VÝSTAVBA KRUHOVÝCH MONOLITICKÝCH ŽELEZOBETONOVÝCH NÁDRŽÍ SLOUŽÍCÍCH JAKO SKELETY PRO FERMENTORY A DOFERMENTORY BIOPLYNOVÝCH STANIC PREAMBULE V souladu s požadavky Evropské unie je pro zemědělské podniky v současné době zajímavé využití bioplynu. Získávání elektrické energie z takzvaných obnovitelných zdrojů stojí stále více v popředí rozvoje energetiky a ochrany životního prostředí. V bioplynových stanicích lze velice dobře zhodnotit kejdu i ostatní rostlinnou produkci. Vzhledem k tomu, že je na řadu let garantována odbytová cena takto získané elektrické energie, stávají se bioplynové stanice stabilizujícím prvkem řady zemědělských podniků. Fermentory, dofermentory a skladovací nádrže byly firmou WOLF SYSTEM postaveny v roce 2008 téměř u dvaceti bioplynových stanic. Monolitické kruhové železobetonové nádrže WOLF SYSTEM pro bioplynové stanice, splňují požadavky konstrukční stability, nosnosti a vibrační odolnosti pro instalaci potřebných technologických prvků. Stavějí se podle typu technologie, požadovaného výkonu a optimálního stavebního uspořádání v provedení se stropní deskou, system „kruh v kruhu“, otevřené nebo se zakrytím plachtou, plnící současně funkci plynojemu, apod. Nezbytnou součástí je vnitřní ochrana betonu pomocí folie a vnější zateplení. Tato v provozu chrání konstrukci před agresivními účinky metanu. Z důvodu omezení teplotních rozdílů na vnější a vnitřní straně stěny fermentoru je používána tepelná izolace extrudovaným polystyrenem, kterou též lze při zhotovování stěny včetně folie vložit do bednění.
1. VŠEOBECNĚ WOLF SYSTEM spol. s r.o. je stavebně strojní firma. Stavební část produkce představuje výstavbu několika set nádrží v železobetonovém provedení během jednoho roku. Rozsahem činnosti a specializací patří firma k jedněm z nejvýznamnějších podnikatelských subjektů ve svém oboru. Na základě zahraničních zkušeností a přenesením praxe z koncernového uspořádání WOLF SYSTEM GROUP na podmínky České republiky, je realizována inovace technologického postupu zaměřeného na výstavbu skeletu nádrží i pro bioplynové stanice. 1.1 Popis technologie Kruhové monolitické železobetonové jímky a nádrže jsou stavěny přímo na místě pomocí variabilního kovového bednění. Nádrže představují železobetonový monolit. Podle údajů projektu zajišťuje firma v souladu s platnými normami pro každou nádrž (základová deska, stěna a popř. zastropení) prováděcí dokumentaci (řez a půdorys nádrže), statický propočet, armovací plán a ručí za správnost jejich vyhotovení.
2. KOMPONENTY 1/6
2.1
Prvky vkládané do stavby - vodonepropustný beton, armovací sítě, armovací žebírková ocel, distanční prvky - pryžová pásová těsnící izolace - vnitřní ochranná folie - vnější zateplení extrudovaným polystyrenem
2.2 Kovového kruhového bednění – podnikové typové technické označení Typ
průměr železobet. staveb
Typ 3 Typ 3,5 Typ 7 Typ 12 Typ 24
2,5 – 3,5 m 3,0 – 4,5 m 4,5 – 10,0 m 6,0 – 24,0 m 15,0 – 50,0 m
Rozměr bednících tabulí 100 x 80 cm Hmotnost bednící tabule 40 kg
3. PŘÍPRAVA PŘED REALIZACÍ V RÁMCI TECHNOLOGICKÉHO POSTUPU Vedoucí mistr stavby, popř. zástupce fy. WOLF SYSTEM převezme od objednatele připravenou spodní stavbu s vytyčením středového bodu budoucí jímky a označení výškového bodu +- 0,00 po provedení následující kontroly: - v souladu s výkopovými plány a projektovou dokumentací zaměření rovinnosti podkladového betonu s (tolerancí +- 1,0 cm,) event. zhutněného štěrkopískového podloží, - založení spodní stavby jímky podle výsledku hydrogeologického průzkumu a PD, - inženýrských sítí ležící blízko stavby (podzemní a nadzemní, např. voda, plyn, proud, telefon atd.) jsou zabezpečeny proti poškození nebo v nejnutnějším případě musí být před začátkem stavby přeloženy, - požadovanou únosnost podloží, která musí dosahovat minimálně 150 kPa pro otevřené nádrže a 200 kPa pro nádrže se stropní deskou, - v případě instalace tepelné izolace pod dnem fermentoru, musí tato vykazovat stejnou únosnost jako únosnost podloží, tj. min. 150 kPa u otevřené nádrže a min. 200 kPa při zastropené nádrži, požadovaná hodnota Edef2 podloží musí vykazovat minimální hodnotu 65 MPa pro nádrže otevřené a nádrže se stropní deskou, poměrem modulů Edef2/Edef1 < 2,5, - zajištění dostatečné tepelné izolace, při použití nádrže jako fermentor nebo dofermentor, pro dodržení maximálního teplotního rozdílu mezi vnitřním a vnějším prostředím – max. 10 °C
