TECHNICKÁ UNIVERZITA VO ZVOLENE DREVÁRSKA FAKULTA
BAKALÁRSKA PRÁCA
Kutná Hora, 2011
Radek Kříţek DiS.
TECHNICKÁ UNIVERZITA VO ZVOLENE DREVÁRSKA FAKULTA
ALTERNATÍVNE MOŢNOSTI ZAKLADANIA DREVOSTAVEB BAKALÁRSKA PRÁCA DF-13373-9216
Študijný program: Pracovisko (katedra/ústav):
Konštrukcia drevených stavieb a nábytku Katedra nábytku a drevárských výrobkov
Vedúci bakalárské práce:
prof. Ing. Jozef Štefko,CSc.
Kutná Hora, 2011
Radek Kříţek DiS.
Čestné prohlášení Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci na téma „Alternativne moţnosti zakladania dřevostaveb“ vypracoval samostatně a pouţil jsem pramenů, které uvádím v seznamu literatury.
V Kutné Hoře 17.5.2011 1
Poděkování:
Děkuji prof. Ing. Jozefovi Štefkovi CSc. za pozornost, kterou věnoval mé práci a za jeho odborné rady při vypracování této bakalářské práce. 2
Anotace Tato práce se zabývá shrnutím moţností zakládání dřevostaveb na různých typech základových konstrukcí. Popisuje jak tradiční způsoby zakládání (zaloţení na základových pásech), tak i poměrně nové metody zakládání, které se vyznačují buď pouţitím zcela nové technologie nebo spojením tradičního způsobu zakládání a nového materiálu. První kapitola se zabývá vlastnostmi zemin z hlediska jejich vhodnosti pro zakládání staveb. V druhé kapitole jsou základové konstrukce nejprve rozděleny podle různých hledisek a následně je u kaţdé metody charakteristika a doporučení pro jaký typ stavby se hodí a jaké jsou její slabé a silné stránky. Ve třetí kapitole je proveden výpočet dvourozměrného stacionárního pole teplot pomocí programu AREA 2010 pro dvě rozdílné základové konstrukce, které jsou pouţity pro zaloţení identického rodinného domu včetně porovnání nákladů na realizaci obou základových konstrukcí.
Klíčová slova: základové podmínky, základová konstrukce, odstranitelnost, alternativa, dřevostavba
3
Abstract This work deals with the possibilities of setting up the constructions on the different types of foundation structures. It describes the traditional ways of setting up (establishing the strip footings), and also the relatively new methods, which are characterized either by using entirely new technology or a combination of traditional and new way of material setting up. The first chapter deals with the properties of soils in terms of their suitability for building foundations. In the second chapter are foundation structures divided according to different criteria, and subsequently for each method it is described characteristics and recommendations for what type of building is suitable and what are its strengths and weaknesses. In the third chapter has been calculated two-dimensional stationary temperature fields using the AREA 2010 for two different foundation structures, which are used to set upon identical house and also to compare the costs of implementing both foundation structures.
Key words: the underlying conditions, the foundation structure, removability, possibility, wooden
4
Anotácia Táto práca se zaoberá zhrnutím moţností zakladania drevostavieb na rôznych typoch základových
konštrukcií.
Opisuje
ako
tradičné
spôsoby
zakladania
(zaloţenie
na základových pásoch), tak aj pomerne novej metódy zakladania, ktoré sa vyznačujú buď pouţitím úplne novej technológie, alebo spojením tradičného spôsobu zakladania a nového materiálu. Prvá kapitola sa zaoberá vlastnosťami zemín z hladiska ich vhodnosti pre zakladanie stavieb. V druhej kapitole sú základové konštrukcie najprv rozdelené podľa rôznych hľadisk a následne je u kaţdej metódy charakteristika a odporúčanie pre aký typ stavby sa hodí a aké sú jej slabé a silné stránky. V tretej kapitole je vykonaný výpočet dvojrozmerneho stacionárneho poľa teplôt pomocou programu AREA 2010 pre dve rozdielne základové konštrukcie, ktoré sú pouţité pre zaloţenie identického rodinného domu a súčasné porovnanie nákladov na realizáciu oboch základových konštrukcií.
Kľúčové slová: základové podmienky, základová konštrukcia, odstraniteľnosť, alternatíva, drevostavba
5
Technická univerzita vo Zvolene Drevárska fakulta Katedra nábytku a drevárskych výrobkov Akademický rok: 2010/2011
ZADANIE BAKALÁRSKEJ PRÁCE Evidenčné číslo: Autor práce: Študijný program: Názov témy:
DF-13373-9216 Radek Kříţek Konštrukcia drevených stavieb a nábytku
Alternatívne moţnosti zakladania drevostavieb
Rozsah práce:
50 strán
Zásady na vypracovanie: 1. Typológia alternatívnych základov - konštrukcie, konštrukčné riešenia, detaily, funkčné poţiadavky (geotechnika, statika, tepelná technika). 2. Ekonomické, energetické a environmentálne zdôvodnenie alternatívnych základov. Alternatívne základy z pohľadu nízkoenergetickej výstavby. 3. Konkrétne riešenie jednoduchšieho objektu drevosatvby s alternatívnym zaloţením. Výkresová dokumentácia. Zoznam odbornej literatúry: 1. Internetové zdroje, zborníky z konferencií o pasívnych domoch
Dátum zadania bakalárskej práce:
20. 09. 2010
Termín odovzdania bakalárskej práce:
27. 05. 2011
prof. Ing. Jozef Štefko, CSc. Vedúci práce
doc. Ing. Pavol Joščák, CSc. Vedúci katedry
prof. Ing. Mikuláš Siklienka, PhD. Dekan DF TU vo Zvolene
6
Analytický list
Jméno autora:
Názov témy:
Radek Kříţek
Alternatívne moţnosti zakladania drevostavieb
Jazyk práce:
český, anglický
Typ práce:
Bakalářská práce
Počet stran:
51
Akademický titul:
Bc.
Univerzita:
Technická univerzita vo Zvolene
Fakulta:
Drevárska fakulta
Katedra:
Katedra nábytku a drevárskych výrobkov
Študijný program:
Konštrukcia drevených stavieb a nábytku
Mesto:
Zvolen
Vedúcí BP:
prof. Ing. Jozef Štefko CSc.
Dátum odovzdania:
27.5.2011
Dátum obhajoby:
20.-24.6.2011
Kategoria:
DF-13373-9216
Zvolen:
Technická univerzita vo Zvolene , drevárska fakulta
7
OBSAH
1
ÚVOD ............................................................................................................................ 1
2
VLASTNOSTI ZEMIN ................................................................................................. 2 2.1
Objemová a specifická tíha zemin [4] ................................................................... 2
2.2
Ulehlost hrubozrnných zemin [4] .......................................................................... 3
2.3
Zrnitost zemin [2,4] ............................................................................................... 3
2.3.1
Hrubozrnné zeminy [2,4] ................................................................................... 4
2.3.2
Jemnozrnné zeminy [2,4] ................................................................................... 4
2.4
Zpevňování základové půdy [6]............................................................................. 5
2.5
Výpočet nestejnozrnitosti [4] ................................................................................. 5
2.6
Pórovitost a číslo pórovitosti [2] ............................................................................ 6
2.7
Stlačitelnost a únosnost zemin [2] ......................................................................... 6
3
ALTERNATIVNÍ ZPŮSOBY ZAKLÁDÁNÍ DŘEVOSTAVEB ............................ 8 Plošné základy ....................................................................................................... 9
3.1 3.1.1
Základové pásy ................................................................................................ 10
3.1.2
Základové patky [2] ......................................................................................... 13
3.1.3
Základové desky .............................................................................................. 14
3.1.4
Základové desky s podsypem z pěnového skla [7] .......................................... 15
3.1.4.1
Příklady řešení zaloţené na pěnovém skle................................................... 16 Hlubinné základy ................................................................................................. 20
3.2
Pilotové základy ............................................................................................... 20
3.2.1 3.2.1.1
Dřevěné piloty.............................................................................................. 23
3.2.1.2
Zemní vruty.................................................................................................. 24
4
POROVNÁNÍ
ZALOŢENÍ
DŘEVOSTAVBY
NA
DVOU
TYPECH
ZÁKLADOVÉ KONSTRUKCE ..................................................................................... 27 4.1
Porovnáni nákladů a pracnosti na zaloţení stavby na dvou typech vybraných
základových konstrukcí ................................................................................................... 27 4.1.1
Zaloţení na dvoustupňových pásech z prostého betonu a ztraceného bednění27 8
4.1.2
Zaloţení na dvoustupňuvých pásech z prostého betonu a tvarovek BEST-
UNIKA 20 včetně zateplení pomocí XPS tl. 50mm ........................................................ 36 5
Závěr ............................................................................................................................ 44
6
Resumé......................................................................................................................... 45
9
Seznam obrázků
Obr. 1 Zemina jako trojfázový, resp. dvoufázový systém ..................................................... 2 Obr. 2 Křivky zrnitosti ........................................................................................................... 3 Obr. 3 Dvoustupňový základový pás včetně zateplení pomocí XPS tl. 50mm ................... 11 Obr. 4 Dvoustupňový základový pás bez zateplení ............................................................. 11 Obr. 5 Pohled na ţelezobetonový zákládový rošt ................................................................ 12 Obr. 6 Příklady betonových patek ....................................................................................... 13 Obr. 7 Základová konstrukce rodinného domu, tvořená patkami z prostého betonu .......... 13 Obr. 8 Osazení dřevěných podlahových nosníků ................................................................ 14 Obr. 9 Některé úpravy základových desek .......................................................................... 15 Obr. 10 Podoba zrn pěnového skla ...................................................................................... 15 Obr. 11 Zaloţení stavby na ţelezobetonové desce s podsypem z pěnového skla................ 17 Obr. 12 Základy domu v provedení se základovým polštářem z pěnového skla a zeslabenou základovou deskou ....................................................................................................... 17 Obr. 13 Zaloţení srubové konstrukce v zámrzné hloubce pomocí pěnového skla .............. 18 Obr. 14 Zaloţení stavby s vyuţitím podsypu z pěnového skla na mírně svaţitém pozemku ...................................................................................................................................... 19 Obr. 15 Rozprostření pěnového skla na podkladní geotextilii s přesahem 0,5m................. 19 Obr. 16 Pohled na přesah podsypu z pěnového skla mimo půdorys budovy o cca 1m........20 Obr. 17 Základní varianty pilotových základů .................................................................... 21 Obr. 18 Příklad namáhání maloprůměrových pilot na vzpěr ............................................... 22 Obr. 19 Příklad zhotovení maloprůměrové piloty na místě stavby vrtáním ........................ 23 Obr. 20 Osazování zemních vrutů pomocí pásové vrtné soupravy ..................................... 25 Obr. 21 Příklad zaloţení zahradního domku na zemních vrutech ....................................... 25 Obr. 22 Detail geometrie…………………………………………………………………..34 Obr. 23 Detail rozloţení izoterm………………………………………………………......34 Obr. 24 Detail rozloţení tepelného pole...............................................................................35 Obr. 25 Detail rozloţení tepelných toků.............................................................................. 35 10
Obr. 26 Detail geometrie posuzovaného prvku...................................................................42 Obr. 27 Detail rozloţení izoterm.........................................................................................42 Obr. 28 Detail rozloţení tepelného pole..............................................................................43 Obr. 29 Detail rozloţení tepelných toků..............................................................................43
11
Seznam tabulek
Tab. 1 Hodnoty pórovitosti vybraných druhů zemin ............................................................. 6 Tab. 2 Pravidla hutnění pěnového skla ................................................................................ 16 Tab. 3 Hloubky zaberanění dřevěných pilot v různých zeminách ....................................... 24 Tab. 4 Zařízení na osazení zemních vrutů ........................................................................... 24 Tab. 5 Tabulka únosností vybraných typů zemních vrutů ................................................... 26 Tab. 6 Poloţkový rozpočet první varianty ........................................................................... 29 Tab. 7 Poloţkový rozpočet druhé varianty .......................................................................... 38
12
Seznam symbolů a zkratek γ…………………
Objemová tíha
G…………………
Tíha zeminy o určité vlhkosti
V…………………
Objem zkoumaného vzorku
l d ………………… Ulehlost hrubozrnných zemin emax ………………
Pórovitost při nejhutnějším uloţení
emin ………………
Pórovitost při nejvolnějším uloţení
Cu ……………….
