vybrané vlastnosti SVB Tab. 1 Selected characteristic of GRFC

v libovolném barevném odstínu. Rozměry dílců lze přizpůsobit přímo konkrétnímu požadavku zákazníka, včetně možnosti výroby dílců tvarovaných například do oblouku. Lícová strana dílce je hladká od podložky, avšak při použití matrice vložené do formy je možno vytvořit jakýkoliv design povrchu včetně imitace struktury omítky, cihelného zdiva, kamene, dřeva apod. (obr. 1 a 2). F A S Á D N Í D Í LC E SVB je také často využíván jako obkladový materiál pro odvětrávané fasády a sokly nových i rekonstruovaných objekObr. 1 Bytový dům v Praze-Letňanech Fig. 1 Block of flats in Prague-Letňany Obr. 2 Bytový dům „Slunečnice“ v Praze Fig. 2 Block of flats “Sunflower” in Prague

1

46

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

2

3/2008

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

tů. Fasádní obkladový dílec sestává z tenkostěnné skořepiny vyztužené po obvodu rámečkem, případně dalšími žebry dimenzovanými dle statických výpočtů. Do obvodového rámečku se již při výrobě zapracují potřebné kotevní prvky. Tloušťka skořepiny fasádního dílce se pohybuje kolem 10 až 15 mm. Rubová strana dílce je při výrobě ručně zahlazena, lícová strana je hladká od formy. Při použití matrice vložené do formy lze stejně jako u balkónových výplní vytvořit dílec s různou strukturou povrchu na lícové straně. Systém kotvení zaručuje odolnost proti působení tlaku a sání větru a zároveň umožňuje případnou vyměnitelnost jednotlivých dílců umístěných na fasádě (obr. 3 a 4).

3

4

5

6

P R OT I H L U K O V É B A R I É RY Protihlukové bariéry z SVB svým subtilním provedením, a tím celkově nízkou hmotností, zaručují snadnou manipulaci, montáž i případnou vyměnitelnost a odolávají vlivům okolního prostředí. Z hlediska protihlukové ochrany lze ze samotného SVB realizovat protihlukovou bariéru odrazivou, doplněním vhodné vrstvy zvukově pohltivého materiálu pak protihlukovou bariéru pohltivou. Jednotlivé varianty lze i navzájem kombinovat. Navržený systém SVB protihlukových bariér řeší i detaily uložení do konstrukce, kotvení, těsnění vodorovných a svislých spár, dílců únikových východů a náběhových a koncových sekcí (obr. 5 a 6).

7 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

Obr. 3 Hasičská zbrojnice v Praze-Ruzyni Fig. 3 Firehouse in Prague-Ruzyně Obr. 4 Mendelova univerzita v Brně Fig. 4 Mendel University in Brno Obr. 5 Protihluková bariéra v Brně-Modřicích Fig. 5 Absorptive sound protection wall in Brno-Modřice Obr. 6 Vizualizace protihlukové bariéry odrazivé Fig. 6 Reflective sound protection wall; visualization Obr. 7 Figurkolavička v Brně Fig. 7 Figural bench in Brno Obr. 8 Lavička „Wanklův motor“ v Brně Fig. 8 Bench “Wankel engine” in Brno

8 3/2008

47

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGY

9 Obr. 9 Kašna ve Velkých Pavlovicích Fig. 9 Fountain in Velké Pavlovice Obr. 10 Opláštění sloupů, Denisovy sady v Brně Fig. 10 Columns covering; Denis gardens in Brno Obr. 11 Realizace systému UNI v pražském metru Fig. 11 Realization of system UNI in Prague Underground

PRVKY

ZAHRADNÍ A MĚSTSKÉ

ARC H ITE KTU RY

Další uplatnění nachází SVB v zahradní a městské architektuře. Jako příklady výrobků lze uvést lavičky, velkoobjemové květináče, kašny, altány apod. Z SVB lze výrabět výrobky s velkou tvarovou variabilitou, která přímo souvisí s možnostmi formovací techniky (obr. 7 až 10). Výhodou je především nízká hmotnost oproti betonovým prvkům a vysoká pevnost. K A B E L O V É Ž L A B Y U N I 1 21 Systém kabelových žlabů UNI 121 slouží pro ukládání kabelů vysokonapěťové-

ho i nízkonapěťového vedení při výstavbě dopravních a průmyslových staveb, např. v metru, silničních a železničních tunelech a podél železničních tras. Řešení těchto kabelových žlabů bylo zahájeno v roce 1996, kdy vznikl požadavek nahradit dříve užívané azbestocementové roury, sloužící pro uložení a mechanickou ochranu VN kabelů v tunelech metra. Postupným vývojem vznikl kabelový žlab jako tenkostěnný betonový prvek tvaru U různých průřezů o jednotné délce 2 m, vyráběný odléváním do přesných ocelových forem. Každý prvek je na jednom konci opatřen hrdlem pro snadné napojování sousedních kusů, po stranách má průběžnou drážku pro zachycení spon, upevňujících víko s osazením. Alternativně je možno upevnění víka řešit i jiným způsobem podle požadavku odběratele. Kabelové žlaby jsou vyráběny v několika průřezech jako jednokanálové i v provedení se třemi komorami pro oddělené vedení různých druhů kabelových rozvodů. Žlaby je možno ukládat buď na rovný únosný podklad nebo pomocí speciálního závěsného systému připevňovat na stěny tunelu (obr. 11). 11a

48

7 Tento příspěvek byl zpracován za podpory a s využitím poznatků projektů: FF-P/015 – Nové cementové kompozity pro stavební prvky a konstrukce splňující v provozu speciální technické i ekologické požadavky FD-K3/048 – Sklovláknobetonové architektonické dekorativní a doplňkové prvky FI-IM/051 – Sklovláknobetonové fasádní obklady FI-IM/052 – Stavební hmoty a výrobky odolné proti mikroorganismům FT-TA/019 – Výzkum technologie výroby a užitných vlastností cementových kompozitů s nekovovou hybridní vláknovou výztuží Ing. Hynek Vilam tel.: 543 529 266, e-mail: [email protected] Ing. René Čechmánek tel.: 543 529 260, e-mail: [email protected] Ing. Petr Doležal tel.: 543 529 273, e-mail: [email protected] všichni: Výzkumný ústav stavebních hmot, a. s. Hněvkovského 30/65, 617 00 Brno fax: 543 216 029, www.vustah.cz

11b

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

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

ENERGETICKÁ

NÁROČNOST VÝROBY CEMENTU

JAN GEMRICH V třetím pokračovaní našeho cyklu o současné výrobě cementu bychom se měli věnovat energetické náročnosti této výroby. Výroba cementu vždy byla, a tím spíše zejména dnes je, kapitálově náročným průmyslem. Uvádí se, že náklady na výstavbu cementárny o roční kapacitě milion tun cementu dosahují k 200 mil € s odpovídajícími náklady na případnou modernizaci stávajícího provozu. Tyto náklady jsou ekvivalentní přibližně tří až čtyřletému obratu, což řadí cementářský průmysl mezi nejvíce investičně náročné průmysly. Návratnost těchto investic je více než dlouhodobá a případné nové investice či modernizace proto musí být pečlivě zvažovány. Každá tuna vyrobeného cementu představuje v průměru 80 kg oleje anebo olejového ekvivalentu v závislosti na druhu cementu a cca 105 kWh elektrické energie. Moderní cementárna je plně automatizovaný a kontinuální provoz s omezeným počtem velmi kvalifikovaného personálu. Moderní závod dnes mívá méně než 150 zaměstnanců. V Evropské unii cementářský průmysl zaměstnává přibližně šedesát tisíc pracovníků. Ačkoliv se cementářská surovina přeci jen liší závod od závodu, cement je naprosto standardní výrobek, plně zaměnitelný mezi jednotlivými výrobci. Důležitými náklady, které se promítají do ceny cementu, jsou veškeré dopravní a manipulační náklady. Uvádí se, že cement obvykle není ekonomické dopravovat za hranici 200 nebo maximálně do 300 km, což však platí pouze pro suchozemskou dopravu. Parametry námořní dopravy naopak umožňují transport cementu např. napříč Středozemním mořem anebo import slínku ze Středního východu. Poptávka po cementu v 21. století odráží rozvoj průmyslu a rostoucí urbanizaci. Spotřeba cementu v průmyslově vyspělých zemích vzrostla cca pětinásobně od 2. světové války. Nicméně v posledních patnácti letech se výrazně liší spotřeba

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

cementu ve starých a nových členských státech EU a je rovněž závislá na podpůrných finančních tocích mezi členským státem a Evropskou komisí. Spotřeba cementu je úzce svázána s ekonomickým rozvojem příslušného státu anebo regionu a s pravidelnými ekonomickými cykly. Cementářské závody často zakládají samostatné distribuční jednotky, popř. samostatné mlecí kapacity. Cílem je udržet transportní náklady na co nejnižší úrovni. Prvním energeticky náročným bodem výroby z hlediska spotřeby elektrické energie je těžba a drcení vápenců, dalším homogenizace a mletí suroviny a konečným samotné mletí slínku s přísadami na konečný cement. Palivově intenzivním bodem je výpal slínku. Mokrý, popř. polosuchý způsob výroby je dnes velmi rychle nahrazován pouze suchým způsobem výpalu v tzv. krátkých rotačních pecích. V České republice byl tento proces ukončen již před třinácti roky. Teplota plynů v okolí plamenu dosahuje až 2150 °C a v materiálové zóně až 1450 °C, což je mnohem více než v spalovnách odpadů (850 až 1100 °C). Proto mohou cementárny bez problémů využívat řadu vybraných odpadů v podobě alternativních odpadových paliv pro výpal slínku. Přesto i tato paliva mají své tržní ocenění a nelze v nich spatřovat výraznou cenovou úsporu. Cementářský průmysl je dnes řazen s několika dalšími mezi tzv. mineralogické procesy s legislativním oceněním v jurisdikci Evropské komise [OJ L 283, 31 October 2003]. Energetický účet nicméně představuje až 50 % celkových výrobních nákladů včetně odpisů při výrobě cementu s minimální možností dalších úspor, které jsou odhadovány na přibližně 2,2 %. Pozn.: údaje byly převzaty z webu evropské cementářské asociace Cembureau Ing. Jan Gemrich Svaz výrobců cementu ČR www.svcement.cz

3/2008

49

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGY

SANACE

PANELOVÝCH BYTOVÝCH DOMŮ POMOCÍ DODATEČNĚ VKLÁDANÉ HELIKÁLNÍ VÝZTUŽE REPAIR OF PANEL BUILDINGS WITH THE USE OF THE POST-INSERTED HELICAL REINFORCEMENT ALEŠ TAU FAR, JI Ř Í KU BAN E K Použití dodatečně vkládané helikální výztuže v podmínkách stavebnictví ČR je vhodné při rekonstrukcích historických objektů, ale i mladších staveb, např. panelových domů. Příspěvek popisuje vady a poruchy těchto konstrukcí a především možnosti efektivní sanace. Usage of the post-inserted helical reinforcement is suitable at reconstruction of historical objects, as well as younger buildings, e.g. panel buildings in the condition of the Czech building industry. The article describes faults and failures of these constructions and first of all chances of efficient saving.

představuje bydlení pro téměř třetinu populace ČR, a proto je prvořadým úkolem prodloužit životnost nosných konstrukcí panelových domů. Protože finanční prostředky, které jsou určeny na revitalizaci panelových domů, jsou značně omezené, je třeba si ujasnit, na které opravy tyto prostředky použít. V prvé řadě by měly být odstraněny závady na nosných konstrukcích, což ovšem spousta investorů podceňuje. Ze zkušeností lze s nadsázkou říci, že pro některé investory je důležitější barva fasády než statické zajištění, které po zateplení není vidět. CHARAKTERISTICKÉ

VA DY

A PORUCHY NOSNÝCH KONSTRUKCÍ

R E V I TA L I Z AC E

A REKONSTRUKCE

PA N E LO V Ý C H D O M Ů

Panelové domy se v uplynulých letech stavěly ve více než třiceti konstrukčních soustavách. Tyto konstrukční soustavy se lišily technologickými postupy, materiálem různého druhu od mnoha výrobců, různou kvalitou – podle toho kdy a kde byl prefabrikovaný dílec vyroben. Nelze opomenout i různé stupně degradace již v době výstavby. Po ukončení rozsáhlé panelové výstavby je v České republice asi 62 500 bytových panelových domů. Tento objem

Vady a poruchy, které se vyskytují u panelových domů, mají rozdílnou závažnost a význam. Výrazně se na výskytu vad a poruch podílí nekvalitní materiál a technologické postupy. Tím se zhoršuje kvalita a funkčnost těchto staveb. Jedná se především o kvalitu prefabrikovaných panelových dílců, zálivkových betonů, tepelně izolačních materiálů, těsnících a hydroizolačních materiálů a povrchové úpravy. Po hromadné realizaci typizovaných panelových budov je logické, že se projevuje hromadný výskyt těchto závad. Pro jejich odstranění je třeba nalézt optimální řešení sanace.

Mezi nejčastější poruchy konstrukcí panelových domů patří styky nosných dílců, které vykazují vysokou tuhost a nedostatečnou únosnost. Ve stycích dochází ke kumulaci poruch, což se projevuje nejčastěji vznikem trhlin. Jedná se především o svislé styky stěnových dílců, styky stropních dílců a stěnových dílců obvodového pláště, styky mezi schodišťovými dílci a navazující nosnou konstrukcí. Druhou skupinou jsou poruchy styků mezi obvodovými dílci a vnitřní nosnou konstrukcí. Tyto tzv. sendvičové panely jsou vystaveny kromě účinků svislého a vodorovného zatížení také účinkům změny teploty a vlhkosti. Tyto poruchy vznikají u všech plášťů bez ohledu na rozdílnost konstrukčního systému. Nejrozsáhlejší skupinu vad a poruch panelových domů tvoří vady a poruchy obvodového pláště – porušení dílců trhlinami, narušení povrchové úpravy, porušení styků a spojů obvodových plášťů. Příčinou je špatné technologické provedení, nedostatečná tepelná izolace, velký výskyt tepelných mostů, nedostatečná vodonepropustnost stejně jako tepelná izolace styků a spár, nesprávné uložení a kotvení obvodových dílců nerespektující skutečné statické působení jednotlivých vazeb v nosném systému. K závažným poruchám obvodového pláště, které ohrožují statickou bezpečnost, patří narušení spojů (kotvení) s vnitřní nosnou konstrukcí korozí ocelové výztuže a narušení kotvení vnějších pohledových moniérek k vnitřní nosné vrstvě sendvičových obvodových dílců. Specifickou skupinu představují poruchy lodžií a balkonů. Tyto poruchy jsou způsobeny především vadným řešením projektové dokumentace. Jedná se o styky lodžiových dílců, styky konstrukce lodžie a obvodového pláště popř. vnitřní nosné konstrukce, nedostatečné krytí výztuže a kvalitu betonu apod. Důsledkem je v řadě případů výrazné snížení statické únosnosti konstrukce. SYSTÉM

D O D AT E Č N Ě V K L Á D A N É

HELIKÁLNÍ VÝZTUŽE

1 Systém dodatečně vkládaných helikálních

50

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y Obr. 1 Statické zajištění sendvičových panelů kotvami z helikální výztuže, Havířov, realizace 2007 Fig. 1 Static reinforcement of sandwich panels with the use of anchors from the helical reinforcement, Havířov, realization in 2007 Obr. 2 Šroubovicový tvar helikální výztuže – pohled Fig. 2 Helicoid form helical reinforcement – sidelong look Obr. 3 Řez osazení helikální výztuže do betonové konstrukce (demonstrace subtilnosti výztuže a drážky) Fig. 3 Section of setting of helical reinforcement in a concrete structure (demonstration of lightness of the reinforcement and the groove)

výztuží má v českém stavebnictví už několikaletou historii. Název „helikální“ pochází z anglického slova helical, které znamená spirálový, šroubovitý a označuje nerezovou výztuž specifického šroubovicového tvaru (obr. 2). Systém, který se skládá z vysokopevnostních nerezových prutů ve tvaru šroubovice a vysokopevnostní polymercementové malty, byl původně vyvinut pro zesílení zděných staveb. Díky specifickým konstrukčním systémům v různých částech Evropy docházelo k jakési transformaci postupů aplikace a v průběhu let se rozšířily možnosti použití na další konstrukce typické pro jednotlivé oblasti. Použití dodatečně vkládané helikální výztuže v podmínkách stavebnictví ČR je vhodné při rekonstrukcích historických objektů, rodinných domků, průmyslových a dopravních staveb, ale i historicky mladších staveb, jako jsou např. panelové domy. Vlastnosti a výhody zesilování pomocí helikální výztuže: • použitá nerezová výztuž nemá nároky na krytí, nelimituje rozměr drážky a vrtu, protože je subtilní, • výztuž je vysokopevnostní, pro daný účel vyvinuta ve velmi subtilních průměrech, systém eliminuje při vysoké účinnosti zásah do konstrukce na minimum, drážky i vrty jsou velmi malé, • výztuž je tvarovatelná, ohýbatelná přímo v pozici dle průběhu drážek a vrtů, nabízí vysokou variabilitu průběhu a tvaru vyztužení, • velmi dobrá soudržnost kotevní malty k běžně používaným stavebním materiálům umožňuje kvalitní aplikovatel-

2

nost do zděných i betonových konstrukcí obecně, • soudržnost dvou systémových komponentů, výztuže a malty, je zajištěna helikálním – šroubovitým tvarem výztuže s hlubokým závitem a vysokou pevností kotevní malty, • tixotropnost a lepivost čerstvé kotevní malty umožňuje úplné vyplnění drážek a vrtů, i v pozici nad hlavou, bez nežádoucího efektu stékání, či sedání, • kotevní malta se při tuhnutí, tvrdnutí nesmršťuje, má rychlý nárůst pevností, • kotevní malta je dobře aplikovatelná při vysokých i nízkých teplotách, u novějších typů je možná úprava množství záměsové vody pro konkrétní teplotní podmínky, • systém má nejmenší možné účinné kotevní délky, • systém je při aplikaci nenáročný na mechanizaci, • disponuje rychlým nárůstem pevností, již po sedmi dnech má 50 % výsledné pevnosti, • je prakticky jednoduchý, ale náročný na přesnost, důslednost a kvalitu práce. DVA

KOM P ON E NT Y SYSTÉ M Ů

D O D AT E Č N É H E L I K Á L N Í V Ý Z T U Ž E

Helikální výztužné pruty Vyrábí se v průřezech 3; 4,5; 6; 8; 10; 12 mm z nerezové austenitické oceli (obr. 2). Tyto ušlechtilé oceli patří mezi nejkvalitnější na světovém trhu. Pevnost v tahu oceli je dvojnásobná oproti běžným betonářským ocelím. Této vlastnosti se využívá k maximálnímu snížení průřezové plochy výztužných prutů. Při zachování srovnatelné tahové pevnosti výztuže helikální s běžnou máme výztuž unikátního tvaru a vlastností. Např. ohebnost, manipulovatelnost, životnost atd. Konkrétní parametry výztužných prutů deklarují dodavatelé ve svých technických podkladech. Koroze u těchto výztuží, vlepených do polymercementových malt s dokonalým obalením, je v zásadnější míře uvažována v časovém horizontu několikrát převyšujícím nejdelší životnosti staveb – tzn. zanedbatelná. (Uvažujeme-li, že i nerez v čase oxiduje, koroduje.)