4. REALIZACE 2/6
4.1 Postup realizace díla Na připravené a zkontrolované stavební ploše (podkladním betonu) se armuje kruhová základová deska se zahloubením pro opěrný sloup dle armovacího plánu. Pro vyztužení konstrukce nádrže je používána žebírková armovací ocel ve formě svařovaných kari sítí a ocelových tyčí 10 505 R, které jsou doloženy hutními certifikáty. Armovací sítě jsou pomocí distančních prvků umístěny tak, aby bylo zajištěno jejich odpovídající krytí betonem. Před a při betonáži základové desky se kontroluje rovinnost a výškové kóty laserovým měřicím přístrojem. K betonování je používán výhradně vodostavební beton. Kvalita (složení a atesty) betonové směsi a plynulost dodávek v potřebném množství jsou před zahájením stavby pečlivě prověřovány. Výběr dodávek je zajišťován od nejblíže vhodného výrobce betonu v dané lokalitě a je prováděna zpravidla ze tří betonárek. Beton je do postaveného ocelového bednění ukládán mobilním čerpadlem betonové směsi. Zhutnění je prováděno vibračním přístrojem. V místě budoucího obvodu stěny se vkládá zdvojená pryžová těsnící vložka a spojovací armatura. K přenášení a manipulaci s bedněním, materiálem a ostatními břemeny je používám jeřáb o odpovídající nosnosti. Stěnové, ocelové vnější a vnitřní bednící tabule jsou sestaveny tak, že vytváří kruhovou stěnu. Tato stěna je konstrukčně stabilní a nevyžaduje žádného vzájemného propojení. Konstrukce ocelových bednících tabulí zajišťuje lehkou manipulaci a bezpečné spojování pomocí ocelových zámků a klínů. Ocelové bednění se u nádrží velkého průměru zpravidla staví do výšky v 2,0 m úsecích. Vnitřní bednění je zafixováno horizontálními a vertikálními nástrčnými vzpěrami, které současně slouží jako pochozí lávka po celém obvodu postaveného bednění. Kruh s vnějšími bednícími tabulemi je nutno vždy postavit o jeden prstenec výše než je betonovací výška. Vrchní hrana tohoto kruhu je 1,1 m od vodorovných pochozích podlážek položených ve dvou řadách na horizontálních vzpěrách, čímž tento vnější prstenec slouží jako ochranné zábradlí. Na vnitřní straně jsou nástrčné vertikální vzpěry postaveny též o jednu řadu výše a propojit dalšími horizontálními vzpěrami ve výšce 1,1 m, čímž je vytvořeno ochranné obvodové zábradlí na vnitřní straně bednění. Na bednění resp. podlážky usazené na horizontálních vzpěrách se pracovník dostává pomocí žebříku, který je ukotven z vnější strany na tabule ocelového vnějšího bednění tak, aby nedošlo k jeho posunu. Z vnitřní strany bednění je rovněž ukotven žebřík k horizontálním vzpěrám. Mezi spojenými bednícími tabulemi, které tvoří vnější a vnitřní stěnu, se vkládají armovací sítě (dle armovacího plánu), ostatní armovací a distanční prvky, které zajišťují odpovídající krytí výztuže betonem. Pro zajištění ochrany betonu se vkládá do bednění: - k vnější straně zámkový, extrudovaný polystyren, sloužící jako tepelná izolace, - k vnitřní straně PE – folie, která slouží jako ochrana betonu a pro zvýšení plynotěsnosti nádrže. Betonáž stěny proběhne v taktech dle dané výšky. Pro snadné odbedňování se na obě vnitřní strany bednění nanáší nástřikem odbedňovací olej. Při odbedňování stěny nádrže je nejprve demontováno vnitřní bednění, následně pak vnější. Další pracovní spáry ve stěně jsou zabezpečeny obdobně jako v místě styku základové desky a stěny.