Nestejnozrnitost
d 60 ……………..
Průměr zrna odpovídající 60% podílu hmotnosti hmotnosti na křivce zrnitosti
d 10 ……………..
Průměr zrna odpovídající 10% podílu hmotnosti hmotnosti na křivce zrnitosti
n………………
Pórovitost
V p ……………..
Objem pórů
V ………………
Celkový objem vzorku
s ……………..
Hustota suchého vzorku
d ……………..
Hustota mokrého vzorku
13
1 ÚVOD Téma alternativní moţnosti zakládání dřevostaveb jsem si vybral, abych shrnul typy základových konstrukcí (alternativy) na kterých lze dřevostavby zakládat. Jedná se jak o tradiční způsoby zaloţení (např. na pásech z prostého betonu), tak o poměrně nové metody zakládání (např. na zemních vrutech) nebo o metody tradičního způsobu zaloţení stavby doplněné o nové materiály (zákládání na ţelezobetonové desce s podsypem z pěnového skla). Jak dále bude popsáno, metod zaloţení je celá řada, avšak né všechny se v praxi vyuţívají. Názorným příkladem můţe být zakládání rodinných domů. Drtivá většina v současné době realizovaných novostaveb rodinných domů je zaloţena na dvoustupňových pásech z prostého betonu a probetonovaných tvarovkách. Vzhledem k moţným alternativním základovým konstrukcím není tento způsob zaloţení dřevostavby vţdy zcela nejvhodnější. V současné době existuje celá řada dalších moţností jak provést základovou konstrukci dřevostavby. Jedná se o alternativní řešení k výše
uvedeným
základovým
pásům
mezi
které
patří
například
zakládání
na dvoustupňových pásech z prostého betonu a dutých betonových tvarovkách, betonových patkách, pilotách a zemních vrutech. Předkládaná bakalářská práce nemá za cíl navrhnout vlastní alternativní řešení základové konstrukce, ale zhodnotit výhody a nevýhody jednotlivých druhů (alternativ) základových konstrukcí z hlediska: vhodnosti určitého typu základové konstrukce pro daný typ stavby (rodinný dům, sklad, zahradní domek atd.), potřebných základových podmínek, pracnosti, potřeby stavební mechanizace a zařízení, spotřeby materiálů a cen za měrnou jednotku, časové náročnosti na zhotovení spodní stavby, technologických omezení vlivem přírodních vlivů, trvanlivosti, nákladů na odstranění a vlivu na ţivotní prostředí.
1
2 VLASTNOSTI ZEMIN Vlastnosti zemin, ve kterých plánujeme zakládání stavebního díla (v našem případě dřevostavby), hrají klíčovou roli při výběru typu základové konstrukce. Důleţitým faktorem je samozřejmě také typ plánovaného stavebního díla, které bude působit na základovou půdu přes základovou konstrukci (zahradní domek, rodinný dům, bytový dům atp.). Mezi parametry, které se hodnotí za účelem stanovení vlastností základové zeminy v místě stavby patří objemová a specifická tíha, zrnitostní sloţení, pórovitost a číslo pórovitosti, ulehlost hrubozrnných zemin, vlhkost a stupeň nasycení, propustnost zemin.
2.1 Objemová a specifická tíha zemin [4] V první řadě je důleţité uvědomit si z jakých částí se zeminy obecně skládají. Zeminu můţeme vnímat jako trojfázový systém, který je tvořen z vody, vzduchu a podílu pevných částic (obr.1). Pokud zeminu vysušíme, sloţky systému se sníţí na dvě (podíl pevných částic a podíl vzduchu).
Matematicky můţeme objemovou tíhu zapsat dle vztahu:
G V
kde G je tíha zeminy o určité vlhkosti, V je objem zkoumaného vzorku.
Obr. 1 Zemina jako trojfázový, resp. dvoufázový systém
2
2.2 Ulehlost hrubozrnných zemin [4] Uměle vysušenou hrubozrnnou zeminu můţeme nakypřit tak, ţe při tíze Gd zaujmou její částečky maximální objem Vmax. Potom můţeme tutéţ zeminu s tíhou Gd uměle zhutnit tak, ţe ji dostaneme do minimálního objemu Vmin, kterému odpovídá číslo pórovitosti při nejhutnějším uloţení emin. Pro hrubozrnnou zeminu v přírodním stavu, charakterizovanou číslem pórovitosti e, můţeme určit relativní ulehlost tímto matematickým vztahem:
ld
emax e emax e min
Podle konkrétních hodnot relativní ulehlosti rozlišujeme hrubozrnné zeminy: kypré (ld ˂ 0,33) středně ulehlé (ld ˂ 0,33 aţ 0,67) ulehlé (ld ˃ 0,67)
2.3 Zrnitost zemin [2,4] Postupy na zjišťování zrnitosti zeminy se liší podle hrubosti zkoumaného vzorku. Rozdělení:
hrubozrnné zeminy (písčité, štěrkovité)
jemnozrnné zeminy (jílovité, hlinité)
Obr. 2 Křivky zrnitosti
3
2.3.1 Hrubozrnné zeminy [2,4] Jedná se zejména o písčité a štěrkovité zeminy, které jsou zbaveny kamenů větších neţ 60mm. Po vysušení se zpravidla odebraný vzorek rozpadá. Nesoudrţnosti vysušeného vzorku proto vyuţíváme při určování tzv. zrnitostní křivky. Pomocí sít o různé velikosti otvorů se hrubozrnný materiál rozdělí na jednotlivé frakce. Na základě procentuálního zastoupení zrn jednotlivých frakcí je moţné graficky znázornit sloţení zkoumaného vzorku pomocí křivky zrnitosti (obr. 2). Hrubozrnné zeminy se vyznačují nízkým stupněm stlačitelnosti, vysokou únosností a dobrou propustností vody. V lokalitách ve kterých se vyskytuje tento druh základových zemin je moţné zakládat na všech typech základových konstrukcí. Vzhledem k optimalizaci nákladů na zaloţení stavby, je výhodné volit typy konstrukcí, které na základovou zeminu působí vyšším tlakem na styku spodní stavby a základové zeminy. Jako vhodné základové konstrukce se nabízí: zakládání na zemních vrutech, zakládání na maloprůměrových pilotách (opřených) a zakládání na patkách.
2.3.2 Jemnozrnné zeminy [2,4] Jedná se zejména o hlíny a jíly. Po vysušení se vzorky rozpadají jen částečně nebo dokonce drţí pohromadě. Z tohoto důvodu musíme zvolit jinou metodu k zjišťování křivky zrnitosti, neţ je tomu u hrubozrnných zemin. Abychom byli schopni rozdělit vzorek na drobné částečky, musíme přitom zrušit elektromolekulové síly, které mezi částečkami působí. V praxi se pouţívá metoda jejíţ princip spočívá ve vytvoření suspenze smícháním destilované vody se zkoumaným vzorkem zeminy. Křivka zrnitosti je výsledkem analýzy časového průběhu změn hustoty suspenze. Jemnozrnné zeminy se vyznačují vyšším stupněm stlačitelnosti, niţší únosností a zhoršenou propustností vody. V lokalitách ve kterých se vyskytuje tento druh základových zemin je nutné pečlivěji vybírat typ spodní stavby, která bude pouţita pro zaloţení budoucího stavebního objektu.
4
2.4 Zpevňování základové půdy [6] V lokalitách se zvláště nepříznivými základovými podmínkami lze provést zlepšení základových podmínek resp. provést zpevnění základové půdy. Výsledkem procesu zpevňování je zvýšení pevnosti základové zeminy a zmenšení deformace (sedání). Mezi nejpouţívanější metody patří:
výměna neúnosné vrstvy odstraněním a nahrazením neúnosné vrstvy zhutněným pískem, zhutnitelnou zeminou nebo zlepšenou zeminou
injektováním zeminy do základové půdy se pod tlakem vhání injektáţní látka jílové injekce (bentonit) nebo cementové injekce – pro zpevnění základové půdy Vzhledem k realizaci stavebního díla ve zhoršených základových podmínkách
(v jemnozrnných zeminách), je třeba volit typ spodní stavby, která na základovou zeminu působí niţším tlakem na styku spodní stavby a základové zeminy. Jako vhodné základové konstrukce se nabízí:
zakládání na pásech z prostého betonu
zakládání na pilotách (plovoucích, vetknutých)
zakládání na základových roštech
2.5 Výpočet nestejnozrnitosti [4] Tento výpočet slouţí k určení schopnosti zkoumané zeminy přenášet zatíţení. Nestejnozrnité zeminy nejlépe přenášejí zatíţení. Vyznačují se vysokou ulehlostí, coţ je dobrá vlastnost u zemin z hlediska zakládání staveb. Matematicky lze číslo nestejnozrnitosti zapsat ve tvaru:
Cu
d 60 , d10
kde d60 je průměr zrn odpovídající 60% podílu hmotnosti na křivce, d10 je průměr zrn odpovídající 10% podílu hmotnosti na křivce zrnitosti. Například dobře zrněný písek má mít Cu ˃ 6, dobře zrněný štěrk má mít Cu ˃ 4.