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

Kotevní malta Pro lepení dodatečné helikální výztuže do stavebních konstrukcí jsou modifikované maltové polymercementové směsi, vykazující vysoké výsledné pevnosti. Pevnost v tlaku, která není pro systém nutně směrodatná, se pohybuje kolem 40 MPa. Pevnost v tahu, která je dominantní z hlediska spolupůsobení s výztuží ve finálním žebírku, se pohybuje kolem 10 MPa. Přídržnost ke keramickému střepu cihel a betonu se pohybuje kolem 2 MPa. Směrodatná pro systém je za současně dobré zpracovatelnosti: okamžitá přilnavost k podkladu, nestékavost – tixotropnost, nesmrštitelnost při tuhnutí, tvrdnutí a rychlý nárůst pevností. Běžně se kotevní malty pro lepení dodatečné helikální výztuže aplikují pomocí ruční injektážní pistole, která je součástí dodávky systému. VÝZTUŽNÝ ŽB

PRVE K SYSTÉ M U

V DR ÁŽK ÁC H A VRTEC H

Vlepením helikální výztuže do kotevní malty, ať už do připravených drážek nebo vrtů, získáváme ve stávající konstrukci nový výztužný prvek – žebírko. Pro návrh sanace zůstává v rukou inženýra – většinou statika, kam takovýto dodatečný prvek pro zpevnění stavebních konstrukcí umístí a co hodlá řešit. Výztuž aplikovaná do drážek Pro vyšší pevnost betonu a jeho homogenitu jsou drážky v betonových konstruk-

3

51

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGY

cích menší než u zdiva. Vždy je nutné posuzovat a zvažovat průběh stávající výztuže v betonu. Tloušťky drážek (T) jsou vždy minimálně o 4 mm větší než profil použité výztuže. výztuž ∅ 6 mm výztuž ∅ 8 mm

drážka vysoká T =10 mm drážka vysoká T =12 mm

Hloubky drážek (H) jsou minimální a pro všechny průměry jednotné: pro jeden profil výztuže

drážka hluboká

H =15 mm

Větší drážka, např. 20 × 15 mm, je možná, pokud nám to umožňuje dostatečné krytí zabudované výztuže. Jedná se o úpravu na straně bezpečné, protože u sanací bývá povrch betonu často narušen (obr. 3).

lu třídy, od B7,5) je 300 mm. Zkrácení kotevní délky záměrně je účelné pouze u různých typů kotev v betonu aplikovaných do vrtu, při použití helikální výztuže 8 mm. Zde jsou pak zaručeny také minimální přenesené kotevní síly: kotevní délka 150 mm kotevní délka 200 mm kotevní délka 300 mm

4,5 kN 5,5 kN 6,0 kN

Kotevní délky se řeší u navrhování dodatečné výztuže popsaného typu pouze u kotev krátkých, např. při „sešívání“ trhlin, kotvení separovaných částí konstrukčních prvků k sobě. Není-li možné dodržet kotevní délku v drážce v plném rozsahu, dokončí se kotvení ve vrtu do konstrukce. K OT V E N Í

SE N DVIČOV ÝC H PAN E LŮ

D O D AT E Č N O U V Ý Z T U Ž Í

Výztuž aplikovaná do vrtu Technické řešení vrtání i řezání do betonu není problematikou této publikace a lze jej se současnými technologickými i technickými možnostmi beze zbytku řešit ve všech případech. Průměry vrtů (R): pro výztuž ∅ 6 mm pro výztuž ∅ 8 mm pro výztuž ∅ 10 a 12 mm

Vnitřní železobetonová nosná stěna Tepelná izolace – pěnový polystyren Vnější betonová moniérka Celková tloušťka sendvičového panelu

150 mm 80 mm 70 mm 300 mm

V projektu bylo uvažováno s tím, že kotvy přenesou 100 % zatížení od stávající konstrukce (tepelná izolace, monierka a vnější povrchová úprava) a současně zatížení od dodatečné konstrukce zateplení. Pro kotvení moniérky k nosnému panelu byla použita helikální výztuž. Pro stabilizaci obvodových panelů byl

vrt prům. R =14 mm vrt prům. R =14 mm vrt prům. R =16 mm

U větší hloubky vrtu než 1 m (vyskytuje se zpravidla u zděných staveb) je nutné adekvátně přizpůsobit možnostem techniky také průměr vrtu R. Delší subtilní vrty jsou možné a vyzkoušené až do cca 2 200 mm. Hloubka vrtů a aplikací do 1 000 mm je dobře realizovatelná běžně dostupným nářadím. K OT E V N Í D É L K Y Teoretická kotevní délka je taková délka zakotvení výztuže, kdy Fvytržení = Fpřetržení. Například u systému Kompakt pro zděné konstrukce je rovná 350 mm při dosažení napětí ve výztuži 745 MPa, což je hodnota, která se shoduje s mezí kluzu dané výztuže VAH. Tato délka byla určena jako statistický průměr výsledků testů. Pro využití v praxi není vhodné vycházet z teoretické kotevní délky, protože konkrétní aplikace jsou ovlivněny mnoha faktory, jako je míra narušení konstrukcí, stáří sanovaných materiálů, kvalita aplikace atd. Pro návrh je zavedena zaručená kotevní délka se zohledněným koeficientem bezpečnosti pro beton. Zaručená kotevní délka v betonu (bez rozdí52

Příkladem použití helikální výztuže bylo zajištění stávajícího stavu sendvičových panelů obvodového pláště panelového domu systémem, který se skládá z helikální nerezové výztuže a vysokopevnost-

ní polymercementové malty. Kotvení bylo nutné provést před následným plánovaným zateplením fasády objektu. Jednalo se o dodatečné přikotvení – stabilizaci problémové vnější moniérky k vnitřní nosné konstrukci. Statické zajištění se týkalo souboru panelových bytových budov s pěti vchody na ulici Karvinská v Havířově (obr. 1 a 8). V rámci obvodového pláště se vyskytoval u této typové konstrukční soustavy i obvodový plášť sendvičové konstrukce. Skladba sendvičového panelu:

4a

4b

5a

5b

6 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

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

7a

navržen certifikovaný systém. Helikální (šroubovicové) nerezové pruty ∅ 8 mm byly osazeny do předem vyvrtaného vrtu ∅ 14 mm pod úhlem 45° a drážky šířky 12 mm a hloubky 15 mm. Prut byl zainjektován vysokopevnostní polymercementovou maltou Kompakt MPC 50. Celková délka výztužného nerezového prutu byla 470 mm (obr. 9). Celkem bylo aplikováno 1700 kusů kotev. Práce probíhaly po etapách v závislosti na postupu zateplování a přesouvání lešení. Z ÁV Ě R Navrhování a aplikace systému dodatečně vkládané helikální výztuže je v poslední době žádanou variantou statického zajištění nosných konstrukcí panelových domů. Vyplývá to z jednoduchosti a přeLiteratura: [1] SČMBD, Sanace obvodových plášťů panelových bytových domů, Praha 2001 [2] ČKAIT, Sanace a rekonstrukce nosných konstrukcí panelových domů, Praha 2000 [3] ČKAIT, Charakteristické vady a poruchy nosných konstrukcí panelových domů, Praha 2000 [4] Firemní technické materiály SARON, spol. s r. o.: certifikáty a průkazné zkoušky materiálů systému [5] Kubanek J., Schmid P.: Manuál a metodika navrhování a aplikace dodatečně vkládaných helikálních výztuží při zesilování stavebních konstrukcí v podmínkách stavebnictví v ČR, Brno 2006

7b

7c

devším z univerzálnosti tohoto systému. Pro potřeby projektantů byla vydána odborná publikace Manuál a metodika navrhování a aplikace systémů dodatečně vkládaných helikálních výztuží při zesilování stavebních konstrukcí v podmínkách stavebnictví v ČR [5], která podrobně zpracovává toto téma. Foto z archívu firmy Saron, spol. s r. o.

Obr. 4 Zesílení betonového dílce v rovině dílce v místě trhliny a ve styku dílců, půdorysy Fig. 4 Reinforcement of concrete section in the section plain at point scratches and at the joint of panels, section plans Obr. 5 Vyztužení rohových styků betonových dílců, půdorysy Fig. 5 Reinforcement of junction of concrete section in the corner, section plans

Ing. Aleš Taufar tel.: 602 380 643 e-mail: [email protected]

Obr. 6 Vyztužení, zesílení čel betonových dílců, půdorysy Fig. 6 Reinforcing, strengthening of heads of concrete sections, section plans

Ing. Jiří Kubanek e-mail: [email protected]

Obr. 7 Postup aplikace při kotvení sendvičových panelů Fig. 7 Technique application of anchoring of the sandwich panel

oba: SARON, spol. s r. o. sídlo: Příční 857/7, Brno 602 00 pobočka: V Zimném dole 334, Orlová 735 11 tel./fax: 545 576 860

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

8 3/2008

Obr. 8 Kotvení sendvičového panelu Fig. 8 Anchoring of the sandwich panel Obr. 9 Detail kotvy, svislý řez Fig. 9 Detail of the anchor, vertical section

9

53

VĚDA

A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH

ZKOUŠENÍ

MRAZUVZDORNOSTI BETONU FROST RESISTANCE TESTING OF CONCRETE JIŘÍ DOHNÁLEK, RUDOLF HELA, PETR TŮMA, JIŘÍ KOLÍSKO, JAN HROMÁDKO Příspěvek informuje o výsledcích grantového projektu, který byl zaměřen na porovnání stávající ČSN 73 1326 s navrhovanou evropskou normou EN 12390-9. Cílem bylo ověřit vztah mezi naměřenými hodnotami pomocí těchto zkušebních postupů na třech typech betonů s doplňkovým cílem prověřit, do jaké míry skladba betonu může výsledky jednotlivých zkoušek mrazuvzdornosti ovlivňovat. Součástí projektu bylo i provedení mezilaboratorních zkoušek. Z výsledků vyplývá, že metoda podle návrhu EN 12390-9 je málo citlivá, extrémně časově náročná, a pro zavedení tedy nevhodná. Současně však zkoušky ukázaly, že i stávající ČSN 73 1326 vykazuje při porovnávání výsledků získaných v jednotlivých laboratořích na identických zkušebních tělesech značné rozdíly. V závěru příspěvku jsou proto navržena opatření, která by do budoucna mohla reprodukovatelnost zkušebních postupů podle ČSN 73 1326 zvýšit. The article states the results of the grant project which was directed towards the comparison of the existing ČSN 73 1326 with the proposed European standard EN 12390-9. The objective was to verify the relation between the measured values by means of these testing procedures on three types of concrete with the additional objective to check which rate the composition of concrete can influ-

ence the results of individual frost-proof tests. The performing of inter-laboratory tests are an integral part of this report. It results from the test results that the method according to the EN 12390-9 proposal is less sensitive, extremely time demanding and not recommended for implementation. However, at the same time, the tests showed that the existing ČSN 73 1326 reports compared with the results ascertained in individual laboratories on identical testing bodies have totally different results. At the end of the article, measures are proposed which could, in the future, increase the reproducibility of testing procedures according to ČSN 73 1326. Mrazuvzdornost betonu a odolnost povrchu betonu vůči kombinovanému účinku mrazu a posypových solí je jedním z funkčních parametrů (obr. 1), který má rozhodující význam pro dlouhodobou funkčnost takových inženýrských děl, jako jsou betonové dílce a mostní objekty. Proto je nezbytné mít k dispozici zkušební postupy, které jsou schopny dostatečně věrohodně, reprodukovatelně a rychle stanovit tento parametr. Současně je zřejmé, že stanovení mrazuvzdornosti je poměrně náročné na přístrojové vybavení i na definování takového zkušebního postupu, jehož modelová podobnost s reálným prostředím by byla co největší. Příspěvek informuje o výsledcích grantového projektu Ministerstva dopravy, který je zaměřen na stanovení převodního vztahu mezi parametry získanými

postupem podle ČSN 73 1326 (metoda A a C), resp. metodami uvedenými v ČSN P CEN / TS 12 390-9. Z K U Š E B N Í M E T O DY Příspěvek se věnuje porovnání výsledků zkušebních metod popsaných v následujících dokumentech: • ČSN 73 1326 Stanovení odolnosti povrchu cementového betonu proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek, platná od roku 1984, se změnou Z1 z roku 2003. Z této normy jsme použili metody automatického cyklování A a C, • ČSN P CEN / TS 12 390-9 Zkoušení ztvrdlého betonu – Část 9: Odolnost proti mrazu a zmrazovacím cyklům, odlupování. Dokument ČSN P CEN / TS 12 390-9 byl přijat jako technická specifikace, nikoliv standardní norma. V době řešení grantového projektu byl v přípravné fázi a zvažovalo se jeho vydání jakožto standardní normy, která by měla nahradit ČSN 73 1326. Jsou zde definovány tři zkušební postupy, a to metoda desek, která je deklarována jako referenční, metoda krychlí a metoda CF/CDF, které jsou obě deklarovány jako alternativní. V příspěvku jsou uvedeny výsledky zkoušek pomocí referenční metody desek. • ČSN EN 1338 (třídící znak 72 3038)

Obr. 1 Mrazové poškození chodníkové desky po jedné zimě Fig. 1 Frost damaged pavement plates after one winter

1a

54

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1b

3/2008

VĚDA SCIENCE

Betonové dlažební bloky – požadavky a zkušební metody, schválená v roce 2004 • ČSN EN 1339 (třídící znak 72 3039) Betonové dlažební desky – požadavky a zkušební metody, schválená v roce 2004 • ČSN EN 1340 (třídící znak 72 3040) Betonové dlažební obrubníky – požadavky a zkušební metody, schválená v roce 2004. Poslední tři dokumenty jsou evropské normy, které byly již přejaty do systému ČSN. Jedná se o normy definující požadavky na výrobky uvedené v jejich názvech. V přílohách norem je popsána zkušební metoda pro stanovení mrazuvzdornosti příslušných výrobků, která je téměř shodná s metodou desek definovanou v ČSN P CEN / TS 12 390-9. Rozdíl je pouze v průběhu teploty ve zkušební komoře, kdy hodnoty některých předepsaných bodů průběhu teplotní křivky se liší o 1 až 2 °C. Při zkušební metodě A podle ČSN 73 1326 se tělesa ponoří zkoušenou plochou obrácenou směrem dolů do rozmrazovací látky (3% roztok NaCl) v misce tak, aby hladina látky dosahovala do výšky 5 mm nad ponořenou (zkoušenou) plochu tělesa. Zkušební cyklus sestává ze zchlazení zkušební plochy tělesa na teplotu –15 °C a následného ohřevu na teplotu +20 °C pomocí teplosměnného média, kterým je zkušební roztok. Na obou úrovních se teplota udržuje po dobu 15 min. Jeden cyklus trvá cca 2 až 2,5 h. Hmotnost uvolněných částic (odpadu) se stanovuje po každých dvacetipěti cyklech a zkouška obvykle obsahuje sto cyklů. Při zkušební metodě C podle ČSN 73 1326 se zkušební tělesa před zkouškou opatří vodotěsnými objímkami ohraničujícími zkušební plochu, do kterých se nalije rozmrazovací látka (3% roztok NaCl). Jeden zkušební cyklus trvá 6 h a definovány jsou dvě úrovně teploty vzduchu (teplosměnné médium): –18 °C po dobu 3 h a +5 °C po dobu 3 h. Vždy po dvacetipěti cyklech (6 + 1/4 dne) se stanovuje hmotnost uvolněných částic a zkouška obvykle obsahuje 75, 100, 125 cyklů a hmotnost uvolněných částic se sleduje po 25, 50, 75, 100, 125, 150 zmrazovacích cyklech. Při referenční metodě desek podle ČSN P CEN / TS 12 390-9 (Slabtest) se používají zkušební tělesa ve tvaru krych-

lí o hraně 150 mm, z nichž se odříznou zkušební tělesa o tloušťce 50 mm tak, že zkušební plocha prochází středem krychle. Ve stáří vzorku 25 dnů se na povrch zkušebního tělesa (s výjimkou zkušební plochy) nalepí pryžová páska a rohy se utěsní pomocí pryže či silikonového tmelu. Okraj pryžové vrstvy musí sahat 20 mm nad zkušební povrch. Ve stáří 28 dnů se na zkušební plochu nalije vrstva demineralizované vody o tloušťce 3 mm a teplotě +20 °C. Během následujících 72 h se demineralizovaná voda průběžně doplňuje tak, aby byla udržována konstantní výška její hladiny. Před zkoušením betonu se na všechny povrchy zkušebního tělesa (s výjimkou zkušební plochy) připevní tepelná izolace, např. z pěnového polystyrénu tloušťky 20 mm. Vlastní zmrazovací zkouška začíná ve stáří zkušebního tělesa 31 dnů. Nejprve je demineralizovaná voda nahrazena zkušební kapalinou (3% roztok NaCl pro zkoušku s rozmrazovacími solemi, nebo demineralizovaná voda pro zkoušku bez rozmrazovacích solí). Odpařování zkušební kapaliny se brání pomocí upevněné polyetylénové folie. Jeden zmrazovací cyklus trvá 24 h a teplota se při něm změní z cca +20 na cca –20 °C a zpět. Po 7, 14, 28, 42 a 56 zmrazovacích cyklech se provede kontrola povrchu zkušebních těles. Zachytí se materiál odloupnutý z povrchu a povrch se opláchne a omete. Následně je nalita nová zkušební kapalina a ve zkoušce se dále pokračuje. Výsledkem zkoušky je hmotnost odloupnutého materiálu v kg/m2 po jednotlivých etapách zkušebních cyklů. K provedení zkoušky je třeba klimatizační komora s relativně náročným systémem regulace teploty. Teplota se sleduje ve zkušební kapalině v objímce tělesa, ve středu zkušební plochy a její průběh při zmrazovacím cyklu musí odpovídat průběhu předepsanému v TS. VÝSLEDKY ZKOUŠEK Cílem projektu bylo stanovit především převodní vztah pro parametry odolnosti stanovené zkouškami mrazuvzdornosti betonu a zkouškami odolnosti betonu vůči působení mrazu a CHRL podle metod uvedených v ČSN, TS a EN. Zatímco s metodami podle ČSN 73 1326 jsou více než třicetileté zkušenosti a používaná kritéria jsou dlouhodobě odzkoušena a verifikována i ověřením stavu hodnocených betonů in

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

AND

A VÝZKUM RESEARCH

situ po dlouhodobé expozici, v případě nových zkušebních metod dle TS a EN v této oblasti je jejich posouzení na základě pouhého studia textu normy prakticky nemožné. Návrh projektu i jeho vlastní experimentální realizace vycházela z cíle ověřit vztah těchto zkušebních postupů na třech typech betonů s cílem případně prověřit, do jaké míry skladba betonů může výsledky jednotlivých zkoušek mrazuvzdornosti resp. odolnosti ovlivňovat. Experimenty zaměřené na porovnání jednotlivých metodik na vozovkových betonech, resp. jemnozrnných betonech (maltách), byly prováděny na Kloknerově ústavu ČVUT, experimenty, vycházející z testování standardních konstrukčních betonů, pak byly prováděny na spoluřešitelském pracovišti, tedy na Vysokém učení technickém v Brně. Nedílnou součástí projektu byla i organizace, zajištění a vyhodnocení mezilaboratorních zkoušek, které byly provedeny ve dvou etapách. Zjištěné výsledky tedy nevycházejí z poznatků získaných na jednom pracovišti, ale opírají se o výsledky a zkušenosti, které byly získány zcela nezávisle na pracovištích dvou řešitelů a v rámci mezilaboratorních zkoušek v dalších šesti laboratořích. Z výsledků provedených zkoušek vyplývají následující závěry: Při porovnávání zkušebních metod hodnotících mrazuvzdornost i při porovnání výsledků jednotlivých pracovišť (mezilaboratorní zkoušky) je optimální, aby testované betony nebyly mrazuvzdorné ve smyslu aktuálních požadavků, současně však, aby jejich odolnost vůči kombinovanému účinku mrazu a posypových solí nebyla velmi nízká. Pro porovnání zkušebních metod i pracovišť je optimální, aby se odpady podle ČSN 73 1326 pohybovaly v intervalu od 1 000 do 2 000 g/m2. S ohledem na reprodukovatelnost výsledků je při těchto experimentech třeba pečovat o to, aby tělesa byla vyráběna z jedné šarže betonové směsi (např. jeden autodomíchávač), nebo pocházela z prokazatelně homogenního konstrukčního prvku. Homogenitu těles je možné ověřit mimo jiné kontrolou objemové hmotnosti, která by se neměla u jednotlivých těles lišit více než o ±2 % od průměru. Tělesa by měla být shodným způsobem ošetřována. Při výrobě těles pro porovnávací testy 55

