Stavitel

28
TECHNOLOGIE – KONSTRUKCE
STAVBY Z LEHKÉHO
pohledového betonu
Výhodou pohledového monolitického betonu je jeho použití současně
v exteriéru a interiéru bez přidání tepelných izolací. V posledních letech
se objevuje zejména při ztvárnění zajímavých staveb.
Z hlediska technologie výroby, ukládání
a ošetřování patří pohledový beton mezi
náročnější aplikace, a je proto třeba brát
na tento fakt zřetel již při přípravě stavby.
Průkopníkem technologie je švýcarský inženýr a architekt Patrick Hartmann –
v roce 2005 byl realizován jeho projekt třípatrového domu v blízkosti Churu.
K tomu, aby mohl uplatnit monolitický
koncept, si vybral izolační Liaporbeton.
APLIKACE TECHNOLOGIE
V KONKRÉTNÍCH OBJEKTECH
Použitá receptura obsahovala lehké kamenivo Liapor a granulát z expandovaného
skla Liaver. Patrick Gartmann spolupracoval s Danielem Mayerem ze společnosti Liapor Švýcarsko, který zahájil řadu laboratorních pokusů k nalezení ideální receptury. Favorizované prototypy litého
betonu následně prošly přísnými testy
EMPA. Použitý izolační Liaporbeton má
hodnotu tepelné vodivosti 0,32 W/(mK).
Projekt obdržel za skvělé komplexní dílo
skládající se z architektonické myšlenky
a použitého inovačního izolačního betonu
Liapor „Stříbrného zajíce za nejlepší výkon v architektuře 2004“. [1]
Další zajímavou aplikací této technologie je rodinný dům Prof. Dr. sc. techn.
Mike Schlaicha ve východní části Berlína,
který jej poskytl v podstatě jako testovací
objekt k vědeckým účelům. Spolu se svým
týmem a v úzké spolupráci se společností
Liapor vyvinul na Technické univerzitě
01
v Berlíně ultralehký beton, který s kamenivem Liapor dosahuje vynikajících tepelně izolačních hodnot s objemovou
hmotností kolem 800 kg/m3.
Dům, do kterého se rodina Schlaichových mohla nastěhovat v létě 2007 po
sotva ročním trvání stavby, navrhli architekti Amanda Schlaich a Clemens Bonnen. Na pozemku se starými stromy budova svou puristickou kvádrovou formou
(9,75 x 13,42 m) dobře zapadá do okolního
prostředí. Východní a západní strana objektu sestává kompletně ze stěn z pohledového betonu, severní a jižní strana má
fasádu z trámů a hrázdění s velkými skleněnými plochami a panely z eloxovaného
hliníku, kromě toho také s úzkou stěnou
z pohledového betonu [2]. Pro výrobu betonu byl použit Liapor frakce 1 – 4 a 4 –
8 mm a drcený Liapor frakce 0 – 2 mm,
který dodatečně zvyšuje jeho tepelně technické vlastnosti. Dále se uplatnily cement
CEM III-A 32,5, voda a přísada vytvářející
vzduchové póry. Beton vykazoval velice
dobré tepelně izolační vlastnosti se součinitelem tepelné vodivosti 0,2 W/(mK).
Lehký beton dosahuje pevností, které se
přibližují pevnosti lehkého betonu LC8/9.
Zajímavé bylo především to, že konstrukční a stavebně fyzikální detaily
stavby byly přizpůsobeny vlastnostem
materiálu a postupovalo se jiným způsobem, než je u železobetonových staveb obvyklé. Ke snížení jinak nevyhnutelných
smršťovacích trhlin byla jako výztuha
02
01 > Rodinný dům Patricka Gartmanna okouzluje zajímavými pohledy a výhledy
(zdroj Liapor GmbH Německo)
02 > Obytný dům v Berlíně, Prenzlauer Berg (zdroj Liapor GmbH Německo)
DUBEN 2009 | STAVITEL 04
použita skleněná vlákna. Podařilo se tím
vyřešit nejen problémy s korozí, ale zabránit také tepelným mostům. Uvnitř byly
stěny z pohledového betonu ponechány
v přirozeném vzhledu [2].