5
2.6 Pórovitost a číslo pórovitosti [2] Kaţdá zemina, ať uţ se jedná o hrubozrnnou nebo jemnozrnnou, v sobě obsahuje určité mnoţství větších nebo menších dutin (pórů). Póry jsou vyplněny buď vzduchem, nebo vodou. Pórovitost lze obecně definovat jako poměr součtu všech objemů pórů (Vp) uvnitř zkoumané zeminy k celkovému objemu zeminy (V).
Pórovitost n lze matematicky zapsat ve tvaru: n
vp v
*100(%)
Vzhledem k velikosti pórů je přímé měření velmi náročné a pracné. Pórovitost se tedy stanovuje z hustoty a z objemové hmotnosti vysušeného vzorku zeminy pomocí výpočtu. Tento vztah lze matematicky zapsat ve tvaru:
n
s d *100(%) s
Zkoumáním zemin se zjistilo, ţe pórovitost závisí na stupni ulehlosti a na druhu zeminy. Tabulka 1. uvádí průměrné hodnoty pórovitosti u vybraných druhů zemin:
Druh zeminy
Pórovitost (%)
Jíl
45 aţ 70
Jílovité zeminy
40 aţ 50
Hlinité zeminy
35 aţ 45
Písek
25 aţ 38
Tab. 1 Hodnoty pórovitosti vybraných druhů zemin
2.7 Stlačitelnost a únosnost zemin [2] Vlivem působení objektu na základovou spáru dochází ke stlačování zeminy. Velikost stlačení závisí na několika faktorech mezi které patří vlastní hmotnost resp. velikost síly vyvozené objektem na základovou spáru.
6
V zemině se z pórů postupně vytlačuje vzduch, voda a současně dochází k přibliţování jednotlivých částeček zeminy k sobě aţ dojde po určité době k úplnému stlačení. Obecně se jinak chovají zeminy soudrţné a jinak zeminy nesoudrţné. Nesoudrţné (písčité, štěrkovité) zeminy s makropóry uvnitř kterých je obsaţen vzduch a voda se stlačují rychle. Vzhledem k malému objemu dutin v zemině je celkové stlačení poměrně malé. Naopak je tomu u soudrţných zemin (jílovité, hlinité). Tento typ zemin v sobě obsahuje velké mnoţství mikropórů, které obsahují převáţně vodu (vliv kapilarity), která z pórů při zatíţení uniká velmi pozvolna. Tato nepříznivá vlastnost pak způsobuje jev zvaný sedání stavby ve větsím rozsahu neţ je tomu u nesoudrţných zemin.
Stlačitelnost se měří dvěma způsoby:
laboratorní zkouškou
terénní zkouškou
7
3 ALTERNATIVNÍ ZPŮSOBY ZAKLÁDÁNÍ DŘEVOSTAVEB
Při zakládání stavby máme vţdy na výběr z určitého mnoţství typů (mnoţství alternativ) základových konstrukcí. Jak uţ bylo zmíněno v předchozí části, je způsob výběru základové konstrukce pro plánované stavební dílo ovlivněn řadou aspektů, mezi které patří:
typ plánovaného stavebního díla (zahradní domek, rodinný dům, bytový dům, rozhledna atd.)
základové podmínky v lokalitě plánované výstavby
finanční prostředky určené na výstavbu daného stavebního díla
časová náročnost na trvání stavebních prací (od zahájení po předání k uţívání)
omezení vyplývající z působení přírodních vlivů (omezení moţnosti betonáţe v zimním období)
technologické přestávky (vynucené danou technologií)
dostupnost vhodné stavební techniky (běţné stavební stroje, speciální stavební stroje a zařízení)
hustota okolní zástavby (limity hladiny hluku a výskytu prachu vznikajícího při výstavbě)
ekologie (pouţité stavební materiály)
spotřeba energie (elektrické, získané z fosilních paliv a ropy)
nákladů na odstranění stavby a rekultivaci dané lokality v případě odstranění stavby po určité době jejího pouţívání
Základové konstrukce dělíme podle různých kritérií [2]:
Podle konstrukce (konstrukčního principu): o na plošné o hlubinné o speciální
Podle pouţitého materiálu na: 8
o betonové (prostý beton) o betonové (ţelezobeton) prefabrikované, tradičně vyráběné (vyráběné na místě stavby) o ocelové o dřevěné o kamenné
Podle hloubky zaloţení na: o zakládání v nezámrzné hloubce základové pásy základové rošty základové patky základové desky pilotové základy o zakládání v zámrzné hloubce ŢB deska + násyp z pěnového skla
3.1 Plošné základy Jedná se nejrozšířenější způsob zakládání běţných staveb (rodinné domy, skladovací objekty, zemědělské objekty pro ustájení dobytka, zahradní stavby aj.) Podle geometrického tvaru dělíme plošné základové konstrukce na:
základové pásy
základové rošty
základové patky
základové desky
základové desky + podsyp z pěnového skla
9
3.1.1 Základové pásy Základové pásy [2] mají při zakládání staveb velkou tradici, zejména pak při výstavbě rodinných domů z tradičních stavebních materiálů jako je pálená cihla a kámen. Svoji oblibu si vyslouţily zejména nízkou náročností na strojní zařízení (v minulosti ruční hloubení rýh, dnes strojově pomocí rypadla) a snadnou realizovatelností. Jako materiál ze kterého se základové pásy zhotovují je zpravidla pouţíván prostý beton, popř. beton prokládaný lomovým kamenem, ve výjimečných případech při větších šířkách i ţelezobeton.
Rozměry základových pásů Šířka základových pásů [2] se odvíjí od velikosti zatíţení, které je třeba spolehlivě přenést do zeminy. Obecný poţadavek na hloubku zaloţení na základových pásech spočívá v dosaţení zaloţení stavby v nezámrzné hloubce. Hloubka zaloţení se pohybuje od 0,8m v níţinách aţ do 1,6m v horských oblastech (v České republice). U pásů z prostého betonu se doporučuje roznášecí úhel 60°, u pásů z betonu a lomového kamene je pak obvykle mezi 60° a 70°. Pásy rozdělujeme na prosté, pokud šířka základové spáry je stejná jako šířka stěny, kterou podepírá, a rozšířené, které mají větší šířku neţ stěny, které nesou. Vzhledem k tomu, ţe jsou dřevostavby obecně podstatně lehčí neţ identické stavby realizované z tradičních stavebních materiálů jako například z plných cihel nebo kamene nabýváme názoru, ţe často dochází ke zbytečnému předimenzování základových pasů a tím pádem ke zbytečně velké spotřebě betonu (obr. 4). Z tohto důvodu je vhodné zakládat přízemní rodinné domy postavené ze dřeva a materiálů na jeho bázi na dvoustupňových pásech z prostého betonu a dutých tvarovek BEST-UNIKA 20 (obr. 3). Tento způsob zaloţení je o něco pracnější (skládání tvarovek BEST UNIKA 20 na sebe do cementové malty, vkládání svislé výztuţe z betonářské ţebírkové oceli do kaţdé třetí tvarovky). Tvarovky obsahují dutiny (R=0,33m².K.W-1) [9] a navíc nám dovolují kvalitně a pohodlně zateplit obvodovou část spodní stavby pomocí extrudovaného polystyrenu nebo pomocí extrudovaného polystyrenu a zásypu z pěnového skla. Těmito úpravami omezíme ochlazování jednotlivých podkladových vrstev podlahy v budově.
10
Obr. 3 Dvoustupňový základový pás včetně zateplení pomocí XPS tl. 50mm
Obr. 4 Dvoustupňový základový pás bez zateplení
Základové rošty [2] Jedná se v podstatě o soustavu návzájem kolmých základových pásů (obr. 5). Základové rošty se doporučují zejména pro skeletové konstrukce, které se zakládají v lokalitách s nestejnoměrně stlačitelnými zeminami, např. v oblastech dotčených báňskou činností.
Druhy základových roštů
základový rošt z prostého nebo slabě vyztuţeného betonu
základový rošt ze ţelezobetonu 11
Obr. 5 Pohled na ţelezobetonový zákládový rošt
Základový rošt z prostého nebo slabě vyztuţeného betonu Tento typ základového roštu roštu lze navrhnout pouze za předpokladu přibliţně rovnoměrného zatíţení od průběţných stěn a stejných geologických poměrů v rozsahu staveniště.
Základový rošt ze ţelezobetonu Tento typ základového roštu je navrhován, pokud se na staveništi mění geologické poměry. Dalším případem, kdy je vhodné pouţít tento typ základové konstrukce je situace pokud nadzákladová konstrukce působí na základ nerovnoměrně.
Výhody základových roštů
vysoká únosnost v nepříznivých základových podmínkách
Nevýhody základových roštů
vysoké náklady na výrobu a sestavení bednění základové konstrukce
12
3.1.2 Základové patky [2] Tento typ spodní stavby se nejčastěji pouţívá v kombinaci se skeletovou konstrukcí, můţeme ho však pouţít i pro účely zaloţení dřevostavby rodinného domu postaveného, jak panelovou metodou výstavby, tak sloupkovou metodou výstavby. Jako materiál se zpravidla pouţívá prostý beton a to v případě, ţe nejsme limitováni výškou patky. Základové patky se navrhují jako jednostupňové (obr. 6), dvoustupňové (obr. 6) nebo v ojedinělých případech i jako vícestupňové. Roznášecí úhel je stejný jako u základových pásů z prostého betonu (α = 60°).
Obr. 6 Příklady betonových patek
V případě, ţe jsme limitování hladinou spodní vody je vhodné zvolit jako materiál pro základové patky ţelezobeton. V tomto případě bude mít patka menší výšku neţ patka z prostého betonu. U ţelezobetonových patek volíme roznášecí úhel α =30 aţ 40°.