VĚDA

A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH

mrazuvzdornosti je třeba pečovat o to, aby použité hrubé kamenivo neobsahovalo nemrazuvzdorné složky, resp. zrna, která by (při výskytu na zkoušeném povrchu) mohla náhodným způsobem ovlivňovat dílčí výsledky. Přes veškerou péči při přípravě, resp. výběru těles, je třeba počítat s tím, že mrazuvzdornost jako měřený parametr má vysoký rozptyl (variační koeficient), což je ovlivněno zejména tím, že přímo měřený parametr (odpad), zjišťovaný v gramech s přesností na 0,1 g, se při přepočtu na 1 m2 násobí např. v případě krychle o hraně 150 mm koeficientem 44,4. Z toho vyplývá, že každá odchylka v přímo měřené hodnotě je významným způsobem zvětšena (více než o jeden řád). Metody podle ČSN 73 1326 jsou dostatečně citlivé. Bylo by však vhodné doplnit kritéria pro vyhodnocování těchto zkoušek o požadavek na jednotné grafické zpracování výsledků a výpočet směrnice výsledné lomené čáry, která odráží dynamiku průběhu měřeného parametru. V případě, že směrnice v jednotlivých zkušebních etapách má narůstající tendenci (strmost), měla by norma obsahovat požadavek na zvětšení počtu cyklů (ze 75 na 100, resp. 125, resp. 150) tak, aby bylo při vyhodnocování možno jednoznačně rozhodnout, že měřený parametr (odpad), resp. jeho závislost na počtu cyklů, nemá exponenciální průběh (konkávní tvar křivky). Naopak v případě, že dochází ke zmenšování strmosti směrnice v jednotlivých zkušebních etapách (konvexní tvar křivky), bylo by možno tento doplňkový parametr při vyhodnocování výsledků mrazuvzdornosti použít jako další rozhodovací kriterium pro posouzení shody, pokud odpad po 75 cyklech náhodně přestoupí limitní úroveň 1000 g/m2. Obě metody podle ČSN 73 1326 (A, C) poskytují srovnatelné hodnocení betonu. Nepotvrdila se větší „přísnost“ metody C. Naopak v řadě případů vyšší odpady vykazuje postup metodou A, kdy se pravděpodobně uplatňuje tzv. hranový efekt, tedy odpad související s vyšší citlivostí hran zkušebních těles vůči mrazovému poškození. Obě metody podle ČSN 73 1326 jsou dobře použitelné pro průkazní i kontrolní zkoušky, a to s ohledem na skutečnost, že výsledky jsou k dispozici do 10 až 18 dnů. Metoda Slabtest je extrémně časově 56

náročná a pro kontrolní zkoušky obtížně použitelná (časová náročnost minimálně 28 dnů). Metoda Slabtest vychází z testování řezné plochy na desce vyříznuté ze středu zkušebního tělesa. Metoda tedy není zaměřena na hodnocení povrchových vrstev, které jsou s ohledem na funkčnost a provozuschopnost dopravních a inženýrských staveb rozhodující. U všech hodnocených materiálů metodou Slabtest byly zjištěny v průměru výrazně nižší odpady g/m2 než u postupu podle ČSN 73 1326. Poměr mezi výsledky zjištěnými metodou Slabtest a metodou A, resp. C podle ČSN 73 1326 nelze exaktně stanovit s ohledem na vysoký rozptyl výsledků. Z provedených zkoušek vyplývá, že tento koeficient (12 390-9/ČSN 73 1326 – A) se pohybuje v intervalu od 0,1 do 0,5 a koeficient vyjadřující poměr výsledků mezi 12 390-9/ČSN 73 1326-C pak v intervalu od 0,3 do 0,7. U provzdušněných těles se tyto poměry pochopitelně výrazně mění, avšak jejich vypovídací schopnost s ohledem na jejich nižší absolutní hodnoty je malá. Metoda Slabtest je orientačně třikrát finančně náročnější. K provádění metody Slabtest je nezbytné výrazně finančně náročnější experimentální vybavení. Z výše uvedených důvodů se nedoporučuje zavedení metody Slabtest v oblasti resortu dopravy, a to i s ohledem na podobná negativní zahraniční stanoviska. Je pravděpodobné, že metoda nebude jako definitivní Evropská norma zavedena. M E Z I L A B O R AT O R N Í Z K O U Š K Y Mezilaboratorní test zmrazovacích zkoušek byl organizován ve dvou krocích. V prvním kroku byly provedeny zkoušky referenční metodou Slabtest podle návrhu EN 12 390-9. Dále byl mezilaboratorní test doplněn o druhý krok, a to o zkoušky těles pomocí metod A a C podle ČSN 73 1326. S žádostí o provedení zkoušek pomocí metody Slabtest bylo osloveno dvacet pět laboratoří, které provádí zmrazovací zkoušky betonu. Účast přislíbilo jedenáct laboratoří (mimo řešitele grantového projektu), kterým byla následně rozvezena zkušební tělesa. Výsledky zmrazovacích zkoušek metodou Slabtest dodalo šest laboratoří + řešitelé grantového projektu.

Pro metodu Slabtest obdržela každá laboratoř, která se zúčastnila mezilaboratorního testu, dvě zkušební tělesa z jemnozrnného neprovzdušněného betonu a dvě zkušební tělesa z jemnozrnného provzdušněného betonu. Spolu s tělesy byly předány plastové objímky a dřevěné boxy s tepelnou izolací, potřebné pro provedení zkoušek. Všichni účastníci provedli zkoušky v délce 28 cyklů. Pro metodu A obdrželi účastníci mezilaboratorního testu šest zkušebních těles, trámečků 40 x 40 x 160 mm, vyrobených z jemnozrnného neprovzdušněného betonu. Pro zkušební metodu C obdrželi účastníci mezilaboratorního testu vždy dvě zkušební tělesa, válce o průměru 150 mm a výšce cca 50 mm. SLABTEST (referenční metoda ČSN P CEN / TS 12 390-9) Porovnávány byly hodnoty odpadů z povrchu zkušebního tělesa, zjištěné po 28 zkušebních cyklech. Do vyhodnocení je zahrnuto celkem osm zkušebních laboratoří. Výsledky pro každou laboratoř jsou průměrem ze dvou zkušebních těles. Vyhodnocení výsledků bylo prováděno tak, že vždy byl škrtnut nejmenší odpad a největší odpad a ze zbývajících výsledků byl vypočten průměr, směrodatná odchylka a variační koeficient. Výsledky zmrazovacích zkoušek na jemnozrnném neprovzdušněném betonu se pohybovaly ve velmi širokém rozmezí. Do vyhodnocení byly zahrnuty výsledky v rozmezí od 176 do 1 043 g/m2, nezahrnuta zůstala minimální hodnota 3 g/m2 a maximální hodnota 2 478 g/m2. Průměrná hodnota (bez extrémů) byla 421 g/m2, směrodatná odchylka (bez extrémů) 304 g/m2 a variační koeficient 72,2 %. Tyto výsledky lze popsat jako velmi různorodé, s velmi vysokým rozptylem hodnot zjištěných jednotlivými laboratořemi. Do vyhodnocení výsledků těles z provzdušněného jemnozrnného betonu byly zahrnuty hodnoty odpadů v rozmezí od 14 do 65 g/m2. Nezahrnuty zůstaly extrémní hodnoty 2 g/m2 a 83 g/m2. Průměrná hodnota (bez extrémů) byla 32 g/m2, směrodatná odchylky (bez extrémů) 17 g/m2 a variační koeficient 53 %. Celkově lze výsledky zkoušek pomocí metody Slabtest popsat jako nejednotné,

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

VĚDA SCIENCE

Obr. 2 Porovnání výsledků mezi laboratořemi a metodami Fig. 2 Comparison of results between laboratories and methods

#

Metoda A (dle ČSN 73 1326) Pro vyhodnocení mezilaboratorního testu byly použity hodnoty odpadů po padesáti zmrazovacích cyklech metody A, protože po více zkušebních cyklech již u mnoha laboratoří došlo k rozpadu zkušebních těles. Zkoušky byly provedeny vždy na jemnozrnném neprovzdušněném betonu. Výsledky byly vyhodnoceny stejným způsobem jako v případě Slabtestu, tj. byly vyškrtnuty minimální a maximální hodnoty a ze zbývajících vypočtena průměrná hodnota, směrodatná odchylka a variační koeficient. Do vyhodnocení byly zahrnuty odpady v rozmezí 1 570 až 2 171 g/m2. Nezahrnuty byly hodnoty 451 g/m2 a 3693 g/m2. Průměrná hodnota (bez extrémů) byla 1 939 g/m2, směrodatná odchylka (bez extrémů) 246 g/m2 a variační koeficient 13 %. Vyhodnocení výsledků zahrnuje celkem šest hodnot. Lze konstatovat, že čtyři hodnoty se nachází relativně blízko průměrné hodnoty, dvě hodnoty (minimum a maximum) se od průměru výrazně odlišují. Velmi nepříznivá je zejména minimální hodnota výsledků, která by vedla k hodnocení betonu jako spolehlivě mrazuvzdorného, zatímco na základě výsledků z ostatních laboratoří lze beton hodnotit jako prokazatelně nemrazuvzdorný. Jako kritérium se zde používá hodnota 1 000 g/m2. Metoda A je standardně používanou zkušební metodou a rozptyl hodnot pravděpodobně souvisí s intenzitou odstraňování odpadu z povrchu zkoušeného tělesa, případně s vlivem různé konstrukce zmrazovací komory. Metoda C (dle ČSN 73 1326) Do vyhodnocení byly zahrnuty výsledky

=R^ORh^]d`QVcIU[ K

s velmi vysokým rozptylem hodnot mezi jednotlivými laboratořemi. Tento rozptyl je s velkou pravděpodobností způsoben tím, že metoda Slabtest není standardně používanou metodou a laboratoře tuto zkoušku prováděly poprvé. Další z možných příčin je velká náročnost zkoušek na přípravu zkušebních těles a na vlastní provádění zkoušek. Nezanedbatelný vliv může mít rovněž typ zmrazovací komory.

A VÝZKUM RESEARCH

vA<%!! $[Sb]RO/#QgYZ× vA<%!! $[Sb]RO1#QgYZ×

"# "

AND

!''"


!$'!

!# ! "%&

!%"

#

'"

#"

%

 #% !'#

#

"! &#

 #

"

%$

"#

#'

!

 ZOP]`Ob]Â

ZOP]`Ob]Â

po padesáti zmrazovacích cyklech, protože po více zmrazovacích cyklech již u mnoha laboratoří došlo k rozpadu zkušebních těles. Vyhodnocení bylo provedeno opět stejným způsobem jako u předchozích metod, a to tak, že byly škrtnuty minimum a maximum a ze zbývajících hodnot vypočtena průměrná hodnota, směrodatná odchylka a variační koeficient. Do vyhodnocení byly zahrnuty výsledky 851 až 2 529 g/m2, vynechány byly hodnoty 270 g/m2 a 3 994 g/m2. Průměrná hodnota (bez extrémů) je 1 985 g/m2, směrodatná odchylka (bez extrémů) 665 g/m2 a variační koeficient 34 %. Výsledky, zjištěné pomocí metody C, lze hodnotit stejným způsobem jako v případě metody A, tedy že na základě výsledků zkoušek z některých laboratoří by tento beton byl hodnocen jako mrazuvzdorný, na základě výsledků jiných laboratoří jako zaručeně nemrazuvzdorný. Metoda C je rovněž dlouhodobě a běžně používaným zkušebním postupem a rozptyly hodnot souvisí pravděpodobně s intenzitou oddělování odpadu od zkušebního tělesa při splachování odpadu do misky, případně s rozdílným použitým zkušebním zařízením. Vyhodnocení mezilaboratorního testu Na základě výsledků obou etap mezilaboratorního testu lze konstatovat, že zkoušení odolnosti betonu je velice obtížné a i při použití jednotné zkušební metody může vést k různému hodnocení zkoušeného betonu. Výsledky zkoušek pomocí metod A a C vykazovaly menší variační koeficient než soubor výsledků metody Slabtest.

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

ZOP]`Ob]Â!

ZOP]`Ob]Â"

ZOP]`Ob]Â#

ZOP]`Ob]Â$

C E L K O V É Z ÁV Ě RY A D O P O R U Č E N Í Provedené zkoušky ukázaly, že mrazuvzdornost betonu je parametrem s mimořádnou variabilitou. Cestou ke snížení této variability však není neustálá inovace zkušebních metod, ale naopak využití metod, se kterými jsou dostatečně dlouhodobé zkušenosti za podmínky, že jsou precizně definovány všechny okrajové podmínky, které mohou výsledek zkoušky ovlivňovat. Při posuzování možných úprav zkušebních postupů je však třeba vzít v úvahu, že na rozptylu výsledků se podílí jak vlastní heterogenní struktura betonu a příprava zkušebních těles, tak faktory, které souvisí s realizací zkušebního postupu. Nepochybně platí, že čím jednodušší zkušební postup, tím bude vliv náhodné změny okrajových podmínek menší. Tyto aspekty dokládá i často diskutované porovnání postupu podle ČSN 73 1326, metoda A, resp. metoda C. Za slabinu metody A se zcela logicky považuje nekontrolované vzlínání testované kapaliny po bocích tělesa a tím zvýrazňování rozsahu plochy, která je zasažena degradací. U půdorysně hranatých těles navíc může k rozptylu významně přispívat i tzv. hranový efekt, tj. oddělování větších objemů materiálu z hrany zkušebního vzorku. Přesto zkoušky a mezilaboratorní testy prokazují, že u obou zkušebních postupů je srovnatelně vysoká variabilita výsledků. Nepochybně tedy i u metody C podle ČSN 73 1326 existují faktory, které jsou proměnlivé a reprodukovatelnost nežádoucím způsobem ovlivňují [1]. Výsledky jednoznačně prokázaly nevhodnost navržené metody podle EN 12390-9. Její citlivost je nízká a časová náročnost extrémní. Současně není 57

VĚDA

A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH

BS^Z]bOdhRcQVcdYZW[ObWhOx\aYÂ\WA0 ^ÂW#hO^Z\‹\ PSb]\]dÝ[Wb‹ZSagvA<%!! $[Sb]RO1bS^Z][‹`@2B

Fig. 3

 # 

'&$( '&'( '& ( '&#( '&&( '& ( !&( !&!( !&$( !&'( !& ( !&#( !&&( !& ( !&( !&!( !&$( !&'( !& ( !&#( !&&( !& ( '( '!( '$( ''( ' ( '#( '&( ' ( '( '!( '$( ''( ' ( '#( '&( ' ( !'( !'!( !'$( !''( !' ( !'#( !'&( !' ( "'( "'!( "'$( "''( "' (

 

Obr. 4 Kontrolní záznam přídavného registračního teploměru v délce 2 cyklů pro detailní kontrolu průběhu teploty, detail ze zkoušky na obr. 3 Fig. 4

xOaRObc[V]RW\gO[W\cbghth\O[c

3

BS^Z]bOdhRcQVcdYZW[ObWhOx\aYÂ\WA0 ^ÂW#hO^Z\‹\ PSb]\]dÝ[Wb‹ZSagvA<%!! $[Sb]RO1bS^Z][‹`@2B

bS^Z]bOdhRcQVcIŽ1K

#  #  #

!&$( & !&$(" !&$(# !&%(" !&%($ !&%( & !&%(" !&%(# !&&(" !&&($ !&&( & !&&(" !&&(# !&'(" !&'($ !&'( & !&'(" !&'(# !&(" !&($ !&( & !&(" !&(# !&(" !&($ !&( & !&(" !&(# !& (" !& ($ !& ( & !& (" !& (# !&!(" !&!($ !&!( & !&!(" !&!(# !&"(" !&"($ !&"( & !&"(" !&"(# !&#(" !&#($ !&#( & !&#(" !&#(# !&$(" !&$($ !&$( & !&$(" !&$(# !&%(" !&%($ !&%( & !&%(" !&%(# !&&(" !&&($ !&&( &

 

4

Fig. 5

BS^Z]bOdhRcQVcdYZW[ObWhOx\aYÂ\WA0 ^ÂW#hO^Z\‹\ PSb]\]dÝ[Wb‹ZSagvA<%!! $[Sb]RO1bS^Z][‹`@2B

bS^Z]bOdhRcQVcIŽ1K

#  # 

& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &'$( &''( &' ( &'#( &'&( &' ( ''( ''!( ''$( '''( '' ( ''#( ''&( '' ( '( '!( '$( ''( ' ( '#( '&( ' ( '( '!( '$( ''( ' ( '#( '&( ' (  '(  '!(  '$(  ''(  ' (  '#(  '&(  ' ( !'( !'!( !'$( !''( !' ( !'#( !'&( !' ( "'( "'!( "'$( "''( "' (

58

Inspection record of the additional registration thermometer in the length of 25 cycles, easy-to-orientate record for the inspection of the number of cycles, example of the expression of the failure of the contacts of the contactor of the heating body during the 5th and 6th cycle, which cannot be ascertained in another manner than the inspection of the registration record. In the 6th cycle the testing bodies did not defrost.

Obr. 6 Ukázka zkoušené plochy po 25 cyklech met. C, kde příčinou vysokého odpadu je napěněná vrstva malty, převzato z [3]

#  

Inspection record of the additional registration thermometer in the length of 2 cycles for the detailed inspection of the course of temperature, the details of the test are in fig. 3

Obr. 5 Kontrolní záznam přídavného registračního teploměru v délce 25 cyklů, přehledný záznam pro kontrolu počtu cyklů, ukázka projevu poruchy kontaktů stykače topného tělesa během 5. a 6. cyklu, která není jiným způsobem než kontrolou registračního záznamu zjistitelná. V 6. cyklu zkušební tělesa nerozmrzla.

xOaRObc[V]RW\gO[W\cbghth\O[c

5

Inspection record of an additional registration thermometer in the length of 25 cycles, easy-to-orientate record for checking the number of cycles, taken from a real test in literature. [3].

# & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &

bS^Z]bOdhRcQVcab1

#

Obr. 3 Kontrolní záznam přídavného registračního teploměru v délce 25 cyklů, přehledný záznam pro kontrolu počtu cyklů, převzato z reálné zkoušky v [3]

xOaRObc[V]RW\gO[W\cbghth\O[c

Fig. 6

Example of the tested area after 25 cycles by met. C, where the reason for the high waste is the foamed layer of the plaster, taken from [3]

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

VĚDA SCIENCE

akceptovatelné, aby byla testována řezná plocha zkušebního tělesa. Ve většině inženýrských aplikací je podstatné, že mrazuvzdornost je vztažena k povrchovým vrstvám, tedy vrstvám, které zásadním způsobem ovlivňují jak funkčnost např. cementobetonové vozovky, tak poskytují ochranu zabudované výztuži. Z poznatků jednoznačně vyplývá doporučení, aby byla nadále používána ČSN 73 1326, se kterou jsou dostatečně dlouhodobé zkušenosti a existující kritéria jsou ověřena i stavem betonů vystavených dlouhodobému standardnímu využívání. Přesto je zřejmé, že ČSN 73 1326 je třeba revidovat s cílem zajistit zvýšení reprodukovatelnosti výsledků. Následující doporučení, která vznikla na základě analýzy zkušebních metod A a C, obsahují některé významnější faktory, jež výsledky zkoušek nepochybně ovlivňují a jejichž precizování by bylo účelné: V případě zmrazovací komory by bylo vhodné předepsat nezávislou registraci teploty ve zmrazovacím prostoru, resp. teploty expozičního média a součas-

ně tuto teplotu ukládat a archivovat, a to zejména pro situace, kdy výsledky zkoušek jsou zpochybněny, případně se výrazně liší od zkoušek prováděných v jiné laboratoři anebo pro případ řešení následků poruchy chladícího agregátu. Tento požadavek při dnešním stavu techniky není jak co do technické, tak finanční náročnosti žádnou komplikací. Ostatně, Technické kvalitativní podmínky MD v kap. 18 (Beton pro konstrukce, 2005) v příloze P1, která definuje podmínky a rozsah průkazních zkoušek betonu pro stavby PK, tuto registraci teploty teplosměnného média v komoře záznamovým teploměrem požaduje, včetně dokladování průběhu teplot zkušebních cyklů ve zprávě. Na obr. 3 a 4 znázorněný průběh 25 cyklů zkoušky ukazuje, že pro dokumentaci teplot 75 cyklů zkoušky bude protokol o zkoušce obsahovat jednu stranu A4 navíc, což není žádná komplikace. V případě metody A podle ČSN 73 1326 by bylo účelné zvážit, zda neomezit kontakt expozičního média s boky vzorků,

AND

A VÝZKUM RESEARCH

a to např. vhodným nátěrovým systémem, nebo obdobnou ochranou bočních stěn těles jako je tomu v případě metody Slabtest. Odpadly by přinejmenším diskuse, do jaké míry exponované boky zkušebního tělesa, resp. vzlínání zkušebního roztoku po bocích tělesa, výsledek zkoušky ovlivňuje. Metodika A dle ČSN 73 1326 sice na přepočet zkušební plochy při odpadu z boků krychlí pamatuje, v praxi se však vyskytují různé verze tohoto přepočtu. U obou metod je třeba se zabývat podrobně vlivem hmotnosti zkušebního tělesa na výsledky zkoušek, neboť z tělesa s 5x větší hmotností bude doba odvedení akumulované tepelné energie výrazně delší, a tedy i teplota zkoušeného povrchu betonu setrvá na cílové hodnotě např. -18 °C po kratší dobu, o teplotě v jádře tělesa nemluvě. U metody A je třeba přesně standardizovat velikost a materiál distančních podložek v mezeře mezi dnem misky a zkoušenou plochou, protože různě silná vrstva ledu má i odlišný tepelný odpor (led je

RSTAB RFEM

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

Řada přídavných modulů Rozsáhlá knihovna profilů Snadné intuitivní ovládání 6 500 zákazníků ve světě Nová verze v českém jazyce Zákaznické služby v Praze

Ing. Software Dlubal s.r.o. Anglická 28,120 00 Praha 2 Ing. Software

Dlubal 3/2008

Inzerce 96,5x132 zrcadlo (Beton 1 1

Tel.: +420 222 518 568 Fax: +420 222 519 218 E-mail: [email protected]

Program pro výpočet konstrukcí metodou konečných prvků

Statika, která Vás bude bavit ...