3/6
4.2 Nasazení pracovních sil a pracnost Dle velikosti nádrže je nasazeno 5 – 6, popř. více pracovníků, včetně obsluhy jeřábu. Pověřený pracovník WOLF SYSTEM, zpravidla stavbyvedoucí nebo mistr v průběhu stavby odpovídá za dodržení technologického postupu zejména za dodržení předepsaného krytí a překrytí výztuže a zajišťuje odběr vzorků dopravené betonové směsi k vyhodnocení autorizované zkušebně. 5. INOVACE TECHNOLOGICKÉHO POSTUPU 5.1 Vnitřní ochrana betonu Folie slouží ke zvýšení plynotěsnosti železobetonové monolitické konstrukce současně v prostoru vývinu plynu jako ochrana betonové stěny před agresivními účinky metanu. Jedná se o speciální folii, která má jednu stranu hladkou a druhou zvrásněnou (s drobnými „kudrlinkami“) pro snadné zachycení v betonové směsi, která je čerpadlem ukládána do bednění. Folie se současně klade na podbednění stropní desky a okolo středového podpůrného sloupu. Následně se na styku stěny a stropu folie svařuje speciálním natavovacím agregátem. Taktéž se folie svařuje na vnitřní stěně a před armováním na stropní desce. 5.2 Zateplovací extrudovaný polystyren Tento je ukládán v tabulích, které jsou opatřeny speciálními zámky. Po odstranění bednění pak tyto zámky drží polystyrenové desky pohromadě po celém vnějším obvodu stěny. Může se dodávat v tloušťkách 6,0 – 20,0 cm podle náročnosti požadovaného zateplení fermentoru a dofermentoru. U těchto tepelných izolací není nutno (jako u obyčejného obkladového polystyrenu) používat kotevní prvky, ale díky vyfrézovaným žlábkům se tato teplená izolace dokonale spojí s litou betonovou monolitickou konstrukcí. 6. SHRNUTÍ A ZÁVĚR Tyto dva druhy ochrany betonu – tepelná (z vnější strany) a protiagresivní (z vnitřní strany) splňují náročné požadavky kladené na fermentory a dofermentory bioplynových stanic. Tento způsob vkládání ochrany a tepelné izolace přímo do bednění je umožněn díky patentovanému ocelovému bednění WOLF SYSTEM. Ušetří se pracovní čas, tzn., nemusí se tyto výše uvedené technologické postupy realizovat v následujících krocích až po odbednění celých nádrží, ale mohou se provádět přímo v bednícím procesu. Tímto technologických postupem dojde k úsporám nákladů (stavba lešení uvnitř a vně apod.) na vícepráce ve výškách, protože se nádrže budují do výšek 6,0 9,0 m a o průměrech až 40,0 m. U dofermentorů s proměnnou výškou hladiny se stěna folií chrání po celé výšce. Používané produkty inovačního technologického postupu (folie a zámkový extrudovaný polystyren) zajišťuje firma WOLF SYSTEM od různých výrobců převážně původem z Německa a Rakouska. U těchto dodavatelských firem jsou výše uvedené komponenty připravovány na základě zadávacích projektových parametrů ve vazbě na jednotlivé rozměry nádrží. Tyto prvky splňují požadavky české legislativy a legislativy EU. 4/6
OBSAH TECHNOLOGICKÉHO POSTUPU VÝSTAVBA KRUHOVÝCH MONOLITICKÝCH ŽELEZOBETONOVÝCH NÁDRŽÍ :
Preambule .................................................................................................................................. 1 1. Všeobecně ............................................................................................................................. 1 1.2. Popis technologie ........................................................................................................... 1 2. Komponenty .......................................................................................................................... 1 2.1. Prvky vkládané do stavby ...............................................................................................1 2.2. Kovového kruhového bednění – technické označení Wolf System ...............................1 3. Příprava před realizací v rámci technologického postupu .....................................................2 4. Realizace ................................................................................................................................2 4.1. Postup realizace díla .......................................................................................................3 4.2. Nasazení pracovních sil a pracnost ................................................................................3 5. Inovace technologického postupu ..........................................................................................4 5.1. Vnitřní ochrana betonu ...................................................................................................4 5.2. Zateplovací extrudovaný polystyren ..............................................................................4 6. Shrnutí a závěr .......................................................................................................................4
5/6
Příloha č. 1: - jmenovitý popis a seznam doprovodné fotodokumentace 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
- příprava podkladových vrstev pro budoucí stavbu nádrže - příprava podkladových vrstev pro budoucí stavbu nádrže - příprava podkladových vrstev pro budoucí stavbu nádrže - zátěžové zkoušky při měření únosnosti podloží - hutnění podkladových vrstev - první vrstva armovací pomocí velkoplošných armovacích sítí - armování zahloubení pod budoucí středový sloup - hotová základová deska - ošetření základové desky - celkový pohled na připravenou základovou desku před betonáží - stavba svislého stěnového vnějšího bednění (fermentor „kruh v kruhu“) - vnější bednění – systém uzavíracích zámků - detail uzavíracích zámků - hlavice bednění podpůrného středového sloupu - instalace ochranné folie k vnitřní části bednění - detail - instalace ocelové armatury – sítě - částečně odbedněná jímka – pohled na provedou tepelnou izolaci polystyrenem - pohled na uložení tepelné izolace k vnější stěně bednění - detail tepelné izolace – spojení pomocí zámků a svislé žlábky pro zalití betonovou směsí - ukládání ochranné folie s přesahem pro budoucí napojení stropu - uložení extrudovaného polystyrenu k vnější stěně bednění – pohled shora - první část vnějšího odbednění – hotová tepelná izolace extrudovaným polystyrenem - postup ukládání extrudovaného polystyrenu - postup ukládání extrudovaného polystyrenu - pohled na rozestavěnou stěnu s izolací - pohled na tepelnou izolaci po odbednění - pohled na položenou a svařenou stropní folii - pokládka stropní ochranné folie - pokládka stropní folie (před svařením a armováním stropu)
6/6