Obr. 7 Základová konstrukce rodinného domu, tvořená patkami z prostého betonu
13
Obr. 8 Osazení dřevěných podlahových nosníků
Zakládání pomocí patek je vhodné volit v lokalitách, ve kterých se nachází málo stlačitelná zemina o přibliţně stejnoměrné únosnosti. V opačném případě bychom byli nuceni navrhovat patky s větší stykovou plochou, výsledkem čehoţ by nám narůstala celková hmotnost základové konstrukce a tím pádem i cena celé spodní stavby. Další výhoda tohoto způsobu zaloţení spočívá v bodovém napojení dřevěné konstrukce podlahy na základové patky (obr. 8). Při dodrţení minimální vzdálenosti 0,3m mezi upraveným terénem a základovým prahem je zabráněno zvyšování vlhkosti dřevěné konstrukce vlivem sráţkové vody a vlhkosti obsaţené v zemině v okolí základové konstrukce. Velmi vhodný je tento způsob zaloţení také do lokalit s vysokým výskytem radonu. V tomto případě není třeba provádět ţádné dílčí úpravy za účelem pronikání radonu do objektu. Po uplynutí ţivotnosti stavby je poměrně snadné v porovnání s ostatními základovými konstrukcemi (základovou deskou, velkoprůměrovými pilotami) odstranění a rekultivace pozemku.
3.1.3 Základové desky [2] Základové desky zabírají půdorys celého objektu. Tento typ základové konstrukce je vhodný do lokalit s velmi málo únosnou zeminou a pro podsklepené výškové budovy vzhledem k velkému zatíţení. Základové desky se vyuţívají zejména v případech, kdy zakládáme stavební dílo blízko hladiny spodní vody nebo pod hladinou spodní vody. V případě zakládání stavby pod hladinou spodní vody tvoří deska součást „vany“. Vzhledem k tomu, ţe provedení desky v celém rozsahu stavby je dosti nákladné, pouţívají se většinou úsporná řešení. Jedním z těchto řešení můţe být pouţití subtilnější desky, která je spřaţena s patkami. 14
Tento typ spodní stavby se vyznačuje velkým rozsahem zemních prací v porovnání s ostatními základovými konstrukcemi (zaloţením na pilotách, zaloţením na zemních vrutech, zaloţením na patkách).
Obr. 9 Některé úpravy základových desek
3.1.4 Základové desky s podsypem z pěnového skla [7] Pěnové sklo je produkt recyklace odpadních střepů z obalového skla. Vyznačuje se dobrými tepelně izolačními vlastnostmi díky velkému podílu vzduchu, který je rovnoměrně obsaţen v celém objemu materiálu. Materiál je výrobcem distribuován v podobě kusového drceného materiálu o různé frakci. Jednotlivé frakce se získávají tradičním způsobem prosíváním přes síta o různé velikosti oka. Dalšími příznivými vlastnostmi je: pevnost v tlaku, zhustitelnost (tab. 2), mrazuvzdornost, nízká objemová hmotnost, nehořlavost, odolnost proti působení chemikálií a vzhledem k uzavřeným dutinám vyniká velmi nízkou nasákavostí vody (příl. A).
Obr. 10 Podoba zrn pěnového skla
15
Stavební mechanizace pouţitá k hutnění
Maximální tloušťka vrstvy pěnového skla nanesená na jeden zhutňovací cyklus(cm)
Hutnění lehkou vibrační deskou o váze 80-120kg
20
Hutnění vibrační deskou o váze do 300kg
35
Hutnění lehkým válcem o váze do 5t
50
Tab. 2 Pravidla hutnění pěnového skla
Princip zakládání spočívá v rozprostření poţadované vrstvy pěnového skla na předem připravenou plochu, na které je rozprostřena geotextílie s přesahy cca 0,5 m přes hranici základu. Plocha rozprostření pěnového skla se musí zvětšit o cca 1 metr na kaţdou stranu z důvodu omezení ochlazování obvodu spodní stavby.
3.1.4.1 Příklady řešení zaloţené na pěnovém skle
Způsob zaloţení na ţelezobetonové desce s podsypem z pěnového skla Tento způsob zaloţení (obr. 11) je výhodné pouţívat v lokalitách s málo únosnou
a nepropustnou zeminou (jílovité, popř. hlinité zeminy) zejména proto, ţe pomocí vrstvy pěnového skla zlepšíme základové podmínky z hlediska únosnosti zeminy, zejména odvodu vody (propustnost pěnového skla díky mezerám mezi jednotlivými zrny) a tepelně - izolačním schopnostem pěnového skla (tab. 3). Voda můţe snadno prostupovat vrstvou pěnového skla a odtékat pomocí perforovaného potrubí od stavby do vsakovací jámy. Díky tepelně izolačním vlastnostem je tento způsob zaloţení vhodný pro zakládání nízkoenergetických popř. pasivních domů. V kombinaci se zateplením obvodových stěn a střešní konstrukce dosáhneme kompaktního zateplení celé stavby. Tento způsob zaloţení se hodí pro zaloţení rodinných domů realizovaných jak panelovým, tak i sloupkovým způsobem výstavby.
16
Obr. 11 Zaloţení stavby na ţelezobetonové desce s podsypem z pěnového skla
Obr. 12 Základy domu v provedení se základovým polštářem z pěnového skla a zeslabenou základovou deskou
V případě, ţe stavba působí na základovou konstrukci větší silou je zapotřebí upravit tloušťku betonové desky pod nosnými zdmi (obr. 12). Z rovnoměrně tlusté ţelezobetonové desky nám úpravou vznikne deska se zvětšenou tlouštkou vrstvy betonu pod nosnými stěnami konstrukce. Jinak se princip zaloţení v ničem neliší od prvního způsobu. 17
Zaloţení srubové stavby v zámrzné hloubce Dalším způsobem je zaloţení srubové stavby v zámrzné hloubce na podsypu
z pěnového skla a nízkých pasech z prostého betonu (obr. 13). Tento způsob zaloţení srubové stavby je alternativou k zaloţení srubové stavby na pásech z prostého betonu, popř. kombinace základových pásů z prostého betonu a pásu pohledové kamenné podezdívky v nezámrzné hloubce.
Obr. 13 Zaloţení srubové konstrukce v zámrzné hloubce pomocí pěnového skla
Varianta zaloţení na vrstvě pěnového skla má několik výhod, mezi které paří: menší rozsah zemních prací,
lepší
tepelně-izolační
vlastnosti
spodní stavby, snadná
odstranitelnost spodní stavby a následná rekultivace části stavební parcely po základové konstrukci, menší spotřeba betonové směsi do základových pásů.
Vyuţití pěnového skla při zakládání stavby na svaţitých parcelách Při zakládání stavby na svaţité stavební parcele vyvstává otázka, jak zamezit
promrzání spodní stavby (velká kontaktní plocha mezi povrchem spodní stavby a venkovním prostředím). Tento problém lze vyřešit pomocí násypu z pěnového skla (obr. 14). Metoda spočívá v kombinaci pásů tvořených tvarovkami ztraceného bednění zaloţených v nezámrzné hloubce a zásypu z pěnového skla místo tradičně pouţívaného přírodního nebo umělého kameniva vyznačujícího se vysokou tepelnou vodivostí.
18
Díky tepelně izolačním vlastnostem pěnového skla dochází k omezení ochlazování podlahy objektu výsledkem čehoţ není potřeba tepelně izolovat podlahu z interiérové strany jako u tradičního způsobu zakládání. Zásyp z pěnového skla kromě tepelně-izolační funkce plní také funkci roznášecí. Díky schopnosti přenášet zatíţení do základové zeminy zcela nahrazuje tradičně pouţívané přírodní nebo umělé kamenivo. Výsledkem je sníţení pracnosti při aplikaci tepelné izolace vzhledem k nenáročné technologii pouţítí, nízké hustotě a současně omezení pouţívání nerecyklovatelných tepelných izolací (XPS,EPS).
Obr. 14 Zaloţení stavby s vyuţitím podsypu z pěnového skla na mírně svaţitém pozemku
Obr. 15 Rozprostření pěnového skla na podkladní geotextilii s přesahem 0,5m
19
Obr. 16 Pohled na přesah podsypu z pěnového skla mimo půdorys budovy o cca 1m
3.2 Hlubinné základy Hlubinné základy [11] se vyuţívají tehdy, pokud se únosná základová zemina nachází ve větší hloubce a plošné základové konstrukce by byly neekonomické nebo nerealizovatelné. Princip hlubinného zakládání je přenést zatíţení budovy aţ do únosné vrstvy opřením. Jsou však i případy, kdy výše uvedenou metodu nelze pouţít. V některých případech, kdy úroveň únosné zeminy není moţné z důvodů vysokých nákladů na realizaci aplikovat, volíme metodu, která spočívá v přenesení zatíţení do základové zeminy pomocí tření mezi pláštěm základové konstrukce a zeminou.
3.2.1 Pilotové základy Pilotové základy [3] jsou jedny z nejstarších a nejpouţívanějších typů hlubinných základových konstrukcí. Rozdíl mezi jednotlivými variantami je zejména ve způsobu jakým přenáší zatíţení do základové zeminy, v průměru a četnosti pouţitých pilot a v neposlední řadě ve způsobu zhotovení a zabudování do základové zeminy. Základní dělení pilot:
Podle příčného průřezu o mikropiloty, kořenové piloty o maloprůměrové do 0,50m o velkoprůměrové aţ 3m 20
Podle sklonu o svislé piloty o šikmé piloty
Podle způsobu přenášení zatíţení: o opřené piloty, přenášejí zatíţení opřením paty do únosného podloţí o plovoucí (třecí) piloty, přenášejí zatíţení z největší části jen třením na plášti o vetknuté piloty, přenášejí zatíţení jak na patě, tak třením na plášti
Obr. 17 Základní varianty pilotových základů
Podle způsobu namáhání o piloty tlačené o piloty taţené - přenášejí zatíţení do zeminy pláštěm, popř. rozšířeným spodním koncem o piloty namáhané ohybem - zachycující zatíţení, které působí vodorovně nebo pod obecným úhlem k podélné ose piloty o piloty namáhané na vzpěr - pokud je stavba nebo její část v určité výšce nad okolním terénem
21
Obr. 18 Příklad namáhání maloprůměrových pilot na vzpěr
Podle materiálu o dřevěné piloty o ţelezobetonové piloty o ocelové piloty o piloty z předepjatého betonu
Piloty prefabrikované o vháněné vibrováním o vháněné vtlačováním o vháněné vplachováním o vháněné šroubováním o vháněné beraněním
Piloty zhotovené na místě o předráţením o pomocí drapáku o
vrtáním (obr. 19)
22
Obr. 19 Příklad zhotovení maloprůměrové piloty na místě stavby vrtáním
3.2.1.1
Dřevěné piloty
Jako materiál se na dřevěné piloty pouţívá dub, modřín, borovice popř. smrk. Dub je z výše uvedených dřevin nejvhodnější vzhledem k nejvyšší přirozené trvanlivosti. U zbylých dřevin lze trvanlivost zvýšit pomocí tlakové impregnace. Dřevěné piloty se mohou pouţívat v případě, ţe jsou zcela nad hladinou spodní vody nebo zcela pod hladinou spodní vody. Při aplikaci beraněním se doporučuje hmotnost beranu rovnající se dvojnásobku hmotnosti piloty. Dřevěná pilota je povaţována za zakotvenou v případě, ţe pronikne do základové zeminy při závěrečných 10-ti úderech maximálně o 40mm při energii úderu 1,5MJ. Za výhody dřevěných pilot se povaţuje snadné zakotvení pomocí beranění, vysoká pevnost v tlaku i v tahu, odolnost proti agresivnímu prostředí, snadná opracovatelnost, nízké pořizovací náklady v porovnání s ostatními typy pilot, snadná spojovatelnost s navazujícími konstrukcemi. Jako nevýhody dřevěných pilot lze uvést moţnost zničení piloty při beranění v těţkých zeminách, hnití piloty na rozhraní základové zeminy a vzduchu.