Literatura: [1] Veselý V., Smiřinský S.: Úskalí zkoušek odolnosti betonu vůči působení vody a chemických rozmrazovacích prostředků. Sborník příspěvků konference Zkoušení a jakost ve stavebnictví 2007, s. 269–274 [2] Lukš J. a kol.: Hodnocení odolnosti betonu s různými plastifikačními a provzdušňujícími přísadami. 6. konference technologie betonu 2007, s. 53–57 [3] Archiv zkušební laboratoře ŘSD ČR

www.dlubal.cz

6

Demoverze zdarma ke stažení

Program pro výpočet rovinných i prostorových prutových konstrukcí

59 20.9.2006 8:31:45

VĚDA

A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH

dobrý tepelný izolant). Zkušební roztok se při cílové teplotě -15 °C mění v led. U těles vyráběných v laboratoři, resp. in situ, je v případě zkoušky mrazuvzdornosti třeba zpřesnit a sjednotit metodiku finalizace povrchu těchto těles, a to jednoznačným popisem postupu finalizace zkušební plochy a přesně definovat způsob uložení a ošetřování těles. Nikoliv nevýznamným aspektem, který ovlivňuje reprodukovatelnost zkoušky, je i metodika splavování odpadlých částic po ukončené expozici do sběrné nádoby. I tento postup by bylo účelné přesněji definovat, případně předepsat použití ultrazvukové lázně, která by mohla umožnit eliminaci lidského faktoru při této operaci. Nepochybně významným faktorem jsou parametry použité soli, resp. použité vody. I tento na první pohled detail by bylo účelné přesně definovat, protože právě koncentrace roztoku má pro výsledek zkoušky zásadní vliv. Obecně je prokázáno, že pokud je zkouška podle ČSN 73 1326 prováděna pouze s destilovanou vodou jako expozičním roztokem, jsou odpady přibližně na desetinové úrovni ve srovnání s expozičním roztokem, který je tvořen tříprocentním roztokem chloridu sodného. V průběhu teplotních cyklů v komoře je proměnná i vlhkost vzduchu, která u metody C může být příčinou různě intenzivního odpařování vody ze zkušebního roztoku a tím i jeho proměnné koncentrace. I u metody A však z misek odpařená voda kondenzuje na jiných místech (stěnách komory) a mění tím koncentraci roztoku v miskách. V tomto směru je více dotažena metodika ČSN P CEN / TS 12 390-9, při které je hladina roztoku proti odparu chráněna folií. Detail, kterému je věnována malá pozornost, je i vliv dodržení výšky expozičního roztoku v průběhu zkoušky. Tuto výšku je třeba průběžně kontrolovat, případně ověřovat i reálnou koncentraci chloridových iontů v roztoku. V případě metody C podle ČSN 73 1326 může mít značný význam i míra zaplnění testovací komory vzorky. Je zřejmé, že tepelná setrvačnost málo či plně zaplněné aparatury může mít na charakter zmrazovacích cyklů značný význam. Z tohoto pohledu vyplývá nutnost přesně specifikovat minimální tepelný výkon agregátů v komorách tak, aby požadovaný časový gradient teploty média vyhověl 60

požadavkům metody. Tato okolnost a případné neshody by však byly dobře postižitelné výše navrženou nezávislou kontrolou a dokladování záznamu teplot. Nutným předpokladem správné laboratorní činnosti je i správně provedená teplotní kalibrace prostorových bodů ve vnitřním objemu komor, a to nejlépe kalibrační laboratoří registrovanou u ČMI. Po zkušenostech s citlivostí metod A a C na neodolná zrna hrubého kameniva v betonu (malé množství měkkých zrn, zcela neodolných vlivu mrazu), ve zkoušené povrchové vrstvě, lze jen doporučit optický záznam stavu zkoušené plochy před a po zkušebních cyklech, nejlépe pomocí digitální fotografie, a přiložení záznamu k protokolu o zkoušce. Byť i jediné rozpadlé zrno velikosti 25 mm dokáže vytvořit dostatečně hluboký „kráter“, jehož odpad může výsledek zkoušky betonu zkreslit o desítky procent, přičemž ale požadavky norem na kamenivo pro beton mohou být s rezervou dodrženy. Takovéto zkoušky by měly být vyřazeny. Snadno lze také následně určit příčinu neshody, viz obr. 6. Zásadní vliv na dosažené hodnoty reprodukovatelnosti mezilaboratorních porovnávacích zkoušek má kvalita výroby a ošetřování příslušných zkušebních těles pro tyto MPZ. Úplně spolehlivá metodika pro jejich výrobu se zcela vyloučenými nehomogenitami betonu dosud nebyla nalezena, metodiky výroby referenčních betonů pro zkoušky používané v systému EN pro tento účel vyhovující nejsou. Při veškeré snaze však bude vždy variabilita výsledků značná a variační koeficient, který se u zkoušek pevnosti v tlaku pohybuje v případě laboratorně vyráběných těles v intervalu obvykle od 4 do 8 % a v případě těles odebíraných z konstrukce od 10 do 20 %, se bude pohybovat u zkoušek mrazuvzdornosti spíše v intervalu od 20 do 30 %. Z toho také vyplývá, že hodnotící kritérium tvořené striktně stanovenou úrovní odpadu po 75 zmrazovacích cyklech (obvykle 1 000 g/m2) nemusí být při hodnocení shody podle TKP 18 při rozhodčích ani kontrolních zkouškách zcela objektivní. Z funkčního hlediska je pro hodnocení významu neshod velmi podstatné, zda v průběhu jednotlivých etap zmrazovacích cyklů má průběh odpadu přibližně přímkový charakter, nebo jeho směrnice má tendenci se zmenšovat či naopak zvětšovat. Právě sledování tohoto parametru by umožni-

lo jednoznačně charakterizovat betony, u kterých nepatrná tenká povrchová vrstva např. v tl. cca. 0,5 mm (její ztráta znamená odpad 1 200 g/m2) není mrazuvzdorná, avšak vlastní beton v podpovrchových vrstvách má již vyhovující parametry. Naopak přímková závislost, resp. narůstající směrnice výsledné křivky signalizuje, že i v hlubších povrchových vrstvách není beton mrazuvzdorný a je ho tedy možné korektně odmítnout. Podobný efekt při hodnocení neshod kontrolních zkoušek má i metoda Ing. Krchova, navržená v roce 2001, spočívající v tom, že se hodnotí pouze odpad vzniklý mezi 25. a 75. cyklem, resp. mezi 25. a 113. cyklem u průkazní zkoušky. V tomto ohledu by tedy bylo účelné, aby norma připouštěla zvětšení počtu cyklů zmrazovacích zkoušek na 100, 125, případně 150 cyklů tak, aby charakter závislosti odpadu na počtu cyklů mohl být jednoznačně potvrzen či vyvrácen. U některých betonových konstrukčních prvků však bude i nadále při posuzování shody podle TKP 18 hranice odpadu 1 000 g/m2 nepřekročitelná. Autoři příspěvků budou zavázáni všem odborníkům z oboru za věcné připomínky, námitky či náměty na metodické úpravy zkoušení mrazuvzdornosti. V příspěvku jsou prezentovány výsledky získané při řešení projektu č. 1F55F/015/120 podpořeného Ministerstvem dopravy. Autoři za tuto podporu Ministerstvu dopravy děkují. Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc. e-mail: [email protected] Ing. Petr Tůma, Ph.D. [email protected] Ing. Jiří Kolísko, Ph.D. [email protected] všichni: Kloknerův ústav ČVUT Šolínova 7, 166 08 Praha 6 Doc. Ing. Rudolf Hela, CSc. VUT Brno, Stavební fakulta Veveří 95, 602 00 Brno e-mail: [email protected] Ing. Jan Hromádko ŘSD ČR Praha Na Pankráci 56, 140 00 Praha 4 e-mail: [email protected]

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

SPEKTRUM SPECTRUM

PANELOVÝ

DŮM

21.

V lednu letošního roku se v rámci výstavy Panelový dům a byt / Pragobuilding 2008 uskutečnil první ročník studentské projektové soutěže Panelový dům 21. století. Jednalo se o neanonymní jednokolovou přehlídku návrhů na revitalizaci panelových domů vyhlášenou v souladu se Soutěžním řádem ČKA. Vyhlašovatelem soutěže byla společnost Incheba Expo Praha a Státní fond rozvoje bydlení. PŘEDMĚT A CÍL SOUTĚŽE Předmětem soutěže byly návrhy na revitalizaci – rekonstrukci celkového vzhledu některého z existujících obytných objektů realizovaných v hromadné bytové výstavbě panelovou technologií a v typizované konstrukční soustavě. Cílem soutěže bylo sledování využitelnosti soudobých technologií a jejich ekonomického uplatnění na exteriérech panelových objektů s netradičními architektonickými nápady a celkovým pojetím navrhovaných úprav. VÍTĚZNÝ PROJEKT Na prvním místě se jednomyslným výrokem poroty umístil projekt Nízkoenergetický panelák Mnichovo Hradiště studentů Stavební fakulty ČVUT v Praze Martina Strnada a Elišky Brunclíkové. Dle vyjádření poroty se jedná o „architektonicky nejlépe řešený objekt s použitím nových technologií (posuvné stínící panely), kontrast původního domu s výsledným návrhem, velmi vtipné spojení s nástavbou, terasy, zelená střecha, elegantní představěné lodžie, netradiční využití dřeva ve fasádě, nadstandardní zateplení, alternativní zdroje energie (fotovoltaika)“.

STOLETÍ VYJÁDŘENÍ

AUTORŮ VÍTĚZNÉHO

PROJEKTU

Pro náš návrh rekonstrukce byl zvolen pětipodlažní objekt panelového domu v Mnichově Hradišti. Ve vstupním podlaží jsou technické s prostory pro úschovu kol, kočárků a skladovací prostory pro majitele jednotlivých bytů. V dalších nadzemních podlažích jsou v jednotlivých sekcích umístěny na každém patře tři bytové jednotky, které jsou orientovány východzápad, přičemž ložnice jsou nevhodně situovány na západní stranu objektu. Všechny konstrukce jsou dle současných platných norem nevyhovující. Z důvodu špatné dispozice a nevyhovujících obvodových stěn, oken, střechy atd., dochází v bytech v letním období k přehřívání interiéru. Proto byla navržena změna dispozic, kdy ložnice byly přesunuty na východní stranu budovy. Za účelem navýšení podlahové plochy bytu byly zrušeny lodžie na západní straně objektu. Obvodová konstrukce byla posunuta na okraj lodžií. Její provedení je z prefabrikovaných sendvičových panelů, které jsou tvořeny dřevěným systémem 2 by 4 s tepelnou izolací. Prefabrikované panely byly zvoleny z důvodu kvalitní výroby v továrně a pro rychlou a jednoduchou montáž na stavbě. Všechny obvodové konstrukce byly zatepleny 200 mm tepelné izolace tak, aby bylo docíleno hodnoty součinitele prostupu tepla 0,2 W/m2K. Všechny fasády byly obloženy dřevem. Byla navržena výměna současných nevyhovujících oken za okna s U = 0,8 W/m2K. Na západní straně objektu byly navrženy představené konstrukce pro přístup na lodžie. Pro zvýšení komfortu obyvatel byla

1 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

navržena nástavba, která propojila byty v posledním podlaží se střechou. Byly tak vytvořeny mezonetové byty se střešní terasou. Zastřešení nástaveb je navrženo jako zelená střecha, na které jsou umístěny fotovoltaické články. Zásadním zásahem do společných prostor je instalace bezdojezdového výtahu do prostoru schodiště. Pro tento účel byly zrušeny komory na patrech a na jejich místě bude postavena výtahová šachta z monolitického železobetonu, která zároveň ztuží konstrukci stropů oslabených otvorem pro šachtu. Celá energetická sanace byla navržena z důvodu snížení spotřeby energie na vytápění. Do jednotlivých bytů je navrženo teplovzdušné vytápění, resp. chlazení s rekuperací, a současně bylo počítáno s prostorem pro umístění vzduchotechnické jednotky. Na jižní fasádu objektu byly navrženy solární panely, které pokryjí cca 60 % potřeby teplé vody. Dle výpočtu je současná potřeba tepla na vytápění 132 kWh/m2rok. Po provedení všech navrhovaných opatření tato potřeba klesne na 36 kWh/m2rok, což je zlepšení o 70 %. Tímto byly podmínky soutěže splněny, došlo k výraznému energetickému zlepšení objektu a současně byla navržena dynamická dřevěná fasáda s posuvnými panely. V našem návrhu jsme se snažili o vylepšení komfortu obyvatel domu a o snížení energetické náročnosti budovy. Zároveň jsme chtěli ukázat možné využití obnovitelných zdrojů energie, např. solární energie. Obr. 1 Stávající stav Obr. 2 Navrhovaný stav

2 3/2008

61

SOFTWARE SOFTWARE

NOVÉ

POSTUPY VYHODNOCENÍ LCC PANELOVÝCH OBJEKTŮ NEW PROCEDURE IN LCC PRECAST OBJECTS EVALUATION V ÁC L AV B E R A N , P E T R D L A S K , DAN I E L MAC E K Majetek ve formě nemovitostí představuje při své správě jak prostor pro uplatňování vlastnických práv, tak prostor pro plnění závazků. Údržba a případná obnova stavební substance je spojena s potřebou vynaložit v průběhu cca čtyřiceti roků životnosti stavebního objektu zdroje ekvivalentní nákladům na jeho pořízení. Kvalifikovaná obnova stavební substance umožňuje výrazné prodloužení životního cyklu (LC) stavebního objektu. The substance, which we generally called as the real estate, represents territory for huge maintenance investments. We can get extensive prolongation of the object Live Cycle (LC) via qualified renovation. Dosavadní praxe správy stavebních objektů je z valné části založena na empirických zkušenostech. Opustit empirické zásady při jejich správě je v současnosti stejně odvážné jako aktuální. Odmysleme se od praxe, kdy se údržba a obnova stavebních objektů řeší na základě setrvačnosti vyplývající ze zkušeností nabytých v minulých obdobích. Zkušenosti z jiných časových období a nabyté na jiných stavebních objektech mohou být v současnosti pro správu stavebního objektu zavádějící jak v čase, tak v místě jejich uplatnění. Mnohdy již nepředstavují kvalifikova-

ný přístup k otázce údržby a obnovy stavebního objektu. Omezují se v hojné míře na činnosti pomyslně limitované shora výší finančních prostředků, které má správce majetku k dispozici. V případě bytových objektů a zejména pak panelových objektů se vesměs jedná pouze o finanční prostředky z nájemného vytvářející fond údržby a obnovy. Otázku výše a struktury této platby ponechme pro naše potřeby stranou. Zabývejme se pouze otázkou, jaká výše prostředků by měla být v čase vynakládána. V podtextu jsou tak skryty principielní otázky – jak dlouho by měl stavební objekt sloužit svému účelu, kdy by měl být zásadně rekonstruován nebo nahrazen jiným technicky a ekonomicky aktuálním objektem. Současná panelová zástavba představuje navíc v oblasti obytných objektů specifickou část, kterou lze jen obtížně využívat k jiným komerčním účelům. Z takové změny by mohly plynout vyšší příjmy pro následnou realizaci údržby a obnovy. Jedná se o dosud málo doceněnou oblast. Pro ukázku nového pohledu na problematiku údržby a obnovy použijeme v dalším textu aplikační příklady. Prostředkem pro jejich zpracování bude především softwarová aplikace Buildpass (BP) a doplňujícím způsobem Modifikovaný Dynamický Model (MDM). Aplikace BP je běžně dostupná pomocí internetového rozhraní (www.buildpass.eu). Cílem je sestavení modelu technicko-

Tab. 1 Byty podle stáří a typu bytových domů Tab. 1 The flats according to the housing object age and type

Období výstavby

Obydlené byty celkem

Do roku 1919 1920 až 1245 1946 až 1970 1971 až 1980 1981 až 1990 1991 až 2000 Nezjištěno Celkem

418 004 561 934 1 007 222 861 718 627 486 313 769 37 545 3 827 678

Zdroj: Český statistický úřad

62

v rodinných domech 15,6 20,8 20,3 18,2 13,3 10,6 1,2 100

Z toho v % podle stáří v bytových domech nájemní družstevní 12,4 0,1 15,6 0,2 27,5 24,8 21,3 33,4 14,7 34,4 7,3 6,8 1,2 0,3 100 100

-ekonomické analýzy. Rozbor je založen na principu pevného algoritmu zpracování vstupních údajů pomocí referenčních databází stavební produkce. Český statistický úřad odhaduje počet bytů postavených z panelů na jednu třetinu z celkového objemu bytového fondu ČR. Z hlediska zabudovaných objemů materiálů zůstávají cihly, tvárnice, cihlové bloky stále nejčastěji užívanými materiály – téměř zbývající polovina existujících bytů je postavena právě z těchto materiálu. Z dat tab. 1 lze materiálovou skladbu spojit se stářím objektů. Potřeba obnovy betonových konstrukcí je v celém profilu realizovaných bytových staveb významná. Bytové objekty starší než čtyřicet roků tvoří 50 % celkového bytového fondu. Propočty potřeby finančních prostředků pro zajištění funkčnosti dalších let životnosti jsou praktikovány nesystematicky. Metodická norma posouzení potřeby údržby a obnovy stavebního objektu dosud chybí. Dále uváděné příklady ilustrují možnost zhodnocení stavebního objektu z hlediska jeho budoucích nákladů. V širším slova smyslu se uvedený přístup týká jak pozemních objektů, tak inženýrských staveb. P Ř Í K L A D B I L A N C E LC C Dále uváděný ilustrační příklad bytového panelového domu pomůže přiblížit metodický přístup zjištění potřeby budoucích nákladů (LCC) pro plnou funkčnost stavebního objektu. Zpracování bilance LCC je provedeno pomocí aplikace Buildpass (BP). Propočet je vytvořen na základě podkladů pro bytový panelový dům. Jedná se o objekt uvedený do provozu v roce 1978, původně měl čtyři nadzemní podlaží a jedno podzemní podlaží. V roce 2007 byla současně s rekonstrukcí provedena nástavba dalších dvou podlaží. Zastavěná plocha činí 987,36 m2 a objekt je členěn do dvou dilatačních celků. V objektu je po rekonstrukci padesát šest bytových jednotek v kategoriích 3+1, 2+kk a 1+1, viz. obr. 1. Na základě zadání typu objektu a základních parametrů budovy (výška, šířka, délka, počet podlaží a rok poslední rekonstrukce) aplikace vygeneruje expertním systémem plán obnovy pro jednotlivé konstrukční prvky. Návrh pro násle-

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

SOFTWARE SOFTWARE

Obr. 1 Bytový panelový dům po rekonstrukci Fig. 1 Housing prefab object after reconstruction Obr. 2 Plán obnovy prvků pro následujících třicet let Fig. 2 Regeneration schedule for next thirty years

dujících třicet let uvádí obr. 2. Vzhledem k nedávno provedené rekonstrukci řada konstrukčních dílů v období dalších třiceti let obnově podléhat nebude. Tab. 2 uvádí bilanci objektu v kontextu nákladů na obnovu objektu a příjmů z bytových jednotek. Vyčíslení zobrazuje výsledky za jeden vchod domu, který obsahuje čtrnáct bytových jednotek. Vypočtené náklady a výnosy jsou uváděny v současných cenách a nejsou modifikovány inflačním koeficientem. Do bilance byla zahrnuta nákladová částka 20 mil Kč, která prezentuje pořizovací cenu objektu, resp. náklady spojené s provedením rekonstrukce a nástavby dvou obytných podlaží. Na příjmové stránce naopak vstupuje zůstatek ve fondu oprav z doby těsně před rekonstrukcí, který činil 5 mil Kč. Na obr. 3 je pro lepší přehlednost zobrazena grafická interpretace číselných údajů z tab. 2. V letech 2029 a 2034 poprvé dochází k převýšení příjmové

stránky objektu nad nákladovou. Model technicko-ekonomické analýzy zde prokazuje následné opakování tohoto efektu v poměrně krátkém časovém období. Bez ověřené rozvahy pomocí popsaného software by nebylo možně takovou situaci odhalit. Jiným pohledem na správu majetku

může být hledisko uspokojování uživatelských standardů (pohled uživatelů). Postup BP hodnotí potřebu investic (finančních prostředků). Hodnocení užitků, které stavební objekt poskytuje v průběhu užívání, souvisí nutně s opotřebováváním (stárnutím) jeho součástí. Tuto vlastnost aplikuje degradační

!# ! #  9c[cZ]dO\{dÝ\]ag

#

9c[cZ]dO\t]P\]dO 

!&

!$

!"