23
Podle praktických zkušeností lze do štěrkového podloţí zaberanit dřevo.
Základová zemina
Hloubka zaberanění piloty (m)
Štěrk
0,5 aţ 1
Písek (dle ulehlosti)
1 aţ 3
Písek kyprý
aţ 6
Pevný jíl
1 aţ 3
Do tuhého jílu
3 aţ 10
Do měkkého jílu
10 aţ 15
Tab. 3 Hloubky zaberanění dřevěných pilot v různých zeminách
3.2.1.2
Zemní vruty
Dalším typem základové konstrukce je zákládání na zemních vrutech. Jedná se o netradiční způsob zakládání staveb. Tento způsob zakládání zaznamenává poměrně značný nárust obliby při zakládání zejména lehkých dřevěných staveb. Výjimečnost zemních vrutů spočívá v konickém tvaru dříku, který zajišťuje zhutnění okolní zeminy a v kombinaci se závitem dochází k velmi pevnému ukotvení v základové zemině. Tento způsob zakládání se nejčastěji pouţívá pro účely vytvoření základové konstrukce dřevostaveb rodinných domků, dřevěných zahradních domků, garáţových stání, altánů, pergol, vybavení dětských hřišť atd. Při zakládání se neprovádí téměř ţádné zemní práce a základy je moţné okamţitě plně zatíţit. Vzhledem k povrchové úpravě ţárovým zinkováním výrobci deklarují ţivotnost 50 aţ 70 let. Zemní vruty se šroubují do základové zeminy způsoby, které uvádí tab. 4.
Zařízení na zašroubování zemniho vrutu
Délka zemního vrutu
Ručně pomocí kovové kulatiny
do 1m
Pomocí speciálního elektrického šroubováku
1 aţ 1,6m
Pomocí pásové vrtné soupravy vybavené
od 1,6m
šroubovacím adaptérem (obr. 20) Tab. 4 Zařízení na osazení zemních vrutů
24
Obr. 20 Osazování zemních vrutů pomocí pásové vrtné soupravy
Obr. 21 Příklad zaloţení zahradního domku na zemních vrutech
Vzhledem k tomu, ţe na někoho mohou zemní vruty působit na první pohled velmi subtilně a tím pádem u něj vzbuzovat pocit nedůvěry ve schopnost přenést všechna zatíţení, kterými stavba působí na základovou konstrukci, uvádí tab. 5 únosnosti zemních vrutů při působení různě orientované zatěţovací síly. Metoda zakládání na zemních vrutech je na rozdíl od ostatních metod zakládání velmi šetrná k ţivotnímu prostředí, pomineme-li ekologickou zátěţ způsobenou povrchovou úpravou zemních vrutů (ţárové zinkování povrhu). Slabou stránkou zemních vrutů je nemoţnost pouţítí v lokalitách, kde se vyskytuje skalní podloţí nebo v případech, kdy základová zemina obsahuje velké procento balvanů. 25
Typ
Rozměr
Tlaková
Tahová
Vodorovná
Kroutící
vrutu
(mm)
síla(kg)
síla(kg)
síla(kg)
sila(kg)
KSF
66 x 2
250
170
50
136
Zahradní domky
66 x 2
350
225
100
136
Zahradní domky
114,3 x 4,0
2000
1050
600
805,8
Rergoly,
Pouţití
66x550 KSFG3 66x700 KSF G
zahradní
3114x1000
domky, garáţová stání KSF G
114,3 x 4,0
3000
1550
800
805,8
Rodinné přízemní domy,
3114x1200
garáţová staní KSF 140 x
139,7 x 3,6
4500
2500
1350
1114
přízemní domy
1400 I KSF 140 x
Rodinné
139,7 x 3,6
7250
4000
1950
1114
Rodinné domy
219,1 x 8,0
> 17500
> 11500
> 6000
8904,4
Rodinné domy
2000 I KSF 220 x 3500 S 355
Tab. 5 Tabulka únosností vybraných typů zemních vrutů
26
4 POROVNÁNÍ ZALOŢENÍ DŘEVOSTAVBY NA DVOU TYPECH ZÁKLADOVÉ KONSTRUKCE Tato kapitola se zabývá porovnáním výhod a nevýhod dvou výše uvedených typů základových konstrukcí na příkladu přízemního rodinného domu typu bungalow. Dům je navrţen jako montovaná stavba jejíţ nosné stěny jsou tvořeny spojením dřevěných KVH hranolů se zateplenými sendvičovými panely systému Flex. Celý dům je navíc z vnější strany zateplen kontaktním zateplovacím systémem. Střešní konstrukce je navrţena z příhradových vazníků pokrytých skládanou střešní krytinou. U obou typů základové konstrukce je v této kapitole provedeno posouzení dvourozměrného stacionárního pole teplot pomocí programu AREA 2010.
4.1 Porovnání nákladů a pracnosti na zaloţení stavby na dvou typech vybraných základových konstrukcí
zaloţení na dvoustupňových pásech z prostého betonu a ztraceného bednění
zaloţení na dvoustupňových pásech z prostého betonu a tvarovek BEST-UNIKA 20
4.1.1 Zaloţení na dvoustupňových pásech z prostého betonu a ztraceného bednění První způsob zaloţení přízemního rodinného domu spočívá v
zaloţení
na dvoustupňových pásech z prostého betonu a ztraceného bednění. Jedná se o metodu plošného zakládání v nezámrzné hloubce.
Stručný popis realizace základové konstrukce: Na pozemku bude provedena skrývka ornice v tloušťce 0,3m. Základová spára se bude nalézat 0,9m pod úrovní upraveného terénu a rýhy pro základové pásy budou mít šířku 0,4m. Základové pásy jsou navrţeny z prostého betonu třídy C12/15 S3 (nutno dodrţet kontinuální ukládání betonové směsi v celém rozsahu základové konstrukce). Na dostatečně únosné základové pásy se vyskládá vrstva ztraceného bednění, která bude 27
korespondovat s půdorysem budoucího domu. Tvarovky ztraceného bednění budou propojeny pomocí svislé výztuţe z ţebírkové betonářské oceli Ø10mm po 1,5m délky pásu. Po uloţení všech tvarovek bude instalováno odpadní potrubí, přívodní kabel elektrické energie a vodovodní potrubí. Poté se do prostoru mezi tvarovkami rozprostře vrstva přírodního kameniva frakce 0 – 32 v tloušťce 150mm (po zhutnění). Následuje vyskládání svařovaných sítí s překrytím cca 150mm přes sebe. Na závěr následuje betonáţ podkladové podlahy z betonu C 16/20.
Slabé stránky tohoto způsobu zaloţení:
velká spotřeba betonové směsi
vysoké náklady na odstranění a likvidaci základové konstrukce
špatné tepelně-izolační vlastnosti
Silné stránky tohoto způsobu zaloţení:
bezporuchovost v průběhu pouţívání stavby (napětí vyvozené v základových pásech vlivem působení stavby je velmi malé)
nenáročnost technologie realizace
28
Poloţkový rozpočet – Zaloţení na dvoustupňových pásech z prostého betonu a ztraceného bednění
P.č.
Název poloţky
Mnoţství Cena/MJ Celkem
MJ
(Kč) 1.
Skrývka ornice
m³
33,15
360
11934
2.
Zemní práce – kopání rýh
m³
17,2
360
6192
3.
Beton
– m³
15,3
1824
27907
Tvarovky BEST - ztracené ks
106
40,80
4324
1,1
1824
2006
32
12,48
399
C12/15
S3
základové pásy 4.
bednění 20 5.
Beton C12/15 S3 – výplň m³ ztraceného bednění
6.
Ocel betonářská ţebírková bm Ø 10mm
7.
Kamenivo 0-32
m³
16,58
270
4476
8.
Svařovaná síť
m²
116
63,67
7382
6,3/150x6,3/150 9.
Beton podkladní C16/20
m²
16,6
1950
32321
10.
Povrchová úprava soklu
m²
10,5
250
2625
11.
Práce
hod.
70
250
17500
Celkem
117066
Tab. 6 Poloţkový rozpočet první varianty
29
Program AREA Program AREA je určen pro komplexní hodnocení stavebních detailů (tepelných mostů)
z hlediska
dvourozměrného
stacionárního
vedení
tepla
a vodní
páry.
Dle revidované ČSN 730540 a vyhlášky 148/2007 Sb.
Program dále umoţňuje výpočet součinitele tepelné vodivosti tepelně izolačních vrstev s bodovýmí upěvňovacími prvky, pomocný výpočet faktoru difuzního odporu pro bodově porušené hydroizolační či parotěsné folie a pásy, přibliţné hodnocení 3D tepelných mostů a vazeb, výpočet minimální vnitřní povrchové teploty a posouzení rizika povrchové kondenzace.