!

!

 &

 $

 "



 

&

$

"





  #

Obr. 3 Grafické zobrazení bilance objektu pro následujících třicet let Fig. 3 Object balance chart for next thirty years

9c[cZOQSQSZYS[

#

&

Tab. 2 Bilance objektu pro následujících třicet let Tab. 2 Object balance sheet for next thirty years

   #  

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

63

SOFTWARE SOFTWARE

Literatura: [1] Dlask P., Beran V.: MDM 2004 – teoretická příručka (MDM 2004 – theoretical manual), ČVUT v Praze, 2004, 90 s., ISBN 80-01-03072-5 [2] Dlask P., Beran V.: MDM 2004 – uživatelská příručka (MDM 2004 – user’s manual). Základní použití Modifikovaného Dynamického Modelu pro simulaci technicko-ekonomických úloh, ČVUT v Praze, 10/2004, ISBN 80-01-03070-9 [3] Kolektiv: Udržitelný rozvoj v oblasti správy majetku, ČVUT v Praze, 2006, 288 s., ISBN 80-01-03693-6

Odkazy internetu: [a] http://www.buildpass.eu/ [b] http://eko.fsv.cvut.cz/~dlask/Science/ VZ05/index.html [c] http://eko.fsv.cvut.cz/~dlask/Science/ VZ05/MDM v.2.0 ES.xls [d] http://eko.fsv.cvut.cz/~dlask/Science/ Jpd3/MDM_JPD3.html

Obr. 4 Průběhy standardů stavebních prvků při stárnutí objektu Fig. 4 Progresses of construction standards in ageing process Obr. 5 Znázornění okamžiků obnovy formou investic do konstrukcí objektu Fig. 5 Graphic presentation of maintenance and reconstruction in object LC Tab. 3 Ilustrační součty nákladů na správu objektu po čtyřiceti letech Tab. 3 Ilustration sum of maintenance costs after forty years Konstrukce Základy, založení Betonový skelet Fasáda a okna Zastřešení Stěny nosné a nenosné Technické vybavení Instalace Celková suma

64

Pořízení [Kč] 2 000 000 4 500 000 2 800 000 2 300 000 2 100 000 1 700 000 2 300 000 17 000 000

Správa po čtyřiceti letech [Kč]

1 120 000 690 000 1 680 000 2 040 000 1 380 000 6 910 000

model vestavěný v nástroji MDM (Modifikovaný dynamický model, podrobněji viz [1]). Model simuluje působení konstrukčních prvků mezi sebou. Výsledkem jsou grafy průběhů standardů jednotlivých prvků objektu, informující správce majetku o jejich aktuálním stavu. Metoda plní roli doplňkové analýzy (předcházející nebo paralelní) k řešením v BP. Cílem obou postupů je udržet dobrý uživatelský standard objektu. Nedostatečné částky ve formě fondu oprav v současné praxi jsou počátkem problémů, které se projeví v dalším užívání.

POPIS MDM Nástroj MDM je vytvořen jako programová nadstavba tabulkového procesoru MS Excel. Obecně slouží k modelování struktury různých technicko-ekonomických úloh a sledování jejich dynamického vývoje v čase [2]. Pro běžného uživatele se předpokládá pouze základní znalost práce s tabulkovým procesorem. Zkušený zadavatel může otevřený systém výpočtových a uživatelských procedur využívat ve svých modulech při doplňování svých specifických funkcí. Není tak u své úlohy odkázán pouze na softwarový produkt, ale má možnost si samostatně řešení úloh obohatit. V současnosti existuje aktualizovaná verze MDM 3.0. Podrobnější popis funkcí je uveden s dostupnou ukázkovou aplikací na odkazech [b], [c] a dále v [3]. Výsledkem simulačního výpočtu jsou průběhy standardů součástí objektu v perspektivě dalšího užívání v čase (obr. 4). Neregulovaná varianta bez údržby a obnovy ztrácí svoje původní parametry a dostává se do oblastí nízkého standardu pro uživatele. Nápravu tohoto stavu realizují řídící zásahy (obr. 5) ve formě plánovaných oprav a údržby.

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

Dochází tím k prodlužování období s akceptovatelným uživatelským standardem pro obyvatele. Pro odečtení skutečně vynaložených nákladů je třeba převést spočtené standardy konstrukcí z obr. 5 na finance. Vychází se z předpokládaného ocenění standardu prvku na počátku sledovaného období. Další periody jsou získány poměrovým výpočtem vzhledem k počátku. Suma nákladů všech prvků v jediné periodě poskytuje informace o potřebě prostředků pro realizaci aktuálního standardu objektu. Součet nákladů přes všechny časové úseky představuje náklady na prvek (objekt) jako celek. Současná diskutovaná hranice životnosti panelových domů, osmdesát let, je intervalem pro zjištění nákladů na celý LC objektu. V ilustračním příkladu se vyšetřuje kratší časové období z důvodu počáteční zanedbanosti objektu, který nebyl novostavbou. Interval LC pak může být znatelně kratší. Náklady na jednotlivé prvky vyčísluje tab. 3. Grafická interpretace je znázorněna na obr. 5. Celkové náklady na udržení zobrazovaných standardů pro obyvatele včetně údržby a obnovy činí v ilustračním příkladu celkem 6,91 mil. Kč. Ve vyčíslení jsou uvažovány pro zjednodušení stálé ceny a pouze základní řízené investiční zásahy. V případě náročnějších požadavků mohou být finanční náklady vyšší.

JISTOTA pro Vás je to, čím se liší odborníci našich divizí od ostatních. Jistota odpovědnosti, odborné erudice, maximálního nasazení a přímočarého směřování k cíli, vysoké kvality i citlivého přístupu k okolí a lidem.

Z ÁV Ě R Správa majetku, a to nejen panelových bytových domů, hospodaří se stavební podstatou hodnot vytvořených stavebnictvím za dlouhá desetiletí. Paradoxně je problematice věnována mnohem menší pozornost než navrhování nových investic. Časové rozvrhy údržby a obnovy, propočty užitku, které bytový objekt poskytuje a které by mohl poskytovat, jsou buď velmi neurčité, nebo neexistují vůbec. Děje se tak ke škodě jak vlastníků, tak uživatelů majetku. Betonové konstrukce vytváří konstrukční prvky stavebního objektu, které jsou citlivé na zanedbanou údržbu a obnovu. Předčasná a zejména pak nevratná poškození betonových konstrukcí vedou ke zkrácení životního cyklu staveb.

Most přes údolí Hačky u Chomutova

Rekonstrukce mostu přes řeku Ohři v Libochovicích

Popisovaný nástroj Buildpass vznikl za finančního přispění MŠMT ČR, projekt 1M0579, v rámci činnosti výzkumného centra CIDEAS. Nástroj MDM vznikl za finančního přispění MŠMT ČR, v rámci Výzkumného záměru MSM6840770006 Management udržitelného rozvoje životního cyklu staveb, stavebních podniků a území.

Doc. Ing. Václav Beran, DrSc. e-mail: [email protected] Doc. Ing. Petr Dlask, Ph.D. e-mail: [email protected]

Komplexní obnova elektrárny Tušimice II

Ing. Daniel Macek, Ph.D. e-mail: [email protected] všichni: Stavební fakulta ČVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 224 354 526, (3729), (4529), fax: 224 354 530

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

www.smp.cz

3/2008

65

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N

E U R O KÓ D E N 19 91- 1- 7 M I M O Ř Á D N Á

ZATÍŽENÍ E U R O C O D E E N 19 91- 1- 7 A C C I D E N T A L A C T I O N S MI L AN HOLIC KÝ, JANA MAR KOVÁ Norma EN 1991-1-7 uvádí pokyny pro nárazové síly od různých typů dopravních prostředků, pro tlaky od vnitřních výbuchů a pro zatížení od lokálního porušení z nespecifikované příčiny. Strategie pro mimořádné návrhové situace vycházejí z tříd následků CC1 až CC3. Příloha A se zabývá navrhováním pozemních staveb s ohledem na následky lokální poruchy. Informace o hodnocení rizik jsou uvedeny v příloze B, pokyny pro dynamickou analýzu v příloze C a pro výbuchy prachu v příloze D. Eurocode EN 1991-1-7 gives guidance for impact forces due to various types of traffic means, for pressures of internal explosions and for actions due to localised failures from unspecified cause. The strategies for accidental design situations are based on the consequence classes CC1 to CC3. Design for consequences of localised failure is provided in Annex A, information for risk assessment in Annex B, dynamic design for impacts in Annex C and internal explosions in Annex D. Pro navrhování konstrukcí na mimořádná zatížení lze od počátku letošního roku používat Eurokód ČSN EN 1991-1-7 [1], který uvádí pokyny pro mimořádná zatížení od nárazů různých typů dopravních prostředků a výbuchů plynu nebo prachu. Při návrhu konstrukcí na mimořádná zatížení je možné využít různá strategická opatření pro omezení následků poruch, jak znázorňuje obr. 1. Pokud se určí Obr. 1 Strategie pro omezení následků mimořádných situací Fig. 1 Strategies for mitigation of consequences in accidental situations

ab`ObSUWS^`] [W[]ÂtR\{\td`V]d{ aWbcOQS

66

zdroj extrémního zatížení, nosné prvky lze navrhnout na teoretickou hodnotu mimořádného zatížení nebo provést opatření pro omezení velikosti tohoto zatížení. V některých případech však není možné předem identifikovat všechna možná nebezpečí a je potřebné zajistit, aby konstrukce měla určitou úroveň odolnosti (robustnosti). V příloze A normy [1] jsou doporučeny postupy pro omezení rozsahu lokální poruchy v pozemních stavbách. Mimořádná zatížení jsou častou příčinou kolapsů stavebních konstrukcí. Pokud by se při navrhování konstrukcí na mimořádná zatížení postupovalo stejným způsobem jako u obvyklých typů zatížení, výsledné řešení by bylo značně neekonomické. Proto je potřebné při navrhování na mimořádná zatížení zvolit co možná nejvhodnější strategii. I když je obecně známé, že by se měla provést podrobná analýza, většinou se používají zjednodušené postupy založené na lineární analýze s využitím kvazistatických modelů mimořádných zatížení. Aby byl návrh ekonomický, přijímají se různé předpoklady včetně někdy nereálných hodnot zatížení nebo se aplikují různá empirická konstrukční pravidla. Toto řešení však nemusí být v některých případech postačující, a měla by se provést podrobná analýza včetně analýzy rizik podle informativních příloh ČSN EN 1991-1-7 [1]. Mimořádná zatížení je třeba při návrhu uvažovat podle možných následků poruchy konstrukce, pravděpodobnosti vzniku výjimečné události, opatření přijatých pro prevenci nebo zmírnění možných nebezpečí, podle způsobu expozice konstrukce a úrovně přijatelného rizika. ČSN EN 1991-1-7 [1] zavádí pojem zbytkového rizika, neboť se nepředpokládá, že by konstrukce mohla odolat všem extrémním zatížením. Zbytkové riziko se

’ abO\]dS\[W[]ÂtR\{V] hObÐS\ ’ ][ShS\`]haOVc^]`cQVg

týká mimořádných zatížení s velmi nízkou pravděpodobností výskytu, která se vůbec neuvažují v daném projektu, stejně tak jako zatížení, která jsou známa a uvažují se, ale pro která je přesto třeba v návrhu přijmout určitá malá rizika. Roční maximální přípustnou pravděpodobnost porušení konstrukce plynoucí z omezení pravděpodobnosti jednoho smrtelného úrazu je možné podle ČSN ISO 2394 [4] vyjádřit vztahem pf < 10-6/P(d|f),

(1)

kde P(d|f) je pravděpodobnost smrtelného úrazu při daném způsobu porušení konstrukce. Roční maximální pravděpodobnost porušení konstrukce založená na omezení ztrát více lidských životů vychází z podmínky pf < A N-k,

(2)

kde N je předpokládaný počet smrtelných nehod za rok. Pro veličiny A a k jsou podle normy [2] doporučeny hodnoty A v rozmezí 0,01 až 0,1 a hodnoty k v rozmezí 1 až 2. V ČSN EN 1991-1-7 [1] se klasifikují konstrukce podle následků poruchy do tří tříd: • třída CC1 (malé následky): nejsou potřebná zvláštní opatření s ohledem na mimořádná zatížení kromě dodržení zásad Eurokódů, • třída CC2 (střední následky): lze použít zjednodušený výpočet pomocí staticky ekvivalentních zatížení nebo uplatnit konstrukční pravidla pro navrhování, • třída CC3 (velké následky): je třeba specifikovat požadavek na úroveň spolehlivosti a podrobnost analýzy konstrukce (riziková, nelineární nebo dynamická analýza). Pro účely navrhování konstrukcí (zejména třídy CC2) jsou obvykle nárazové síly

’ \td`V^ÂW[‹ÂS\‹]R]Z\{Y]\b`cYQS ’ ^`SdS\QS\SP]`SRcYQShObÐS\ ’ OZbS`\ObWd\^ÂS\]ahObÐS\ ’ \td`VYZx]dÝQV^`dY× ’ Y]\ab`cYx\^`OdWRZO

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N reprezentovány ekvivalentními kvazistatickými silami. Z AT Í Ž E N Í

NÁRAZY SILNIČNÍCH

VOZIDEL

V národních i evropských normách jsou doporučovány často odlišné modely nárazových sil od těžkých silničních vozidel (tj. vozidel o celkové hmotnosti nad 3,5 t). V ČSN 73 6203 [7] se doporučila nárazová síla 1 000 kN pro zatížení mostů, v ČSN 73 0035 [8] se pro navrhování svislých nosných prvků budov nárazové síly podrobněji členily podle rychlosti vozidel (od 500 do 40 kN). Některé národní normy však doporučují nárazové síly větší, například v UK se uvádějí nárazové síly asi pětinásobné proti ČSN 73 6203 [7], a to pro konstrukce umístěné do 4,5 m od okraje komunikace. V průběhu tvorby EN 1991-1-7 [1] byly na základě národních připomínek zvýšeny hodnoty nárazových sil uvedené v předběžné normě ENV 1991-2-7 až na 2,5násobek, v konečné verzi dokumentu [1] se však přijaly pouze informativní (minimální) hodnoty. Jedním z důvodů byla obava některých zemí, že by byly povinny na základě své legislativy zavést horní meze nárazových sil. Informativní hodnoty ekvivalentních statických sil od nárazu silničních vozidel na podpěrné konstrukce nad pozemními komunikacemi jsou uvedeny podle národní přílohy ČR v tab. 1. Nárazové síly od těžkých vozidel mohou působit v libovolné výšce mezi 0,5 m až 1,5 m (u osobních aut ve výšce 0,5 m) nad úrovní vozovky. Síly působí na ploše o výšce 0,25 m a šířce 1,5 m, popř. na stejné šířce, jako je prvek, a to podle toho, který rozměr je menší. Zatížení vodorovných nosných prvků nad jízdními pruhy způsobená nárazy těžkých vozidel je třeba uvažovat v těch případech, kdy nejsou zajištěny minimální hodnoty světlé výšky mezi povrchem vozovky a spodním lícem nosné konstrukce mostu nebo se neprovedou opatření pro zabránění nárazu. Když je světlá výška menší než 6 m, je potřebné nosné prvky navrhnout na poloviční hodnoty nárazových sil Fdx z tab. 1 (pro světlou výšku od 5 do 6 m lze sílu Fdx lineárně redukovat). Pokyny pro lehké konstrukce, jako jsou lávky pro chodce nebo sloupy veřejného osvětlení, v ČSN EN 1991-1-7 [1]

Druh pozemní komunikace 1. Dálnice, rychlostní místní komunikace a silnice I. třídy 2. Silnice II. a III. třídy a místní komunikace s dovolenou rychlostí nad 60 km/h 3. Místní komunikace s dovolenou rychlostí do 60 km/h včetně a účelové komunikace 4. Uzavřené plochy a budovy s hromadnými garážemi pro těžká vozidla a osobní vozidla

Síla Fdx [kN] 1 000 750 500 150 50

Síla Fdy [kN] 500 375 250 75 25

Tab. 1 Vodorovné ekvivalentní statické návrhové síly od nárazu vozidel Tab. 1 Horizontal equivalent static design forces due to car impact

Vzdálenost d nosných prvků od osy nejbližší koleje [m] Nosné prvky: d < 3 m Pro spojité stěny a konstrukce typu stěn 3 m ≤ d ≤ 5 m

Síla Fdx Síla Fdy [kN] [kN] stanoví se pro konkrétní projekt stanoví se pro konkrétní projekt 4 000 1 500

Tab. 2 Informativní návrhové hodnoty ekvivalentních statických nárazových sil od vlaků Tab. 2 Horizontal equivalent static design forces due to train impact

chybí, další informace jsou uvedeny v ČSN EN 1991-2 [3]. Z AT Í Ž E N Í O D N Á R A Z Ů V L A K Ů Doporučení pro mimořádná zatížení vlaky podle ČSN EN 1991-1-7 [1] vycházejí z předpisů Mezinárodní železniční unie UIC [5, 6]. Rozlišují se zde dvě třídy konstrukcí podél tratí: • třída A: konstrukce napříč nebo v blízkosti železniční tratě trvale obývané nebo sloužící pro veřejnost nebo více než jednopodlažní, • třída B: masivní konstrukce napříč nebo v blízkosti provozované železniční tratě, jako jsou silniční mosty nebo trvale neobývané jednopodlažní budovy. Informativní hodnoty ekvivalentních statických sil od nárazů vlaků pro konstrukce třídy A nad železničními tratěmi nebo podél tratí jsou uvedeny v tab. 2. Pokud je vzdálenost d nosných prvků od osy nejbližší koleje větší než 5 m, mimořádná nárazová síla se již nemusí uvažovat. Nárazové síly uvedené v tab. 2 lze snížit na polovinu, jestliže je dovolená rychlost železniční dopravy v určitém místě větší než 50 km/h, nebo se podpěrné nosné prvky zabezpečí např. zvýšeným železobetonovým základem (konstrukční zásady jsou uvedeny v UIC 777-2 [6]). Jestliže je dovolená rychlost na trati větší než 120 km/h, konstrukce se zatřídí do třídy následků CC3 a hodnoty nárazových sil Fdx a Fdy určí individuálně podle použitých ochranných opatření. Pro konstrukce třídy B, kam patří také mosty, se v normě [1] na rozdíl od předběžné normy ENV 1991-2-7 již žádná doporučení neuvádějí a je proveden odkaz na národní přílohu nebo konkrétní projekt.