30
DVOUROZMĚRNÉ STACIONÁRNÍ POLE TEPLOT A ČÁSTEČNÝCH TLAKŮ VODNÍ PÁRY podle ČSN EN ISO 10211-1 a ČSN 730540 - MKP/FEM model Area 2010
Název úlohy : Varianta Zpracovatel : Zakázka : Datum :
Zaloţení na dvoustupňových pasech z prostého betonu a ztraceného bednění Radek Kříţek DiS. 23.4.2011
KONTROLNÍ TISK VSTUPNÍCH DAT : Základní parametry úlohy : Parametry pro výpočet teplotního faktoru: Teplota vzduchu v exteriéru: -15.0 C Teplota vzduchu v interiéru: 21.0 C Parametry charakterizující rozsah úlohy: Počet svislých os: 52 Počet vodorovných os: 178 Počet prvků: 18054 Počet uzlových bodů: 9256 Souřadnice os sítě - osa x (m) : 0.00000 0.00543 0.01105 1.08513 1.26508 1.35506 1.57504 1.59254 1.61004 1.80504 1.83004 1.84504 3.51128 4.02255 4.53382 9.45954 10.0902 Souřadnice os sítě - osa y (m) : 0.00000 0.06875 0.13750 0.68750 0.75625 0.82500 1.40000 1.45188 1.50376 1.90004 1.93254 1.96504 2.11504 2.13504 2.15504 2.27468 2.28432 2.29396 2.37108 2.38072 2.39036 2.46748 2.47712 2.48676 2.56388 2.57352 2.58316 2.66028 2.66992 2.67956 2.75668 2.76632 2.77596 2.85308 2.86272 2.87236
0.01667 1.40005 1.64504 1.86309 5.04509
0.02792 1.44504 1.68004 1.88114 5.67573
0.05041 1.47254 1.69754 1.91723 6.30636
0.09540 1.50004 1.71504 1.98942 6.93699
0.18538 1.51504 1.73004 2.13379 7.56763
0.36533 1.54504 1.75504 2.42253 8.19827
0.72523 1.56004 1.78004 3.00001 8.82890
0.20625 0.89375 1.55564 1.98379 2.17504 2.30360 2.40000 2.49640 2.59280 2.68920 2.78560 2.88200
0.27500 0.96250 1.60752 2.00254 2.19504 2.31324 2.40964 2.50604 2.60244 2.69884 2.79524 2.89165
0.34375 1.03125 1.65940 2.02129 2.21004 2.32288 2.41928 2.51568 2.61208 2.70848 2.80488 2.90130
0.41250 1.10000 1.71128 2.04004 2.22504 2.33252 2.42892 2.52532 2.62172 2.71812 2.81452 2.91095
0.48125 1.17500 1.76316 2.05879 2.24004 2.34216 2.43856 2.53496 2.63136 2.72776 2.82416 2.92060
0.55000 1.25000 1.81504 2.07754 2.25504 2.35180 2.44820 2.54460 2.64100 2.73740 2.83380 2.93025
0.61875 1.32500 1.85754 2.09629 2.26504 2.36144 2.45784 2.55424 2.65064 2.74704 2.84344 2.93990
31
2.94955 3.04605 3.14255 3.23905 3.33555 3.43205
2.95920 3.05570 3.15220 3.24870 3.34520 3.44170
2.96885 3.06535 3.16185 3.25835 3.35485 3.45135
2.97850 3.07500 3.17150 3.26800 3.36450 3.46100
2.98815 3.08465 3.18115 3.27765 3.37415 3.47065
2.99780 3.09430 3.19080 3.28730 3.38380 3.48030
3.00745 3.10395 3.20045 3.29695 3.39345 3.48995
3.01710 3.11360 3.21010 3.30660 3.40310 3.49960
3.02675 3.12325 3.21975 3.31625 3.41275
3.03640 3.13290 3.22940 3.32590 3.42240
Zadané materiály : č.
Název
LambdaX
LambdaY
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Hlína suchá Hlína suchá Štěrkopísek Rigips EPS 150 Fermacell Dlaţba keramick Beton hutný 2 Beton hutný 2 Štěrkopísek Dřevo měkké (to Rigips EPS 70 F Fermacell Uzavřená vzduch OSB desky OSB desky Rigips EPS 70 S Hlína suchá Hlína suchá Hlína suchá Beton hutný 2
0.700 0.700 2.000 0.035 0.320 1.010 1.300 1.300 2.000 0.180 0.039 0.320 0.294 0.130 0.130 0.039 0.700 0.700 0.700 1.300
0.700 0.700 2.000 0.035 0.320 1.010 1.300 1.300 2.000 0.180 0.039 0.320 0.294 0.130 0.130 0.039 0.700 0.700 0.700 1.300
MiX
1.500 1.500 50 70 13 200 20 20 50 157 40 13 0.200 50 50 40 1.500 1.500 1.500 20
MiY
X1
1.500 1.500 50 70 13 200 20 20 50 157 40 13 0.200 50 50 40 1.500 1.500 1.500 20
1 1 1 1 1 1 15 19 15 21 21 17 18 20 27 28 33 33 18 1
Pd [kPa]
h,p [s/m]
X2
52 15 15 17 17 17 33 32 19 27 27 18 20 21 28 32 52 52 27 19
Y1
1 17 29 41 47 45 17 31 31 41 45 41 41 41 41 41 17 21 47 33
Zadané okrajové podmínky a jejich rozmístění : číslo
1.uzel
2.uzel
Teplota [C]
Rs [m2K/W]
1 2898 3026 21.00 0.13 1.37 2 227 2897 21.00 0.25 1.37 3 5549 5696 -15.00 0.04 0.14 4 5549 5727 -15.00 0.04 0.14 5 5727 9109 -15.00 0.04 0.14 6 1 9079 5.00 0.00 0.73 Pro výpočet šíření vodní páry byla uplatněna přiráţka k vnitřní průměrné vlhkosti 5 %.
10.00 10.00 20.00 20.00 20.00 20.00
NEJNIŢŠÍ POVRCHOVÉ TEPLOTY A HUSTOTY TEPELNÉHO TOKU: Prostředí
1 2 3 4
T [C]
Rs [m2K/W]
21.0 21.0 -15.0 5.0
0.13 0.25 0.04 0.00
R.H. [%]
Ts,min [C]
50 50 84 84
14.73 13.60 -14.85 5.00
32
Tep.tok Q [W/m]
8.98861 12.65407 -85.39333 64.00145
Propust. L [W/mK]
---------
Y2
17 29 33 45 49 47 31 41 33 45 178 178 178 178 178 178 21 31 49 41
Vysvětlivky: T
zadaná teplota v daném prostředí [C]
Rs
zadaný odpor při přestupu tepla v daném prostředí [m2K/W]
R.H.
zadaná relativní vlhkost v daném prostředí [%]
Ts,min
minimální povrchová teplota v daném prostředí [C]
Tep.tok Q
hustota tepelného toku z daného prostředí [W/m] (hodnota je vztaţena na 1m délky tepelného mostu, přičemţ ztráta je kladná a zisk je záporný)
Propust. L
tepelná propustnost mezi daným prostředím a okolím [W/mK] (lze určit jen pro maximálně 2 prostředí; pro určité charakteristické výseky lze získat průměrný součinitel prostupu tepla vydělením hodnoty L šířkou hodnoceného výseku konstrukce)
NEJNIŢŠÍ POVRCHOVÉ TEPLOTY, TEPLOTNÍ FAKTORY A RIZIKO KONDENZACE: Prostředí
1 2 3 4
Tw [C]
Ts,min [C]
f,Rsi [-]
KOND.
10.18 10.18 -16.87 2.53
14.73 13.60 -14.85 5.00
0.826 0.795 ??? 1.000
ne ne ne ne
RH,max [%]
T,min [C]
---------
---------
Vysvětlivky: Tw
teplota rosného bodu v daném prostředí [C] - lze určit jen pro teploty do 100 C
Ts,min
minimální povrchová teplota v daném prostředí [C]
f,Rsi
teplotní faktor dle ČSN 730540, ČSN EN ISO 10211-1 a ČSN EN ISO 13788 [-] [rozdíl minimální povrchové teploty a vnější teploty podělený rozdílem vnitřní ( 21.0 C) a vnější (-15.0 C) teploty - přesně lze určit jen pro max. 2 prostředí a pro rozdílnou vnitřní a vnější teplotu, program nicméně určuje orientační hodnoty i pro více prostředí, přičemţ se uvaţuje vnitřní teplota podle daného prostředí a konstantní vnější teplota Te = -15.0 C]
KOND.
označuje vznik povrchové kondenzace
RH,max
maximální moţná relativní vlhkost při dané teplotě v daném prostředí, která zajistí odstranění povrchové kondenzace [%]
T,min
minimální potřebná teplota při dané absolutní vlhkosti v daném prostředí, která zajistí odstranění povrchové kondenzace [C] - platí jen pro případ dvou prostředí
Poznámka:
Zde uvedené vyhodnocení rizika kondenzace neodpovídá hodnocení ani podle ČSN 730540, ani podle ČSN EN ISO 13788 (neobsahuje bezpečnostní přiráţky). Pro vyhodnocení výsledků podle těchto norem je nutné pouţít postup dle čl. 5.1 v ČSN 730540-2 či čl. 5 v ČSN EN ISO 13788.
ODHAD CHYBY VÝPOČTU: Součet tepelných toků: 0.2508 W/m Součet abs.hodnot tep.toků: 171.0375 W/m Podíl: 0.0015 Podíl je větší neţ 0.001 - poţadavek ČSN EN ISO 10211-1 není splněn.
STOP, Area 2010
33
Obr. 22 Detail geometrie
Obr. 23 Detail rozloţení izoterm
34
Obr.24 Detail rozloţení tepelného pole
Obr. 25 Detail rozloţení tepelných toků
35
4.1.2
Zaloţení na dvoustupňuvých pásech z prostého betonu a tvarovek BEST-UNIKA 20 včetně zateplení pomocí XPS tl.50mm
Druhý způsob zaloţení přízemního rodinného domu spočívá v zaloţení na dvoustupňových
pásech
z prostého
betonu
a tvarovkách
BEST-UNIKA
20
(R=0,33m².K.W-1) [7]. Jedná se o metodu plošného zakládání v nezámrzné hloubce.
Stručný popis realizace základové konstrukce: Z hlediska zemních prací jsou obě porovnávané varianty totoţné. Na pozemku bude
opět provedena skrývka ornice v tloušťce 0,3m. Základová spára se bude nalézat 0,9m pod úrovní upraveného terénu a rýhy pro základové pásy budou mít šířku 0,4m. Základové pásy jsou navrţeny z prostého betonu třídy C12/15 S3 (nutno dodrţet kontinuální ukládání betonové směsi v celém rozsahu základové konstrukce). Rozdíl oproti první variantě spočívá ve vybetonování základových pásů z prostého betonu o výšce pouhých 215mm. Na dostatečně únosné základové pásy se zaloţí první vrstva tvarovek BEST-UNIKA 20 (vrstva musí být zaloţena vodorovně). Svými rozměry bude korespondovat s půdorysem budoucího domu. Tvarovky BEST–UNIKA 20 budou propojeny se základovým pásem pomocí svislé výztuţe z ţebírkové betonářské oceli 2x Ø10mm po 1,5m délky pásu. Poté bude následovat vyzdění zbývajících třech vrstev tvarovek. Následně se provede dosypání zeminy do dutin kolem tvarovek (včetně přehutnění zeminy) aţ do úrovně spodní hrany budoucího obkladu z XPS tl.50mm. Obklad z extrudovaného polystyrenu v sobě spojuje dvě funkce. Primárně slouţí jako zateplení spodní stavby a současně bude vyuţit jako bednění při ukládání podkladního betonu. Po uloţení všech tvarovek bude instalováno odpadní potrubí, přívodní kabel elektrické energie a vodovodní potrubí. Poté se do prostoru mezi tvarovkami rozprostře vrstva přírodního kameniva frakce 0 – 32 v tloušťce 150mm (po zhutnění). Následně se vyskládají svařované sítě 6,3/150X6,3/150mm s překrytím cca 150mm přes sebe. Na závěr následuje betonáţ podkladního betonu C 16/20 v tlouštce 150mm.
36
Slabé stránky tohoto způsobu zaloţení:
vyšší pracnost oproti první variantě
vyšší náklady na realizaci o cca 10%
Silné stránky tohoto způsobu zaloţení:
dostatečná únosnost a trvanlivost základové konstrukce
podstatně lepší tepelně-izolační vlastnosti
menší spotřeba betonové směsi
37
Poloţkový rozpočet – zaloţení na dvoustupňových pásech z prostého betonu a tvarovek BEST –UNIKA 20, včetně zateplení pomocí XPS tl.50mm P.č.
Název poloţky
MJ
Mnoţství
Cena/MJ
Celkem (Kč)
1.
Skrývka ornice
m³
33,15
360
11934
2.
Zemní práce – kopání rýh
m³
17,08
360
6148
3.
Vrácenázemina (zásyp tvarovek)
m³
5,31
360
1911
4.
Beton C12/15 S3 – základové m³
4,08
1824
7442
390
40,80
15990
180
12,48
2246
pásy 5.
Tvarovky BEST-UNIKA 20
ks
6.
Ocel betonářská ţebírková Ø bm 10mm
7.
Kamenivo 0-32
m³
16,58
270
4476
8.
Svařovaná síť 6,3/150x6,3/150
m²
116
63,67
7382
9.
Beton podkladní C16/20
m³
16,6
1950
32321
10.
Extrudovaný
29,12
400
11648
polystyren,včetně m²
montáţe a povrchové úpravy 11.
Dosypávání a hutnění zeminy
m³
5,31
400
1404
12.
Práce
hod.
98
250
24500
Celkem
127402
Tab. 7 Poloţkový rozpočet druhé varianty
38
DVOUROZMĚRNÉ STACIONÁRNÍ POLE TEPLOT A ČÁSTEČNÝCH TLAKŮ VODNÍ PÁRY podle ČSN EN ISO 10211-1 a ČSN 730540 - MKP/FEM model Area 2010
Název úlohy : Zaloţení na dvoustupňových pásech z prostého betonu a tvarovek BEST-UNIKA 20, včetně zateplení pomocí XPS tl.50mm Varianta Zpracovatel : Radek Kříţek DiS. Zakázka : Datum : 23.4.2011
KONTROLNÍ TISK VSTUPNÍCH DAT : Základní parametry úlohy : Parametry pro výpočet teplotního faktoru: Teplota vzduchu v exteriéru: -13.0 C Teplota vzduchu v interiéru: 21.0 C Parametry charakterizující rozsah úlohy: Počet svislých os: 13 Počet vodorovných os: 13 Počet prvků: 288 Počet uzlových bodů: 169 Souřadnice os sítě - osa x (m) : 0.00000 1.44500 1.51500 1.53000 1.84500 1.85500 10.0900
1.54500
1.57500
1.59000
1.73000
1.74500
1.79500
Souřadnice os sítě - osa y (m) : 0.00000 2.10000 2.31500 2.70000 3.57000 3.58000 4.81500
2.81500
2.96500
3.31500
3.43000
3.51000
3.54000
Zadané materiály : č.
Název
LambdaX
LambdaY
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Beton hutný 1 Hlína suchá Beton strusko-p Hlína suchá Uzavřená vzduch Extrudovaný pol Dřevo měkké (to Rigips EPS 70 F OSB desky Rigips EPS 70 F
1.230 0.700 0.350 0.700 1.765 0.034 0.180 0.039 0.130 0.039
1.230 0.700 0.350 0.700 1.765 0.034 0.180 0.039 0.130 0.039
MiX
17 1.500 13 1.500 0.033 100 157 40 50 40
39
MiY
17 1.500 13 1.500 0.033 100 157 40 50 40
X1
2 9 5 2 10 9 7 9 8 7
X2
11 11 9 5 12 10 8 12 9 8
Y1
2 3 3 3 7 4 8 12 8 9
Y2
3 4 8 5 12 12 9 13 13 13
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
OSB desky Uzavřená vzduch Fermacell Fermacell Rigips EPS 150 Beton hutný 2 Štěrkopísek Hlína suchá Hlína suchá Hlína suchá Hlína suchá Dlaţba keramick
0.130 0.294 0.320 0.320 0.035 1.300 2.000 0.700 0.700 0.700 0.700 1.010
0.130 0.294 0.320 0.320 0.035 1.300 2.000 0.700 0.700 0.700 0.700 1.010
50 0.200 13 13 70 20 50 1.500 1.500 1.500 1.500 200
50 0.200 13 13 70 20 50 1.500 1.500 1.500 1.500 200
6 4 3 1 1 1 1 1 1 11 10 1
Pd [kPa]
h,p [s/m]
7 6 4 3 3 5 5 2 13 13 11 3
8 8 8 10 8 6 5 2 1 2 4 11
13 13 13 11 10 8 6 5 2 7 7 12
Zadané okrajové podmínky a jejich rozmístění : číslo
1.uzel
2.uzel
Teplota [C]
Rs [m2K/W]
1 124 163 -13.00 0.04 0.16 2 124 129 -13.00 0.04 0.16 3 129 155 -13.00 0.04 0.16 4 155 156 -13.00 0.04 0.16 5 12 38 21.00 0.13 1.37 6 38 39 21.00 0.13 1.37 7 1 157 5.00 0.00 0.73 Pro výpočet šíření vodní páry byla uplatněna přiráţka k vnitřní průměrné vlhkosti 5 %.
20.00 20.00 20.00 20.00 10.00 10.00 10.00
TISK VÝSLEDKŮ VYŠETŘOVÁNÍ : TEPLOTY (ve stupních Celsia) : 13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
-12.85 -10.94 -10.12 -9.49 -7.40 -6.23 5.00
-12.81 -12.93 -12.64 -12.53 -12.56 -12.64 -12.76 -9.93 -8.77 -7.90 -5.36 -4.12 5.00
-11.57 -12.65 -12.58 -12.53 -12.56 -12.64 -12.73 -9.86 -8.71 -7.75 -5.25 -4.07 5.00
-5.40 -11.45 -11.84 -12.36 -12.55 -12.65 -12.54 -9.53 -8.42 -6.96 -4.80 -3.81 5.00
0.80 -3.84 -3.63 -3.03 -2.21 -1.66 -1.88 -2.60 -3.57 -5.93 -4.37 -3.55 5.00
1.36 -3.17 -2.98 -2.35 -1.32 -1.22 -1.57 -2.39 -3.41 -5.47 -4.20 -3.47 5.00
18.82 17.37 16.29 12.81 8.28 3.13 1.30 -0.29 -1.03 -2.14 -2.81 -2.71 5.00
19.39 18.10 17.07 13.79 10.06 3.37 1.55 -0.06 -0.74 -1.82 -2.66 -2.63 5.00
19.88 18.84 17.94 14.94 11.23 3.44 2.02 0.39 -0.12 -1.20 -2.38 -2.47 5.00
20.13 19.26 18.54 15.79 11.65 3.38 2.07 0.45 -0.05 -1.05 -2.28 -2.39 5.00
3
2
1
20.36 19.67 19.32 16.89 11.90
20.23 20.17 19.64 14.99
20.38 20.33 19.89 15.80
13
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
13
12 11 10 9
40
8 7 6 5 4 3 2 1
3.27 2.12 0.50 0.03 -0.91 -2.17 -2.32 5.00
2.83 2.29 0.75 0.38 -0.29 -1.71 -1.97 5.00
4.90 4.49 3.42 3.19 2.78 1.69 1.29 5.00
NEJNIŢŠÍ POVRCHOVÉ TEPLOTY A HUSTOTY TEPELNÉHO TOKU: Prostředí
1 2 3
T [C]
Rs [m2K/W]
-13.0 21.0 5.0
0.04 0.13 0.00
R.H. [%]
Ts,min [C]
83 50 79
-12.93 19.67 5.00
Tep.tok Q [W/m]
Propust. L [W/mK]
-49.24818 17.64290 31.59821
-------
Vysvětlivky: T
zadaná teplota v daném prostředí [C]
Rs
zadaný odpor při přestupu tepla v daném prostředí [m2K/W]
R.H.
zadaná relativní vlhkost v daném prostředí [%]
Ts,min
minimální povrchová teplota v daném prostředí [C]
Tep.tok Q
hustota tepelného toku z daného prostředí [W/m] (hodnota je vztaţena na 1m délky tepelného mostu, přičemţ ztráta je kladná a zisk je záporný)
Propust. L
tepelná propustnost mezi daným prostředím a okolím [W/mK] (lze určit jen pro maximálně 2 prostředí; pro určité charakteristické výseky lze získat průměrný součinitel prostupu tepla vydělením hodnoty L šířkou hodnoceného výseku konstrukce)
NEJNIŢŠÍ POVRCHOVÉ TEPLOTY, TEPLOTNÍ FAKTORY A RIZIKO KONDENZACE: Prostředí
1 2 3
Tw [C]
Ts,min [C]
f,Rsi [-]
KOND.