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

V národní příloze ČR bylo doporučeno, že pro konstrukce třídy B lze použít stejné zásady jako pro konstrukce třídy A. Z AT Í Ž E N Í N Á R A Z Y V R T U L N Í K Ů Pro budovy se střechami navrženými jako přistávací plocha pro vrtulníky (kategorie K podle ČSN EN 1991-1-1 [2]) je potřebné uvažovat s mimořádnou přistávací nárazovou silou. Návrhová hodnota svislé ekvivalentní statické síly Fd se stanoví podle vztahu Fd = C √ m ,

(3)

kde m je hmotnost vrtulníku v kg a součinitel C je 3 kN kg-0,5. Předpokládá se, že nárazová síla může působit na libovolnou část přistávací plochy a také na střešní konstrukci v maximální vzdálenosti 7 m od okraje přistávací plochy. Velikost kontaktní plochy lze uvažovat 2 × 2 m. Z AT Í Ž E N Í N Á R A Z Y P L A V I D LY Mimořádná zatížení způsobená plavidlem se stanovují podle typu vodní cesty, podmínek při povodních, typu a ponoru plavidla a jeho chování při nárazu. Nárazová síla se vyjadřuje na základě čelní síly Fdx a příčné síly, kterou tvoří složka Fdy působící kolmo k čelní nárazové síle a složka tření FR rovnoběžná s Fdx. Nárazová síla od tření FR působící současně s příčnou nárazovou silou Fdy se stanoví podle vztahu FR = μ Fdy,

(4)

kde μ je součinitel tření. Nárazové síly působí v určené výšce nad maximální plavební hladinou, která závisí na ponoru lodi (s nákladem nebo se zátěží). Norma uvádí, v jaké poloze a výšce by se měly 67

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N

Třída následků

Příklady pozemních staveb

Opatření pro mimořádné situace z neidentifikovaných příčin

CC1 malá

samostatné obytné budovy do 4 podlaží, zemědělské stavby

návrh konstrukce podle Eurokódů, zvláštní preventivní opatření nejsou potřebná

– hotely, obytné a administrativní budovy do 4 podlaží – průmyslové stavby do 3 podlaží CC2a – obchodní plochy do 3 podlaží, s plochou každého z nich střední skupina max. 1 000 m2 menšího rizika – školní zařízení o 1 podlaží – budovy do 2 podlaží s přístupem veřejnosti a plochou jednotlivých podlaží do 2 000 m2 – hotely, budovy s byty, apartmány a další obytné budovy od 4 do 15 podlaží – školní zařízení nad 1 podlaží až do 15 podlaží CC2b – obchodní plochy nad 3 podlaží až do 15 podlaží střední skupina – nemocnice do 3 podlaží většího rizika – administrativní budovy nad 4 podlaží až do 15 podlaží, budovy pro veřejnost s plochou podlaží přes 2 000 m2 a na každém podlaží nejvýš 5 000 m2 – stavby přesahující omezení ploch jednotlivých podlaží a jejich počtu ve třídách následků CC2a a CC2b CC3 – stavby pro shromažďování značného počtu osob velká – stadióny s více než 5 000 diváky – stavby s nebezpečnými látkami nebo technologickými procesy

přijetí strategií pro třídu CC1 a také účinné vodorovné vazby nebo kotvení zavěšených stropů ke stěnám

přijetí strategií pro třídu CC1 a zároveň: – pro zvýšení robustnosti konstrukce návrh systému vodorovných vazeb pro rámové konstrukce a nosné stěny a návrh svislých vazeb ve sloupech a stěnách, popř. – ověření, zda stavba zůstane stabilní a lokální poškození nepřesáhne určitou mez, když se teoreticky odstraní každý jednotlivý sloup nebo nosník podpírající sloup nebo libovolná část nosné zdi – u staveb se má provést podrobné hodnocení rizik a uvážit předvídatelná i nepředvídatelná nebezpečí

Tab. 3 Kategorizace staveb podle následků a doporučená opatření Tab. 3 Categorisation of construction works with respect to consequences and recommended provisions

použít nárazové síly, které jsou uvedené pro jednotlivé třídy plavidel v příloze C. Z AT Í Ž E N Í V Ý B U C H Y Zatížení výbuchem je potřebné uvažovat při návrhu pozemních a inženýrských staveb, ve kterých je zaveden plyn nebo se plyn skladuje či přepravuje (např. chemická zařízení, kontejnery, zásobníky, obytné budovy s instalacemi plynu, tunely) a také tam, kde se nacházejí výbušné látky. Výbuch se definuje jako rychlá chemická

Obr. 2 Doporučená mez přípustného porušení Fig. 2 Recommended limit of admissible damage Obr. 3 Náraz vozidel Fig. 3 Impact from vehicles

reakce prachu, plynu nebo páry ve vzduchu, která vyvolává vysoké teploty a přetlaky. Velikost tlaku na konstrukci závisí nejen na jeho zdroji, avšak také na přítomnosti překážek v uzavřeném prostoru, na velikosti a tvaru uzavřeného prostoru, ve kterém k výbuchu dochází, a na charakteru výfukových prvků (nenosné části prostoru s omezenou odolností jako okna, dveře a příčky uvolní tlaky a sníží se tak účinky na nosné části budovy). U staveb ve třídě následků CC1 se nemusí účinky výbuchu uvažovat, jestliže se splní pravidla pro styky a spolupůsobení prvků. U konstrukcí ve třídách následků CC2 a CC3 se na příslušná zatížení od výbuchu musí navrhnout klíčové prvky. Obvykle se použijí ekvivalentní statické modely zatížení a normativní konstrukční pravidla. U konstrukcí ve třídě

2

CC3 se navíc doporučuje provést analýzu rizik. Musí se zjistit, zda má navržená konstrukce dostatečnou odolnost proti vnitřnímu výbuchu a nedojde k jejímu progresivnímu zřícení. Doplňující pokyny pro výbuchy prachových disperzí, zemního plynu a plynných směsí jsou uvedeny v příloze D [1]. Klíčové prvky konstrukce se navrhnou na účinky vnitřního výbuchu od zemního plynu na základě rozhodujícího ze dvou následujících vztahů pro návrhovou hodnotu ekvivalentního statického tlaku pd = 3 + pstat

(5)

nebo pd = 3 + 0,5 pstat + + 0,04 / (Av/V)2,

(6)

kde pstat je rovnoměrně rozložený static-

3

a) půdorys b) pohled (A) lokální porušení, (B) předpokládá se nehodové odstranění sloupu

68

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N ký tlak v kN/m2, při kterém nastane porušení výfukových prvků, Av je plocha výfukových prvků v m2 a V je objem prostoru v m3. Vztahy platí pro prostory do objemu 1 000 m3 a poměry plochy výfukových prvků a celkového objemu prostoru mezi 0,05 ≤ Av/V ≤ 0,15. N AV R H O VÁ N Í

4RIY< K # RtZ\WQS@9bÂROaWZ\WQ  O!bÂROaWZ\WQ #

N A N Á S L E D K Y LO K Á L N Í

PORUCHY

Možnou strategií pro zvýšení bezpečnosti nosného systému pozemní stavby vůči mimořádným událostem z předem nespecifikované příčiny je zvýšení její celkové robustnosti. Podle zatřídění konstrukce do příslušné třídy následků CC1 až CC3 jsou doporučena v příloze A normy [1] opatření, viz tab. 3. Pro konstrukce ve třídě následků CC1 nejsou potřebná doplňující pravidla, ve třídě CC3 se již doporučuje provést analýzu rizik. Mez přijatelné lokalizované poruchy může být pro každý typ pozemní stavby rozdílná. Podle ČSN EN 1991-1-7 [1] se doporučuje jako nanejvýš přípustná hodnota lokálního porušení 15 % plochy podlaží nebo 100 m2 podle toho, která z hodnot je menší, a to na každém ze dvou přilehlých podlaží (obr. 2). N Á R A Z O V É S Í LY P O D L E P Ř Í LO H B A C V příloze B normy [1] jsou uvedeny pokyny pro analýzu a hodnocení rizik konstrukcí v mimořádných návrhových podmínkách. Jsou zde doporučeny postupy pro stanovení pravděpodobnosti poruchy konstrukce a hodnocení rizik v případě nárazu vozidla nebo plavidla. V příloze C ČSN EN 1991-1-7 [1] jsou uvedeny doplňující pokyny pro určení nárazových sil od silničních vozidel nebo také plavidel, které vycházejí ze zjednodušených empirických modelů. Rozlišuje se zde tzv. tvrdý náraz, kdy je energie převážně disipována narážejícím tělesem, a měkký náraz, kdy je konstrukce navržena za účelem pohlcení nárazové energie svou vlastní deformací. U tvrdého nárazu se předpokládá, že konstrukce je tuhá a nepohyblivá a těleso se během nárazu lineárně deformuje. Maximální síla interakce F0 mezi vozidlem a konstrukcí je za tohoto předpokladu daná vztahem 4  d   Oa Y[ ,

[ab\O‰xSZ]d{Y][c\WYOQS 

(7)

kde v0 je rychlost vozidla při opuštění vozovky, a průměrné zpomalení vozidla,

#

 !

"

#

$

%

&

'

R I[K

s vzdálenost vozidla od nosného prvku, k ekvivalentní elastická tuhost vozidla a m hmotnost. Návrhovou sílu Fd od nárazu lze určit jako 4R  4 

R , RP

(8)

kde d je vzdálenost osy jízdního pruhu ke konstrukci, db je brzdná vzdálenost = (v02/2a)sinφ a φ je úhel nárazu, jak ukazuje obr. 3. Jestliže se do vztahů (7) a (8) dosadí pro jednotlivé veličiny doporučené hodnoty podle tab. C.2 [1], pak lze stanovit horní mez nárazových sil. Výsledky jsou pro jednotlivé druhy komunikací a různé vzdálenosti d znázorněny na obr. 4. Z obrázku je zřejmé, že hodnoty nárazových sil stanovené na základě přílohy C jsou více než dvojnásobné proti hodnotám doporučeným v základním textu ČSN EN 1991-1-7 [1] (viz tab. 1). Norma umožňuje uvážit při stanovení nárazové síly Fd charakter okolního terénu, kdy doporučuje znásobit brzdnou vzdálenost db hodnotou 0,6 pro zohlednění stoupání terénu a hodnotou 1,6 pro klesání. Toto doporučení se v národní příloze ČR neuplatnilo. Pro stanovení hodnot nárazových sil lze použít pravděpodobnostní metody teorie spolehlivosti. V ČSN EN 1991-1-7 [1] jsou uvedeny dva alternativní postupy: Předpokládá se, že náraz těžkého vozidla do konstrukce nastane s roční pravděpodobností 0,01. Směrná pravděpodobnost porušení nosného prvku za předpokladu, že dojde k nárazu vozidla, má mít podle předběžné normy ENV 1991-2-7 hodnotu 10 -4/10 -2 = 0,01. Velikost

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

Obr. 4 Nárazová síla Fd podle vzdálenosti d konstrukce od osy jízdního pruhu pro jednotlivé kategorie komunikací Fig. 4 Impact force Fd versus the distance d of structural member to the trafficked lane for individual road categories

mimořádné nárazové síly Fd lze stanovit na základě pravděpodobnosti >

(

(

))

[Y d  Oa ≥ 4R   , (9)

se kterou určená hodnota nárazové síly Fd nemá být překročena mimořádnou silou od nárazu vozidla, kde s = d/sinφ je vzdálenost vozidla ke konstrukci. Pravděpodobnostní modely základních veličin jsou uvedeny v tab. C.1 [1] a uplatnily se v následujících pravděpodobnostních analýzách. Pro stanovení velikosti nárazové síly lze také použít podmínku >T  \b λΔ f> ⎡⎢⎣ 4  4R ⎤⎥⎦

,

(10)

kde F je síla od nárazu vozidla, n je počet vozidel na dané komunikaci za jednotku času, T čas, λ pravděpodobnost, že vozidlo opustí dráhu za jednotku času a Δx uvažovaný úsek komunikace. Výsledné nárazové síly vypočítané na základě vztahů (9) a (10) jsou uvedeny v tab. 4. Výsledky naznačují, že hodnoty nárazových sil doporučené v EN 1991-1-7 [1] (viz tab. 1) mohou být tedy s vysokou pravděpodobností překročeny. Indexy spolehlivosti β podle velikosti nárazové síly Fdx v kN a vzdálenosti d jízdního pruhu od překážky jsou pro 1. druh 69

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N

Druh komunikace 1. Dálnice, RK a silnice I. třídy 2. Silnice II. a III. třídy

Fdx [kN] podle vztahu (9) d = 3m d = 5m 2742 2580 2110 1980

Tab. 4 Návrhové hodnoty nárazových sil podle pravděpodobnostních přístupů Tab 4 Design values of impact forces according to probabilistic approach

komunikací (dálnice, RK a silnice I. třídy) znázorněny na obr. 5. Z obrázku je patrné, že pro splnění požadavku na směrnou úroveň spolehlivosti (βt) nosného svislého prvku by bylo potřebné volit horní mez nárazových sil, jak také původně doporučovaly pracovní verze dokumentu [1]. Z ÁV Ě R E Č N É P O Z N Á M K Y Nová ČSN EN 1991-1-7 poskytuje pokyny pro mimořádná zatížení od nárazů různých typů dopravních prostředků a vnitřních výbuchů plynu nebo prachu. Norma uvádí pro různé typy komunikací pouze indikativní dolní hranici hodnot nárazových sil od silničních vozidel, která zůstala v národní příloze ČR zachována. Analýza alternativních postupů doporučených pro stanovení návrhových hodnot nárazových sil od těžkých silničních vozidel ukazuje, že se vypočtené veli-

Fdx [kN] podle vztahu (10) d = 3m d = 5m 2710 2570 2070 1900

kosti nárazových sil (pro dálnice a rychlostní komunikace až 2,75 MN, pro silnice 2. a 3. třídy až 2,1 MN a pro místní komunikace až 1,8 MN) stanovené na základě pravděpodobnostních metod nacházejí v oblasti horní hranice rozmezí nárazových sil, které byly původně doporučeny v pracovních návrzích EN 1991-1-7. Pokud není provedena dynamická analýza, popř. analýza rizik, ani nejsou přijata účinná zabezpečovací opatření, pak by se mělo zvážit, zda konstrukce v blízkosti komunikací zařazené do obvyklé třídy následků CC2 postačuje navrhnout na spodní hranici nárazových sil. Dolní mez návrhových hodnot nárazových sil podle ČSN EN 1991-1-7 je vskutku požadavkem minimálním, který bez použití účinných zabezpečovacích opatření může vést v případě mimořádného nárazu těžkého vozidla k porušení nebo zřícení nosného prvku nebo celé konstrukce. Zavedením Eurokódu ČSN EN 1991-1-7 je nyní k dispozici celá soustava norem ČSN EN 1991 pro zatížení stavebních konstrukcí.

Literatura: [1] ČSN EN 1991-1-7 Zatížení konstrukcí. Část 1-7: Obecná zatížení – Mimořádná zatížení, ČNI, 2007 [2] ČSN EN 1991-1-1 Zatížení konstrukcí. Část 1-1: Obecná zatížení – Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb, ČNI, 2004 [3] ČSN EN 1991-2 Zatížení konstrukcí. Část 2: Zatížení mostů dopravou, ČNI, 2005 [4] ČSN ISO 2394 Obecné zásady spolehlivosti konstrukcí, ČNI, 2003 [5] UIC Code 777-1 Measures to protect railway bridges against impacts from road vehicles, and to protect rail traffic form road vehicles fouling the track, 1997 [6] UIC Code 777-2, Structures built over railway lines, Construction requirements in the track zone, 2002. [7] ČSN 73 6203 Zatížení mostů dopravou, ČNI, 1986 [8] ČSN 73 0035 Zatížení stavebních konstrukcí, ČNI, 1986 Tento příspěvek vznikl jako součást řešení projektu č. 1H-PK/26 „Optimalizace spolehlivosti staveb a kalibrace norem EU“ podporovaného MPO ČR. Text článku byl posouzen odborným lektorem.

![

!

C

#[ %[

#

C b + !

Prof. Ing. Milan Holický, DrSc. e-mail: [email protected] Doc. Ing. Jana Marková, Ph.D. oba: Kloknerův ústav ČVUT v Praze Šolínova 7, 166 08 Praha 6 tel.: 224 343 842, fax: 224 355 232

#  # 4 R IY < K

 



"

$

&

!

Obr. 5 Index spolehlivost β podle velikosti nárazové síly Fd v kN a pro tři vzdálenosti d jízdního pruhu od překážky pro dálnice, rychlostní komunikace a silnice I. třídy Fig. 5 Reliability index β versus impact force Fd in kN for three distances d from the trafficked lane to the structural member for motorways, urban express roads and 1st class roads

ČKAIT vydala v letech 2002 až 2005 dvě řady publikací (I/1 až I/15 a II/1 až II/14) k programu oprav panelových domů (program PANEL). Tato skupina odborné literatury zahrnuje odborné publikace MPO ČR, které obsahují doporučená technická řešení oprav a modernizací stavebních soustav panelových bytů a domů a další tituly, které se zabývají technickým stavem, zanedbanou údržbou a odstraňováním vad panelové výstavby. Zdroj: http://web.ice-ckait.cz/shop/vypis_publikaci.asp?item=8 70

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

SPEKTRUM SPECTRUM

REŠERŠE KONSTRUKCE

ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ

S TÁVA J Í C Í C H B U D O V

–

KL ASI FI K AC E

H ISTOR IC KÝC H OZNAČ E N Í PEVNOSTN ÍC H TŘ Í D B ETON U

Pro návrh nového využití stávajících budov je třeba znát zbytkovou nosnou kapacitu jejich konstrukcí. Pro posouzení betonové konstrukce je dobré mít k dispozici počáteční hodnoty pevností materiálu. Článek přináší utřídění a porovnání hodnocení pevností betonu dle jednotlivých norem platných a postupně užívaných v Německu od roku 1904 do současnosti. Fingerloos F.: Bauen im Bestand – Zuordnung historische Betonfestigkeiten, Beton- und Stahlbetonbau 4, April 2008, Heft 4, str. 214–220

CHOVÁN Í

E X PA N Z N Í C H K OT E V V B E T O N U S T R H L I N A M I

A BEZ TRHLIN

V posledních letech byly známými výrobci kotevní techniky vyvinuty expanzní kotvy s vysoce účinným přídržným systémem vhodné i do betonu porušeného sítí trhlin. Systém sestává z kotevní tyče tvaru jednoho nebo několika za sebou v řadě uspořádaných kuželů obalené adhesivní maltou. V příspěvku jsou popsány různé typy expanzních kotev, jejich funkční principy a chování pod zatížením v betonu s trhlinami a bez trhlin (obr. 1). Je zde rovněž diskutován vliv prostředí (teplota, zmra-

zovací cykly, trvanlivost) na jejich chování. Vyhodnocení dosažených mezních zatížení expanzních kotev v betonu s trhlinami a bez nich ukazují, že expanzní kotvy mohou dosáhnout významně vyššího zatížení při porušení než je návrhová hodnota udávaná evropskou směrnicí pro kovové prvky zabudované do kompozitních a betonových konstrukcí. Pregartner T., Asmus J., Eligehausen R.: Tragverhalten von risstauglichen Verbundspreizdübeln in Beton, Beton- und Stahlbetonbau 4, April 2008, Heft 4, str. 244–251

P Ř E D S TAV E N Í N O V É H O V Y D Á N Í N Ě M E C K É N O R MY D I N 10 4 5 - 1 Jako výsledek úprav Národní přílohy evropské normy pro navrhování betonových konstrukcí Eurocode 2 a s uvážením zkušeností s užíváním a interpretací původní německé normy pro navrhování betonových konstrukcí vychází v roce 2008 upravená a přepracovaná norma DIN 1045-1. V článku jsou objasněny nové části a vysvětleny změny původních kapitol: • třídy vlhkosti ve vztahu k možné ASR reakci • krycí vrstva výztuže • součinitel dotvarování • minimální smyková odolnost • přenos smyku • zvýšení odolnosti proti uražení/odštípnutí na krajích stěn nebo rozích desek • únavové charakteristiky výztuže • minimální šířka trhlin pro minimální výztuž tlustých betonových prvků • příčná výztuž sloupů • tažnost výztuže Fingerloos F., Zilch K.: Einführung in die Neuausgabe von DIN 1045-1, Beton- und Stahlbetonbau 4, April 2008, Heft 4, str. 221–235