-15.03 10.18 1.67
-12.93 19.67 5.00
??? 0.961 1.000
ne ne ne
RH,max [%]
T,min [C]
-------
-------
Vysvětlivky: Tw
teplota rosného bodu v daném prostředí [C] - lze určit jen pro teploty do 100 C
Ts,min
minimální povrchová teplota v daném prostředí [C]
f,Rsi
teplotní faktor dle ČSN 730540, ČSN EN ISO 10211-1 a ČSN EN ISO 13788 [-] [rozdíl minimální povrchové teploty a vnější teploty podělený rozdílem vnitřní ( 21.0 C) a vnější (-13.0 C) teploty - přesně lze určit jen pro max. 2 prostředí a pro rozdílnou vnitřní a vnější teplotu, program nicméně určuje orientační hodnoty i pro více prostředí, přičemţ se uvaţuje vnitřní teplota podle daného prostředí a konstantní vnější teplota Te = -13.0 C]
KOND.
označuje vznik povrchové kondenzace
RH,max
maximální moţná relativní vlhkost při dané teplotě v daném prostředí, která zajistí odstranění povrchové kondenzace [%]
T,min
minimální potřebná teplota při dané absolutní vlhkosti v daném prostředí, která zajistí odstranění povrchové kondenzace [C] - platí jen pro případ dvou prostředí
Poznámka:
Zde uvedené vyhodnocení rizika kondenzace neodpovídá hodnocení ani podle ČSN 730540, ani podle ČSN EN ISO 13788 (neobsahuje bezpečnostní přiráţky). Pro vyhodnocení výsledků podle těchto norem je nutné pouţít postup dle čl. 5.1 v ČSN 730540-2 či čl. 5 v ČSN EN ISO 13788.
41
ODHAD CHYBY VÝPOČTU: Součet tepelných toků: -0.0071 W/m Součet abs.hodnot tep.toků: 98.4893 W/m Podíl: -0.0001 Podíl je menší neţ 0.001 - poţadavek ČSN EN ISO 10211-1 je splněn.
STOP, Area 2010
Obr. 26 Detail geometrie posuzovaného prvku
Obr. 27 Detail rozloţení izoterm
42
Obr. 28 Detail rozloţení tepelného pole
Obr. 29 Detail rozloţení tepelných toků
Vyhodnocení: Z obrázku jsou vidět rozdílné deformace teplotního pole pro jednotlivé úpravy, coţ má vliv na lineární součinitel a zvýšení tepelné ztráty v místě tepelného mostu. V druhém detailu se prostřednictvím dodatečné tepelné ochrany v místě soklové části podařilo sníţit úniky tepla, coţ je vidět na rovnoměrném rozloţení izoterm a malém podílu ploch s vysokou hustotou tepelného toku.
43
5 Závěr Cílem bakalářské práce bylo shrnutí typů základových konstrukcí (alternativ) na kterých lze dřevostavby zakládat. Dále porovnat mezi sebou dva způsoby zaloţení identického rodinného domu (z hlediska nákladů na realizaci a silných resp. slabých stránek obou popisovaných konstrukcí). Zcela určitě však nebyli popsány všechny typy základových konstrukcí, které lze úspěšně pouţít pro zakládání dřevostaveb. Vzhledem k tomu, ţe ve stavební praxi dochází k neustálému vývoji, ať uţ nových nebo odvozených způsobů zakládání od těch o kterých se tato práce zmiňuje, to ani nebylo cílem. Zejména z hlediska neustále se zvyšujících poţadavků na tepelně-izolační vlastnosti materiálů pouţívaných při realizaci staveb se budou vynalézat materiály, které v sobě budou spojovat jak statické poţadavky (vlastnosti které má beton, ocel atd.), tak tepelněizolační (podíl plynu obsaţený v objemu daného materiálu).
44
6 Resumé Bakalárska práca mala za cieľ zhrnúť typy základových konštrukcií (alternatív) na ktorých je moţno drevostavby zakladať. Porovnať medzi sebou dva spôsoby zaloţenia identického rodinného domu (z hľadiska nákladov na realizáciu a silných resp. slabých stránok oboch popisovaných konštrukcií). Celkom určite však nepopisuje všetky typy základových konštrukcií, ktoré moţno úspešne pouţiť pre zakladanie drevostavieb. Vzhľadom k tomu, ţe v stavebnej praxi dochádza k neustálemu vývoju, či uţ nových alebo odvodených zpôsobov zakladania od tých od ktorých sa táto práca zmieňuje to ani nebolo cieľom. Najmä z hľadiska neustále sa zvyšujúcich poţiadaviek na tepelnoizolačné vlastnosti materiálov pouţívaných při realizácii stavieb sa budů vynajsť materiály, ktoré budú v sebe spájať ako statické poţiadavky (vlastnosti ktoré má betón, oceľ atď.), tak i tepelnoizolačné (podiel plynu obsiahnutý v objeme daného materiálu).
45
Příloha A - Vlastnosti pěnového skla Štěrk z pěnového skla Vlastnost
Specifikace
Jednotka
Barva
šedá
Váha sypaniny, volná
150
kg/m³
Zrnitost
30-60
mm
Tepelná vodivost
0,06
W/mK
Specifická tepelná kapacita
850
J/kgK
Vnitřní nasákavost zrna
0
obj. %
Úhel násypu
45
úhlový stupeň
Min. tloušťka provedení
15
cm
nezhutněného násypu Tlakové
napětí
při
10% 640
kPa
Sedání při tlakovém napětí 1-3
mm
stlačení, zhutnění 1,3:1
250kPa zatěţ. deskou Sedání při tlakovém napětí 2-7
mm
500kPa zatěţ. deskou Koeficient zhutnění
1,1 aţ 1,3
Nenamrzavost
Ano
Zamezení vzniku kapilarity
Ano
Inertní stavební materiál
ano
Recyklovatelnost
100
Třída stavebního materiálu
A1
Tvorba kapek a dýmu
ţádné
Bod měknutí
700
%
°C
46
Zdroje
[1] Juranka, T. 1998. Zakládání staveb, 2.vyd.Praha: Vydavatelství ČVUT ,1998.126s. 1998. ISBN 80-10-01727-3. [2] Hájek, V. kol.1998. Pozemní stavitelství, 4.vyd.Praha: Sobotáles,1998.152s. 1998 . ISBN 80-85920-45-x. [3] Hulla, J. a kol.1987. Zakladanie stavieb, 1. vyd.Bratislava:Alfa,1987. 456s [4] Tuček, P. a kol. 2005. Zakládání staveb, 1.vyd. Praha: JAGA, 2005. 312s ISBN 80-8076-023-3. [5] Čírtek L. , Zich M., 2005. Betonové konstrukce 1, Brno: Vydavatelství VUT, 2005. 51s [6] Zpevňování základové půdy [online], [2011-05-08] Dostupné z WWW:
[7] Refaglass [online], [2011-05-08] Dostupné z WWW: [8] AREA 2010 [online], [2011-05-08] Dostupné z WWW: [9] Katalog BEST – ZDICÍ SYSTÉM UNIKA 20 [online], [2011-05-08] Dostupné z WWW:
47
Zdroje obrázků Obr. 1 Tuček, P. a kol.: Zakládání staveb, Nakladatelství JAGA, Praha 2005, Str. 33/obr.2.1 Obr. 2 Křivky zrnitosti - [online], [2011-05-07], str.53 Dostupné z WWW: Obr. 3 Dvostupňový základový pás včetně zateplení pomocí XPS tl. 50mm, Radek Kříţek Obr. 4 Dvostupňový základový pás bez zateplení, Radek Kříţek Obr. 5 Pexová, J.:Pohled na železobetonový zákládový rošt – Zemní práce, základové konstrukce, 2009 Obr. 6 Tuček, P. a kol.: Zakládání staveb, Nakladatelství JAGA, Praha 2005, Str. 33/obr.2.2 Obr. 7, Obr. 8 Praktické řešení při zakládání pasivních domů [online]. Brotánek A.: [2011-05-01] Dostupné z WWW: Obr. 9, Juranka, T. 1998. Zakládání staveb, 2.vyd.Praha: Vydavatelství ČVUT ,1998. 126s. 1998. ISBN 80-10-01727-3. Obr. 10 Podoba zrna pěnového skla - [online], [2011-05-07], str. 6, Příručka pro projektanty a stavební firmy o vlastnostech a aplikaci pěnového sklaGeoCell Dostupné z WWW: Obr. 11 Založení stavby na železobetonové desce s podsypem z pěnového skla - [online], [2011-05-07] Dostupné z WWW: Obr. 12 Základy domu v provedení se základovým polštářem z pěnového skla a zeslabenou základovou deskou - [online], [2011-05-07] Dostupné z WWW: 48
Obr. 13 Založení srubové konstrukce v zámrzné hloubce pomocí pěnového skla - [online], [2011-05-07] Dostupné z WWW: Obr. 14 Zaloţení stavby s vyuţitím podsypu z pěnového skla na mírně svaţitém pozemku [ online ], [ 2011-05-07 ] Dostupné z WWW: Obr. 15, Obr.16 Stavba základové desky- KolínČR [online], [2011-05-07] Dostupné z WWW: Obr. 17 Juranka, T. 1998. Zakládání staveb, 2.vyd.Praha: Vydavatelství ČVUT ,1998.126s. 1998. ISBN 80-10-01727-3. Obr. 18, Obr. 19, Obr. 20 Založení dřevostavby [online], [2011-05-07] Dostupné z WWW: Obr. 21 Zemní vruty – Krinner [online], [2011-05-07] Dostupné z WWW: Obr. 22 Detail geometrie, AREA 2010 Obr. 23 Detail rozloţení izoterm, AREA 2010 Obr.24 Detail rozloţení tepelného pole, AREA 2010 Obr. 25 Detail rozloţení tepelných toků, AREA 2010 Obr. 26 Detail geometrie posuzovaného prvku, AREA 2010 Obr. 27 Detail rozloţení izoterm, AREA 2010 Obr. 28 Detail rozloţení tepelného pole, AREA 2010 Obr. 29 Detail rozloţení tepelných toků, AREA 2010
49
Zdroje tabulek
Tab. 1 Hájek, V. Tabulka hodnot porovitosti , Sobotáles, Praha 1998, str.125, ISBN 80-85920-45-x Tab. 3 Hulla, J. a kol.1987. Zakladanie stavieb, 1. vyd.Bratislava:Alfa,1987, str.225 Tab. 4 Zařízení na osazení zemních vrutů, [online], [2011-05-07] Dostupné z WWW: Tab. 5 Tabulka únosností vrutů, [online], [2011-05-07] Dostupné z WWW: Tab. 6 Poloţkový rozpočet první varianty, Radek Kříţek Tab. 7 Poloţkový rozpočet druhé varianty, Radek Kříţek
50
Zdroje příloh
Příloha A- Vlastnosti pěnového skla, [online], [2011-05-07], Dostupné z WWW:
Seznam příloh
Příloha A – Vlastnosti pěnového skla Příloha B – Výkresová dokumentace
51