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

71

SPEKTRUM SPECTRUM

A R E Á L TOVÁ R N Y W A LT E R V P R A Z E - J I N O N I C Í C H – STUDENTSKÉ PROJEKTY KONVERZÍ NA FSV ČVUT C O M P L E X O F WA LT E R FAC TO RY I N P R AG U E - J I N O N I C E ST U D E N T C O N V E R S I O N P R O J E C T S AT T H E FAC U LT Y O F C I V I L ENGINEERING, CZECH TECHNICAL UNIVERSITY IN PRAGUE PETR VORLÍK První část příspěvku je zaměřena na historii areálu továrny Walter v Praze-Jinonicích a na možnosti nového využití a revitalizace podobných, v důsledku transformace průmyslu opuštěných nebo neefektivních průmyslových území v širším středu našich měst. V druhé části jsou představeny projekty konverzí areálu vypracované studenty Fakulty stavební ČVUT v Praze. The first part of this paper focuses on the history of the Walter factory complex in Prague-Jinonice, and on the potential of new exploitation and revitalization of similar industrial areas deserted or ineffective due to industry transformation, located around centres of Czech towns. The second part introduces projects on the conversion of the complex prepared by students of the Faculty of Civil Engineering, Czech Technical University in Prague. Areál továrny Walter v Praze-Jinonicích představuje symbol vzepjetí jedné průmyslové éry, tradiční značku kvality a úctyhodné historie, ale také atraktivní a přitom bezmála opuštěné území, které v širším středu Prahy působí z ekonomického pohledu poněkud provokativním dojmem; stejně jako řada jiných rozsáhlých průmyslových ploch, které poznamenala transformace průmyslu a společnosti na konci minulého století. Areál Walter se za desetiletí výroby a úspěšného růstu proměnil do současné mnohovrstevnaté, téměř rostlé podoby a dnes připomíná spíše uzavřenou městskou čtvrť. Není pochyb o tom, že tato uzavřenost musí být prolomena a do území vbrzku vstoupí nové aktivity a využití. Nicméně zároveň je nutno si položit otázku, jakým způsobem co nejvýhodněji a nejcitlivěji navázat na historický vývoj, využít potenciálu průmyslového dědictví; otázku, jak provázat architektonickou podobu areObr. 1 Dobová fotografie Fig. 1 Period photo Obr. 2 Demolice areálu Fig. 2 Demolition of the complex

1

72

álu s požadavky nového života. Odpovědi se pokoušeli hledat v rámci předdiplomního projektu Tomáš Šenberger, Daniel Smitka a Petr Vorlík spolu se studenty magisterského programu Architektura a stavitelství na Fakultě stavební ČVUT. HISTORIE Vlastní firmu založil dvacetičtyřletý strojní zámečník Josef Walter v roce 1898 na Smíchově. Ve skromné dílně začínal s opravami vah a jízdních kol. Firma postupně rostla, přesouvala se do stále větších prostor a rozšiřoval se také sortiment výrobků. Po úspěchu s motokoly, motorovými tříkolkami a po prvních pokusech o výrobu automobilů založil Josef Walter roku 1912 společnost s ručením omezeným a vybudoval novou továrnu v Jinonicích – výrobní haly a rohový kancelářský dům navrhl podílník firmy, stavitel Antonín Šimek. Roku 1919 byl název změněn na Akciovou továrnu automobilů Josef Walter a spol., která kromě velmi oblíbených automobilů vyráběla později také úspěšné letecké motory. První budovy v Jinonicích nemohly už záhy pokrýt prudký rozvoj firmy a areál se začal postupně rozrůstat (mocným impulsem byla pochopitelně i válečná výroba). Továrně Walter dominuje šestipodlažní budova navržená v roce 1928 a realizovaná 1929 podle projektu architekta Františka Bartoše. Racionální podsklepený objekt je typickým příkladem etážové výrobní budovy – univerzální železobetonové struktury s volnými půdorysy obsluhovanými dvojicí výtahů na zadním průčelí. Strohý, ale harmonicky uspořádaný rastr „pravdivého“ průčelí je oživen přiznanými náběhy hřibových hlavic plochých stropů; obrys budovy završuje dvojice strojoven výtahů vyčnívající nad rovinu střechy. Následovaly o poznání střízlivější a také konstrukčně jednodušší přístavby, které s Bartošovou etážovkou uprostřed tvořily uzavřený blok. Nejprve v roce 1937 administrativní budova, napojená na starší kancelářský dům a obsahující mimo jiné mramorový výstavní sál s expozicí leteckých motorů a jídelnu zaměstnanců, a v roce 1941 západní přístavba, patrně od ing. Radima Matolína. Všechny tři železobetonové objekty realizovala Českomoravská stavební akciová společnost. Z dalších budov v areálu lze jmenovat například kalírnu z let 1941 až 1943, hmotově

2 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

SPEKTRUM SPECTRUM

působivé zkušebny leteckých motorů z roku 1942 a největší přízemní objekt – tzv. „Iran halu“ z roku 1943. V roce 1945 byla továrna znárodněna a stala se součástí Leteckých závodů, n. p., jako závod Jinonice, od roku 1949 pak Motorlet, n. p., Praha-Jinonice. Areál se i nadále rozrůstal o další budovy a výrobní haly. V roce 1995 se společnost vrátila k původnímu jménu Walter, a. s., letecká výroba byla převedena pod značku Walter Engines, a. s. SOUČASNOST Rozsáhlé území areálu Walter je pevně vymezené ulicemi Klikatá, Peroutkova, Radlická a železniční tratí. Jedná se o nesmírně atraktivní rozvojovou lokalitu v širším středu Prahy – s vynikajícím dopravním napojením, v bezprostřední blízkosti stanice metra, obklopenou rozptýlenou obytnou zástavbou a v kontaktu se zelení v podobě orné půdy i lesa. V současnosti území využívá kromě dominantní společnosti Walter Engines, a. s., řada spíše drobných výrobních a jiných aktivit, některé budovy jsou prázdné. Areál jako celek dosloužil teprve nedávno a většina stavebního fondu je tudíž v dobrém technickém stavu. Od roku 2006 se připravuje přeměna celé lokality na obytnou respektive smíšenou zónu. Na podzim roku 2007 začala demolice prvních objektů – paradoxně se nejednalo o někdy obtížně využitelné přízemní haly, ale naopak o nejstarší budovu v areálu – kancelářský objekt z roku 1912 a o snadno adaptovatelné přístavby Bartošovy etážovky. Došlo tím k rozrušení převýšeného a pohledově exponovaného bloku, který byl symbolem nejlepších let společnosti a určitým záchytným, orientačním bodem pro celé jinonické údolí. Střední část – Bartošova etážovka – byla zachována a stane se snad součástí nové výstavby. Přízemní haly budou v budoucnu patrně zbořeny a nahrazeny ekonomicky výhodnější vícepodlažní zástavbou. ZADÁNÍ Základní rozdělení území na dílčí části vychází i u studentských prací z reálné studie, respektive změněného územního plánu, který předpokládá, že revitalizované plochy bývalé továrny budou nabízet prostor pro novou městskou zónu se smíšenými funkcemi – především bydlení, práce, obchod, kultura, sport atd. I přesto jsou studentské práce založeny na naprosto odlišné koncepci než připravovaná studie, vycházejí ze zahraničních zkušeností s revitalizacemi – z představy vrstvení a koláže, kde nový život musí tvořit symbiózu se stopami průmyslové minulosti. Průmyslové areály totiž mají ve svém okolí specifickou roli, často mohou být vnímány jako významný bod, centrum, místo, okolo kterého se „točí“ osudy nejenom pamětníků a zaměstnanců, ale i celého širokého okolí. Historie se tak stává přidanou hodnotou, výzvou, kterou je škoda nevyužít. Provázáním nového se starým lze zajistit nejenom historickou kontinuitu, kulturní povědomí a částečné uchování vzpomínky pro starousedlíky, ale také uspokojit potřebu jistého pocitu zabydlenosti a identity pro nové obyvatele. Příklady úspěšných revitalizací z posledních let ukazují, že s citlivě upravenými objekty nebo plochami, kde dochází k prolínání starého a nového, je mnohem lehčí se sžít než-li s novostavbou, jsou rychleji a příjemněji obyvatelné, oblíbenější, atraktivnější, mají velice osobitou atmosféru a stávají se krystalizačními jádry místního rozvoje. Přitahují aktivity, které často dokonce výrazně překračují hranice BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

bývalého průmyslového území a s novým využitím tak nezřídka oživují ospalé a problematické lokality. Jako zásadní záchytné body, objekty určené k zachování, byly pedagogy i studenty jednomyslně vybrány především nejvýraznější budovy v areálu – pro nové využití nejsnáze adaptovatelné a zároveň esteticky působivé etážovky při Radlické ulici; tvarově až metafyzicky záhadné, ryze technologické zkušebny leteckých motorů; pro průmyslovou architekturu typické nejstarší výrobní haly a rozlehlá „Iran hala“. Ostatní budovy mohly, ale nemusely(!) být nahrazeny novostavbami. Jako klíč k úspěchu byla vnímána pochopitelně nejenom správná volba a mísení funkcí, míra uchování historické stavební materie, respektování základních estetických kategorií, měřítko nové zástavby, otázky parkování a dopravně zklidněných zón apod., ale i snaha o větší provázání na širší okolí, dopravu a zeleň, otevření areálu veřejnosti. KONCEPT Projekty nakonec odráží nečekaně široké spektrum názorů a možných řešení. Na jedné straně zde najdeme návrhy soustředící se především na novostavby, které v sobě však nesou silnou inspiraci průmyslovou minulostí, a historický stavební fond nebo jeho fragmenty tvoří spíše pozadí pro svébytnou novou hru. Nicméně na druhé straně někteří studenti byli ochotni ustoupit od pouhého zviditelnění sebe sama a citlivě hledat rovnováhu, cestu jak vytěžit maximum ze stávajícího kontextu a zároveň uplatnit současnou architekturu i svůj osobitý rukopis. Přes odlišné názory na míru uchování historické struktury si všichni byli vědomi nutnosti respektovat poetickou průmyslovou atmosféru, autentický otisk minulosti, který může ozvláštnit staronové prostředí a může se stát východiskem pro další rozvoj. Studenti ve svých projektech zcela zřetelně přistoupili také na přirozenou prostorovou racionalitu původních průmyslových ploch a pravoúhlou osnovu. Dokonce i ti, kteří zpočátku směřovali proti původní ortogonální síti a vycházeli z volnějšího krajinného prostředí a svažitého terénu, museli nakonec dobrovolně ustoupit silnějšímu kontextu. Na základní osnově, která často spíše prostřednictvím skrytého, vnitřního řádu odrážela obrys průmyslové minulosti, byly navrženy stavby silně ovlivněné syrovou a věcnou průmyslovou mentalitou – strohé, pravoúhlé budovy, podobně jako kdysi průmyslové objekty ukázněné modulovou sítí, vycházející logicky z uspořádání konstrukce a provozu; budovy, jejichž estetiku určují mimo jiné i „drsné“, účelné a trvanlivé materiály (beton, sklo, ocel, dřevo). Nosnou strukturu tvoří obvykle, stejně jako u původního bloku etážovek, univerzální železobetonový skelet s volně členitelnými půdorysy. Vzniká tak zcela současná architektura, „vystavěná“ na podobné logice jako prostředí, do kterého vstupuje. Architektura, která díky tomu zapadá do daného kontextu, a stává se další přirozenou vrstvou v historii území továrny Walter. Literatura: [1] Sborník SIA, 1925, str. 199 až 204 [2] Auto VII, 1925, str. 101 až 113 [3] Od bicyklu k leteckému motoru, Praha 1961 [4] Dvořák V.: Walter a. s. (výzkumný pasport). VCPD, Praha 2003 [5] Dvořák V., Beran L.:Továrna automobilů J. Walter a spol. Registr VCPD ČVUT V004378.

3/2008

73

SPEKTRUM SPECTRUM

J A N H AV E L Jižní část pozemku podél ulice Radlická má výrazně protáhlý, horizontální charakter. Při respektování podmínek celého území, zvláště pak pravoúhlé struktury zástavby a svažitého terénu, vznikl na vybrané ploše koncept protáhlé, horizontální administrativní budovy, srostlice složené z prořezaných hranolů a kvádrů, která přirozeně navazuje na zachovanou výrobní etážovku (obr. 3).

3

jakýsi rastr, který by měl být zachován i při změně funkce a využití území. Architektonická podoba zástavby by se naopak měla výrazně změnit tak, aby více odpovídala novému prostředí plnohodnotné městské čtvrti s kombinovanou obytnou a občanskou funkcí. Vybrané území podél ulice Radlická mi evokuje funkci hradeb a tuto ideu jsem se pokusila výtvarnou formou přenést do svého návrhu. Podélné fasády jsou uzavřené a pevné, mimo jiné i kvůli poloze vzhledem ke komunikacím a orientaci vůči světovým stranám a nové administrativní budovy se otevírají pouze do mezilehlých, vnitřních „náměstíček“ – život se odehrává na hradbách (obr. 4).

4

IRENA MASTNÁ Nová administrativní budova je propojená s původní výrobní etážovkou a skládá se ze dvou částí – východní sevřené hmoty, která má centrální, reprezentační a propojovací funkci, a dvou západních křídel, trojtraktů obsahujících kanceláře, komunikace a místnosti zázemí. Nosný systém budovy je železobetonový skelet s předsazenou ocelovou samonosnou konstrukcí, do které jsou „zasouvány kontejnery“ rozšiřující prostor kanceláří a zázemí (obr. 5).

JANA HOŘICKÁ Původní urbanistické členění areálu vytváří podle mého názoru

TOMÁŠ MED inverzní urbanismus • je výsledkem hledáním principů, které lze v obecné ideové rovině aplikovat na celý výrobní areál • je hledáním odpovědi na otázku, jak zacházet s rozlehlými přízemními výrobními objekty v rozvojově atraktivní lokalitě • je hledáním odpovědi na otázku, jak vytvořit bezpečný veřejný prostor pro lidi a obývaný lidmi bez nadvlády automobilů

6a 5a 6b 5b

74

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

SPEKTRUM SPECTRUM

• je principem, který staré objekty očišťuje až na jejich strukturální podstatu a nezatěžuje je novými přístavbami, nástavbami, vestavbami… • je principem, který umožňuje v lokalitě plné průmyslové historie vystavět nové objekty bez celkové demolice starých • je principem, který využívá původních objektů k vytvoření autentické atmosféry celého území shed-type story • je příběhem architektury území • je abstrahováním původních objektů v nových kontextech návod • očisti původní haly od všech přístavků a přílepků, do vzniklých prostorů mezi nimi vystav nové budovy s bohatým mixem funkcí, nech energii nového života lokality vytvarovat původní halu do rozličných funkcí (obr. 6)

Na polyfunkční parcele je zastoupeno bydlení dvěma viladomy, kultura výstavním prostorem a uměleckými ateliéry pro veřejnost, najdeme zde i služby – dva obchody, svatební salon s kadeřnictvím, knihovnu s čítárnou a internetem (obr. 8).

VE RON I K A MI KU LÍ KOVÁ • území továrny v širším kontextu Jinonic • průmyslový odkaz jako potenciál • prostorová hra, průnik a prolínání versus racionální rastr • skelet, modul 7,5 × 6 m, unifikované jádro • beton, plech, sklo (obr. 7)

JAN MACOU R E K Pro vybranou část areálu jsem navrhl skupinu silně zhuštěných administrativních budov, které tvoří bariéru k rušné Radlické ulici a dovolují tak zklidněné vnitřní území využít pro bydlení. Estetika nových objektů navazuje na historickou tradici průmyslového areálu – střízlivé, kompaktní hmoty člení pouze pravidelně rozmístěná okna, příhradové prvky a textura povrchu (obr. 10).

P AV L A Š A R O U N O VÁ Předmětem řešení se stala původní průmyslová hala, ze které byly vybourány všechny vnitřní i stropní konstrukce a zachovány pouze obvodové stěny a komunikace. Interiér se stal exteriérem, kam lze postavit nové budovy s novou funkcí. Obvodová stěna haly nyní tvoří „hradbu“ okolo pozemku, ale místy i nedílnou součást nové zástavby – stává se spojujícím prvkem mezi starým a novým.

VE N DU L A WI LDOVÁ Koncept spočívá v propojení mnohostranné funkční náplně (bydlení, občanská vybavenost, administrativa) a odpovídajícího architektonického výrazu, zejména propojení staré a nové zástavby prostřednictvím geometrické jednoduchosti a účelnosti typické pro tovární komplexy. Urbanistické řešení vychází z polohy stávající etážové výrobní budovy a přilehlé výrobní haly, na jejíž ploše vznikají nové bytové domy – vzájemně provázané hmoty uspořádané na principu hřebínku (obr. 9).

Ing. arch. Petr Vorlík, Ph.D. Výzkumné centrum průmyslového dědictví ČVUT v Praze Pod Juliskou 4, 166 34 Praha 6 tel: 224 351 856 e-mail: [email protected], http://vcpd.cvut.cz Dobová fotografie: archiv VCPD, fotografie z demolice: Lukáš Beran.

9

7

10

8 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

75

SPEKTRUM SPECTRUM

GRABUNDSSTAEDTE - SOCHA – V HALLE-SILBERHÖHE D AG M A R S C H M I DT Čtvrť Silberhöhe je panelákové sídliště vybudované teprve v osmdesátých letech 20. století na jižním okraji města Halle v Sále v Sasku-Anhaltsku. Odsud bylo pro jeho obyvatele snadné přepravit se jak do centra na Starém městě, tak i do zaměst-

1

76

PAMÁTNÍK POD ŠIRÝM NEBEM nání v chemických závodech v Budě i Leuně, či do okolní přírody u řeky Sály. Lidé se na sídlišti v tehdy poměrně slušných bytech – „teplých, suchých, bezpečných“ – zabydleli a se Silberhöhe, se „svými“ domy industriálního stylu, spojili kus vlastního osudu a identity. Zde prožilo mnoho jejich obyvatel důležité roky založení rodiny, na volných prostranstvích mezi bloky učinila spousta dětí z mladých rodin své první krůčky a vydobyla si svůj vlastní životní prostor. Sídliště na okraji města znamenala pro několik generací důležitý kus domova. Z důvodu demografického vývoje a tendence stěhování z východoevropských zemí v letech 2002 až 2009 mnoho nadbytečných obytných bloků na sídlištích zažívá etapu své demolice: zbourána už byla především bytová zástavba na okrajích měst vybudovaná v industriálním stylu v rámci Programu bytové výstavby NDR v sedmdesátých a osmdesátých letech. Tak bylo díky prostředkům spolkových zemí nebo doplňkových zemských programů do roku 2007 odstraněno z již dosti zredukovaných sídlišť kolem 200 000 bytových jednotek, z toho přes 40 000 v Sasku-Anhaltsku. Společně se zástavbou mizí tyto momentálně nadbytečné a opuštěné byty z trhu, a stejně tak se z veřejného povědomí ztrácí každodenní kultura spjatá s tímto stylem bydlení. Velkoplošně jsou mazány i veškeré vzpomínky na individuální osudy jejich obyvatel – životní styl, všední obyčeje a životní prostředí. Za této situace zániku a nového zrodu zároveň představu-

2

3

4

5

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

SPEKTRUM SPECTRUM

je projekt Grabungsstaedte – „Pohřbená města“ autorky Dagmar Schmidt z Langenhagenu pozitivní signál při přestavbě města na panelákovém sídlišti. Jedná se o pokus „zakonzervovat“ několik bytů uprostřed života. Ty by měly být navštěvovány a využívány, přičemž v okolních domech, právě na takovýchto půdorysech, stále žijí místní obyvatelé. To nejprivátnější – vlastní čtyři stěny – je náhle veřejné. Umělecké dílo představuje asociační prostor pro stopy vzpomínek na bydlení v budovách industriálního stylu a zároveň muzeální a pragmaticky využitelný prostor pro přespolní návštěvníky čtvrti, pro navrátivší se obyvatele a obzvláště pro ty, kteří tam i v současnosti nadále žijí. Pro vlastní materiální realizaci projektu byl využit příhodný prostor – poté, co byla na základě urbanistické rozvojové koncepce nařízena demolice řady šestiposchoďových budov ve východní části Silberhöhe, vyčlenilo bytové družstvo Frohe Zukunft eG pro zmíněné účely tři vchody vedoucí do ulice Ericha Kästnera č. 13 až 15. Optimální spolupráce mezi družstvem jako investorem, demoliční firmou a autorkou umožnila v souladu s návrhem přípravu a bezproblémový přerod demoličního prostoru na umělecký. Demolovaná obytná část byla na základě řádného stavebního povolení přeměněna v legitimní „umělecké staveniště“ a památník pod širým nebem. Po demolici šesti podlaží, provedené v souladu s uměleckým záměrem, byly ponechány suterénní stěny sahající až do výše jednoho metru nad povrchem. Pro zajištění odtoku povrchové vody byla základová deska provrtána mnoha otvory. Sklepní prostor byl zaplněn recyklovanou betonovou směsí těsně po úroveň terénu. Betonové dílce z demolice byly přímo na místě rozemlety, materiál převezen na kolo-

vém nakládači do sklepního prostoru a tam ručně zarovnáván až po úroveň terénu a zhutňován. Na závěr byl sklepní půdorys stavebně přeměněn na „normální poschodí“. Za tímto účelem vybrala demoliční firma zachovalé stěnové příčky a vyřízla do betonu další dveřní otvory. Po této stavební fázi byl stavební objekt předán autorce. Některé příčky byly doplněny prefabrikovanými železobetonovými panely z výrobny betonových dílců v Plötzu a některé „chybné“ dveřní otvory, jakož i malé otvory pro sklepní okna, byly zakryty betonovými bloky a omítnuty. Vrchní hrana starých desek byla ohlazena jen částečně. Díky malým trhlinám a zbytkům barev na stěnách zůstal zachován charakter starého domu se stopami užívání, a po stavebních úpravách tak vzniklo v úrovni terénu zdání šesti zcela „normálních“ třípokojových bytů. Po přestavbě byly prázdné, směrem vzhůru otevřené obytné buňky, vybaveny betonovým nábytkem v současném designu. Betonové odlitky nábytku se vyráběly v jedenácti formách z ocelového plechu, páskové oceli a trubkových profilů s možností opakovaného použití, jež navrhli a zkonstruovali po několikaměsíční spolupráci Dagmar Schmidt a Andreas Freyer. Závitová spojení umožňovala rozpojení při odbedňování. Betonový nábytek byl prefabrikován ve výrobně betonových dílců úplně stejně jako Obr. 1 Grabungsstaedte, ptačí perspektiva Obr. 2 Staveniště, ul. Ericha Kästnera č. 13 až 15 při demolici Obr. 3 Zasypání sklepních prostor recyklovanou betonovou směsí Obr. 4 Nezbytné ruční práce při zásypech Obr 5

Nepotřebné otvory byly zakryty

Obr. 6 Výroba ocelové licí formy pro nábytek Obr 7

Betonová židle během výroby v bednění

Obr. 8 Nábytek na jeřábu ve výrobně, připravený k přepravě na staveniště

6 8

7 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

77

SPEKTRUM SPECTRUM

9

10

11

12

Obr. 9 Staveniště, vlevo nábytek a stěnové příčky Obr. 10 Přeprava betonových postelí a van na staveniště Obr. 11 Grabungsstaedte, detail Obr. 12 „Zabydlení“ objektu během vernisáže 25. října 2005

kdysi panelové konstrukce, jež ho obklopují. Za pomoci mladých učňů a jejich mistrů z Arbeit und Leben Sachsen-Anhalt e. V. byly ve výrobně zhotoveny čtyři pohovky, šest křesel, dva konferenční stolky, tři jídelní stoly, osmnáct židlí, tři skříňové stěny, osm postelí, čtyři dětské postýlky, čtyři sporáky, čtyři myčky na nádobí a čtyři vany. Nábytek byl odlit z betonu jakostní třídy B 35, filigránské formy pro židle, stůl, konferenční stolek a sporák mají armaturu z oceli BSt. 500. Některé komplety jako jídelní stůl se čtyřmi židlemi, dvě křesla s konferenčním stolkem i další kusy nábytku jsou ukotveny vždy na jednom „koberci“ – 200 mm vysoké betonové podlahové desce. Betonový povrch těchto základových desek získal po zhutnění speciální strukturu. Těžké kusy nábytku pak stojí jednotlivě přímo na zemi. Nakonec bylo okolo 100 t betonového nábytku a koberců převezeno a nainstalováno na staveništi. Na volnou plochu kolem objektu byla navezena ornice a zaseta tráva. Hotovo. Nyní lze projekt Grabundsstaedte bezbariérově navštěvovat a prohlížet si ho. Vnímání tohoto projektu je velmi rozmanité. Slouží jako místo vzpomínek a rozjímání: prarodiče ho navštěvují se svými vnoučaty, manželé se svými společnými vzpomínkami („Podívej miláčku, takhle jsme bydleli...“), mládež bydlící ještě dnes za rohem („flákači“), si ho zvolila jako jedno ze svých míst pravidelných srazů. Starostka ráda provází zahraniční hosty při pre78

zentaci probíhajících demolic i k tomuto projektu. Odborná veřejnost celé země zabývající se přestavbou měst navštěvuje do té doby zcela neznámou čtvrť Silberhöhe. Studenti uměleckých směrů místní vysoké školy zmiňují tento sídlištní projekt jako příkladné progresivní začlenění umění do stavebního prostředí. A udělení ceny mfi Umění na stavbě v roce 2006 dokládá právě i neobyčejné propojení umění a výstavby. Realizace tohoto díla o rozměrech 12 x 36 x 1 m byla autorce umožněna díky příkladné spolupráci s nezávislým vzdělávacím institutem Arbeit und Leben Sachsen-Anhalt e. V., městem Halle a majitelem pozemku WG Frohe Zukunft eG. Projekt byl financován z prostředků spolkového Ministerstva pro dopravu, výstavbu a rozvoj měst a městem Halle (Sála). Kolem veřejně přístupného objektu Grabungsstaedte dále postupuje přestavba města. Kousek po kousku mizí v této části určené k demolici další domy a rozšiřuje se volný prostor mezi zbývajícími obytnými bloky. V souladu s koncepcí Zalesňování měst jsou na uvolněné plochy vysazovány nové stromy a uprostřed obydlené části tak postupně vyrůstá listnatý les – olše, javory, jasany či duby, který přináší pro budoucí obyvatele Silberhöhe poselství: vzniká lesní město Silberhöhe a Grabungsstaedte se stále více a více stává součástí vegetace. Dagmar Schmidt Emsweg 1, 30851 Langenhagen e-mail: [email protected] Fotografie 1 a 11: Reinhard Hentze, 2, 5 a 7: Claudia Fehse, 3, 4, 9 a 10: Christina Höger, 6 a 8: Dagmar Schmidt, 12: Gottlieb Philipps.

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

SPEKTRUM SPECTRUM

RECENZE NEMOCNÝ KÁMEN – PROB LÉ MY B ETON U,

KAMENE A ZDIVA A J E J IC H Ř EŠE N Í

Zdálo by se, že beton a kámen přežijí všechno, ale ve skutečnosti i zde je třeba řešit řadu problémů. Nejedná se sice vždy o tak dramatické situace, jako bylo zřícení střechy na Letišti Charlese de Gaulla v Paříži v roce 2004, ale změny probíhající v materiálu i konstrukci vyžadují přiměřené zásahy, úpravy a opravy, případně přijetí určitých kompromisů v našem hodnocení estetického vzhledu budovy. Změny jsou způsobeny agresivním prostředím, opakovaným teplotním namáháním, povětrností a projevují se šířením trhlin, výkvěty solí na površích a korozí výztuže i vlastního materiálu. Cílem knihy připravené vydavatelstvím Birkäuser je upozornit na možná rizika použití uvedených stavebních materiálů, vysvětlit příčiny nežádoucích projevů, chyb a poškození a ukázat možnosti jejich nápravy a prevenci případných opakování. Pozornost

SKONČILO 18. SYMPOZIUM SANACE 2008 Ve dnech 22. a 23. května se konal osmnáctý ročník mezinárodního sympozia Sanace 2008, které již tradičně probíhalo v železobetonové rotundě pavilonu „A“ na Brněnském výstavišti. O tom, že sympozium má své místo mezi odbornou veřejností, svědčí fakt, že se ho zúčastnilo 330 odborníků. Doprovodnou akcí sympozia byla výstava Sanace, kde v letošním roce prezentovalo výsledky své práce na čtyřicet firem. V předvečer sympozia proběhlo slavnostní zahájení, které se konalo v Novobarokní kapli v Centru VUT v Brně. Úvodní projev přednesl hejtman Jihomoravského kraje Ing. Stanislav Juránek. Následovalo předání významných ocenění v oboru sanace betonových konstrukcí. Titulem Významná osobnost v oboru sanací betonových konstrukcí byl oceněn Doc. Ing. Jan Tomek, CSc. Ocenění Sanační dílo roku 2007 si odnesla společnost SMP CZ, a. s., za realizaci Most přes řeku Ohře v Libochovicích (viz článek str. 37 až 39, pozn. redakce). Ocenění Sanační materiál udělila Správní rada Sdružení pro sanace betonových konstrukcí firmě MAPEI, spol. s r. o., za sanační systém MAPELASTIC SMART a ELASTOCOLOR WATEPROOF. Sdružení již několik let úzce spolupracuje s vědeckými institucemi, proto také letos připravilo soutěž o úspěšně zpracovanou diplomovou práci v oboru sanací betonů. Ocenění získala diplomová práce Ing. Jakuba Šímy, absolventa Fakulty stavební VUT v Brně, který zpracoval téma: Vývoj modifikovaných injektážních systémů s využitím odpadních surovin a jejich trvanlivosti. Druhá část slavnostního večera patřila hudbě. Svým neopakovatelným přednesem všechny přítomné zaujal Jiří Stivín & Jazz Co System. Sympozium bylo zahájeno sérií vyzvaných přednášek, po kteBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

je rovněž zaměřena na minimalizaci rizik možného kolapsu. Mezi uvedenými praktickými příklady jsou analyzovány poruchy takových známých staveb jako Hala Finlandia v Helsinkách, Parco della Musica v Římě, Vontz Centrum pro Molekulární Studia v Cincinnatti ad. Kniha je rozdělena na osm kapitol, v nichž jsou jednotlivé typy poškození rozebrány, vysvětleny a ilustrovány praktickými příklady.

Patrick Loughran Failed Stone 159 stránek, 219 barevných a 69 čb ilustrací, 50 nákresů 220 x 280 mm, měkká vazba cena: CHF 85/EUR 49,9 + místní DPH ISBN-13:978-3-7643-7329-0 anglicky ©2007, Birkhäuser

rých následoval odborný program uspořádaný do šesti bloků: Stavební průzkum, diagnostika, projektování; Sanace a zesilování betonových konstrukcí (metody – technologické postupy – příklady); Moderní metody zvýšení statické spolehlivosti objektů pozemních staveb, aplikace principů trvale udržitelného rozvoje do oblasti sanací; Vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací; Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí a Materiály pro sanace betonů druhé generace. Na závěr sympozia proběhla diskuze k probíraným blokům. Sympozium se stalo již tradiční akcí, která kromě výměny technických poznatků umožňuje společenská setkání odborníků v oboru a navázání nových kontaktů.

Obr. 1 Doc. Ing. Jan Tomek, CSc., při přijímání ocenění Významná osobnost v oboru sanací betonových konstrukcí

3/2008

79

SEMINÁŘE, SEMINÁŘE,

KONFERENCE A SYMPOZIA

KON FE R E NC E A SYM P OZIA V

ČR

B ETON08 Konference Termín a místo konání: 23. a 24 září 2008, Praha, Masarykova kolej Kontakt: e-mail: [email protected] (odborný program), [email protected] (sekretariát konference), http://concrete.fsv.cvut.cz/beton08 B ETONÁŘSKÉ DNY 2008 15. mezinárodní konference Termín a místo konání: 27. a 28. listopadu, Hradec Králové Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: [email protected], www.cbsbeton.eu MOST Y 2009 14. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 23. a 24. dubna 2009, Brno Kontakt: e-mail: [email protected], www.sekurkon.cz SANACE 2009 19. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 13. až 15. května 2009, Brno, Rotunda pavilonu A, Brněnské výstaviště Kontakt: e-mail: [email protected], www.sanace-ssbk.cz, tel.: 541 421 188, mobil: 602 737 657, fax: 541 421 180

ZAHRANIČNÍ

KON FE R E NC E A SYM P OZIA

FOOTB R I DGE 2008 3. mezinárodní konference • Planning and conceptual design • Renovation, repair and refurbishment • Structural analysis and behaviour • Dynamics, vibrations and control • New materials and innovations • Guidelines and codes Termín a místo konání: 2. až 4. července 2008, Porto, Portugalsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.footbridge2008.com IAB MAS’08 – B R I DGE MAI NTENANCE, SAF ET Y AN D MANAGEM ENT 4. mezinárodní konference Termín a místo konání: 13. až 17. července 2008, Soul, Korea Kontakt: www.iabmas08.org

CONCR ETE ENGI N EER I NG I N U R BAN DEVELOP M ENT 4. středoevropský betonářský kongres Termín a místo konání: 2. až 3. října 2008, Opatia, Chorvatsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.grad.hr/4ccc UTI LIZ ATION OF H IGH-STR ENGTH AN D H IGH-P ER FOR MANCE CONCR ETE 8. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 27. až 29. října 2008, Toshi Center Hotel, Tokio, Japonsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.jci-web.jp/8HSC-HPC/, více www.betontks.cz CON F ER ENCE ON COM POSITES: CHAR ACTER IZ ATION, FAB R ICATION, AN D AP P LICATION (CCFA-1) 1. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 15. až 18. prosince 2008, Kish, Irán Kontakt: e-mail: [email protected] ITA-AITES WOR LD TU N N EL CONGR ESS Kongres a veletrh Termín a místo konání: 23. až 28. května 2009, Budapešť, Maďarsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.bcwtc.hu CONCR ETE – 21ST CENTU RY SU P ER H ERO fib sympozium Termín a místo konání: 22. až 24. června 2009, Londýn, Velká Británie Kontakt: fib group UK, c/o The Concrete Society, e-mail: [email protected], www.fiblondon09.com

F R P COM POSITES I N CIVI L ENGI N EER I NG 4. mezinárodní konference • External strengthening • Reinforced concrete • Seismic retrofitting • New structures • Durability • Inspection, Testing and Structural Health Monitoring • FRP in 2020: Visions and Reality Termín a místo konání: 22. až 24. července 2008, Zurich, Switzerland Kontakt: www.cice2008.org

CONCR ETE SOLUTIONS 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 29. června až 2. července 2009, Padova/ Benátky, Itálie Kontakt: e-mail: [email protected], www.concrete-solutions.info

CIVI L ENGI N EER I NG 7. fib mezinárodní PhD. sympozium Termín a místo konání: 10. až 13. září 2008, Stuttgart, Germany Kontakt: e-mail: [email protected], www.iwb.fib08.uni-stuttgart.de

F UTU R E TECH NOLOGY FOR SEGM ENTAL CONCR ETE B R I DGES 1. ASBI mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 17. až 19. listopadu 2009, San Francisco Kontakt: www.asbi-assoc.org

CR EATI NG AN D R EN EWI NG U R BAN STR UCTU R ES, TALL B U I LDI NGS, B R I DGES AN D I N F R ASTR UCTU R E IABSE kongres Termín a místo konání: 14. až 19. září 2008, Chicago, USA Kontakt: www.iabse.org/conference/chicago2008/index.php

80

CR EEP, SH R I N K AGE AN D DU R AB I LIT Y OF CONCR ETE AN D CONCR ETE STR UCTU R ES – CONCR EEP 8 8. mezinárodní konference Termín a místo konání: 30. září až 2. října 2008, Ise-Shima, Japan Kontakt: http://concrete-lab.civil.nagoya-u.ac.jp/concreep8/

IABSE SYM POZI U M Termín a místo konání: 13. až 18. září 2009, Bangkok, Thajsko Kontakt: www.iabse.org/conferences/bangkok2009/index.php

TH E PCI AN N UAL CONVENTION AN D I NTER NATIONAL B R I DGE CON F ER ENCE 3. mezinárodní fib kongres a výstava Termín a místo konání: 29. května až 2. června 2010, Washington D.C., USA Kontakt: www.fib2010washington.com

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

3/2008

CÍL A ZAMĚŘENÍ KONFERENCE

POZVÁNKA

Česká betonářská společnost ČSSI www.cbsbeton.eu a ČBS Servis, s. r. o. www.cbsservis.eu

UZÁVĚR

. ČE TACÍ: 15 K A ANO

RVENCE

Konference Zděné a smíšené konstrukce, která se koná ve dvouletých periodách letos již popáté, je největší konferenční akcí věnovanou tomuto perspektivnímu a zajímavému druhu konstrukcí a staveb v České republice. Podobně jako v minulých ročnících i letos soustředí to nejdůležitější, co se v oblasti kusových staviv, zděných a smíšených/hybridních konstrukcí za poslední 2 roky objevilo. Program jednodenní konference bude vědeckým výborem sestaven jako kombinace vyzvaných přednášek a přednášek vybraných na základě došlých anotací přihlášených odborných příspěvků. Součástí konference bude i doprovodná výstava výrobků a technologií firem působících v daném oboru. TEMATICKÉ OKRUHY A Nové materiály, výrobky a technologie B Navrhování, konstruování a provádění C Zesilování zděných konstrukcí D Zajímavé realizace

2008!

TERMÍN A MÍSTO KONÁNÍ KONFERENCE Úterý 30. září 2008, Sál Morava Pavilonu A3 Výstaviště v Brně. VĚDECKÝ VÝBOR

5. konference

ZDĚNÉ A SMÍŠENÉ KONSTRUKCE 2008

Doc. Ing. Jaromír KLOUDA, CSc., předseda Doc. Ing. Karel LORENZ, CSc., místopředseda Prof. Ing. Petr HÁJEK, CSc. Ing. Michala HUBERTOVÁ, Ph.D. Ing. Vlastimil ŠRŮMA, CSc., MBA Prof. RNDr. Ing. Petr ŠTĚPÁNEK, CSc. POŘADATEL

1993  2008

Česká betonářská společnost ČSSI (ČBS) ORGANIZÁTOR

15 let

30. září 2008 Brno, Výstaviště, Pavilon A3, Sál Morava

ČBS Servis, s. r. o.  Samcova 1, 110 00 Praha 1 ☎ 222 316 195, 222 316 173 222 311 261 [email protected] URL www.cbsbeton.eu

15. BETONÁŘSKÉ DNY

POZVÁNKA

Jubilejní 15. Betonářské dny (BD 2008) nabídnou v roce 2008 dvě výjimečná programová obohacení: bude na nich připomenuto 15 let trvání a činnosti České betonářské společnosti ČSSI a dále je v jejich průběhu plánováno vyhlášení vítězů ECSN soutěže o vynikající evropskou betonovou konstrukci. Tato významná událost přivede letos do Hradce Králové autory vyznamenaných staveb a některé tyto stavby budou v programu BD 2008 také prezentovány. Samotné 15. Betonářské dny nabídnou opět vysokou úroveň odborného programu přednášek, sekce posterů i oblíbeného Betonářského kina. V programu bude opět několik přednášek význačných zahraničních odborníků, které budou věnovány zahraničním stavbám z betonu a aktuálním trendům současného betonového stavebnictví. Před závěrem roku nabídnou BD 2008 i bohatý společenský program, tradiční dva společenské večery, tematickou odbornou výstavu, dostatek prostoru a příjemné zázemí. Česká betonářská společnost ČSSI jako pořadatel a ČBS Servis, s. r. o., jako organizátor konference se budou snažit, aby se očekávaných 750 účastníků 15. Betonářských dnů cítilo v Hradci Králové opět dobře. TEMATICKÉ OKRUHY A Beton v životním prostředí člověka (pohledový beton, beton v architektuře, beton a udržitelný vývoj) B Výzkum, technologie výstavby a materiálu C Koncepce, modelování a navrhování betonových konstrukcí D Významné realizace (budovy, mosty, tunely a další zajímavé stavby z betonu v ČR i zahraničí) VĚDECKÝ VÝBOR Ing. Milan KALNÝ, předseda Doc. Ing. Jiří DOHNÁLEK, CSc., Doc. Ing. Rudolf HELA, CSc., Ing. Michal MIKŠOVSKÝ, Prof. RNDr. Ing. Petr ŠTĚPÁNEK, CSc., Ing. Vlastimil ŠRŮMA, CSc., MBA, Ing. Jaroslav VÁCHA, Prof. Ing. Jan L. VÍTEK, CSc.

Česká betonářská společnost ČSSI www.cbsbeton.eu a ČBS Servis, s. r. o. www.cbsservis.eu

UZÁV

OTACÍ: ĚRK A AN

ESKÉ B 15 LET Č

15. ČERV

ETONÁŘ

08!

ENCE 20

SKÉ SPO

LEČNOS

TI

Konference s mezinárodní účastí

15. BETONÁŘSKÉ DNY 2008 spojené s výstavou BETON 2008

VÝSTAVA BETON 2008 Výstava výrobků, technologií a firem zabývajících se betonem a betonovými konstrukcemi proběhne souběžně s konáním konference v prostorných foyerech jednacích sálů Kongresového centra Aldis. KONTAKTNÍ SPOJENÍ A DALŠÍ INFORMACE ČBS Servis, s. r. o.  Sekretariát BD 2007 Samcova 1, 110 00 Praha 1 ☎ +420 222 316 173, +420 222 316 195 +420 222 311 261 [email protected] (produkce BD) URL www.cbsbeton.eu

27. a 28. listopadu 2008 Hradec Králové, Kongresové centrum ALDIS