Jinou aplikací je nové centrum Národního švýcarského parku v Zernezu architekta Valeria Olgiati. Budova se skládá ze
dvou krychlí o třech podlažích, které jsou
vzájemně spojeny jedním rohem tělesa.
Bílá barva objektu byla dosažena použitím
bílého cementu. Receptura je podobná
jako u domu Patricka Gartmanna, neboť na
tomto projektu pracoval Daniel Mayer ze
společnosti Liapor Švýcarsko [3].
INSPIRACE PRO PRVNÍ ČESKÝ
EXPERIMENT
První aplikace u nás se uskutečnila na
jižní Moravě a byla inspirována domem
architekta Gartmanna ve Švýcarsku. Záměrem však bylo vyvinout ještě lehčí beton s nižší objemovou hmotností. Oslovili
proto autora (společnost Lias Vintířov,
Lehký stavební materiál k.s.). V tomto případě bylo použito výhradně lehké kamenivo Liapor tuzemské výroby frakce 1 – 4
a 4 – 8 mm. Po prvních laboratorních
návrzích receptury se provedly experimentální betonáže in-situ v prostorách betonárny Stappa mix spol. s r. o., na kterých
se podíleli také doc. Ing. Rudolf Hela, CSc.
(Fakulta stavební VUT v Brně; Ústav technologie stavebních hmot a dílců), pracovníci firmy Česká Doka bednicí technika
spol. s r.o. a pracovníci společnosti Sika
CZ s.r.o. Vývoj ultralehkého betonu v podstatě probíhal současně a nezávisle spolu
s vývojem v Německu (dům profesora
Schlaicha) s podobnými konečnými vlastnostmi tohoto speciálního materiálu [4].
Navržený beton měl ve vysušeném
stavu objemovou hmotnost 900 až
950 kg/m3 s pevností min. 9 MPa a součinitelem tepelné vodivosti 0,24 W/(mK).
Statický modul pružnosti betonu je 6 GPa.
MATERIÁL TEPELNĚ IZOLAČNÍCH
VLASTNOSTÍ
Významným znakem monolitické konstrukce jsou zdi a stropy sestávající z jediné vrstvy. Izolační Liaporbeton zajišťuje
statiku a požadované izolační hodnoty. Od
parotěsných zábran, izolace nebo omítky
se naprosto upouští. Stavební fáze se tím
zkracuje na odstranění bednění a vysušení
stavebního prvku. Monolitickou konstrukci je třeba navrhnout tak, aby zabránila tvorbě tepelných mostů. Betonové povrchy jsou homogenní a jemně strukturované, není třeba je upravovat či dodatečně
zušlechťovat. Estetický dojem, jež vyvolávají, odpovídá současným trendům.
Vylehčení betonu se provádí dvěma
způsoby – lehkým kamenivem a napěně-
TECHNOLOGIE – KONSTRUKCE
ním cementové matrice. Lze použít buď samotné kamenivo Liapor, nebo kombinaci
Liapor a Liaver. Liapor je kamenivo na bázi
expandovaných jílů vypalované při teplotě
1200 °C, Liaver je minerální, ekologická surovina bez vláken s rovnoměrnou strukturou jemných pórů a z větší části uzavřeným povrchem. Materiály mají nízké objemové hmotnosti, ze kterých vyplývají
vynikající tepelně izolační vlastnosti – Liaporbeton dosahuje objemové hmotnosti
pod 1000 kg/m3. Výbornou tepelnou izolaci zabezpečuje také pórovitost, charakteristická jak pro Liapor, tak pro Liaver. Napěnění cementové matrice se docílí použitím napěňujících přísad.
Při technologii výroby, ukládání a ošetřování existují určité odlišnosti, které je
třeba akceptovat. Jedná se například o vyřešení nasákavosti lehkého kameniva.
Tento beton není možné čerpat, čímž se
zpomaluje samotná rychlost betonáže
a musí se s tím tedy počítat již při návrhu
konstrukce. Také z hlediska pohledového
betonu je nutné brát zřetel na faktory jako
složení, doprava, ukládání a hutnění, okamžik odbednění a kvalita samotného bednění, ošetřování atd. Protože se ve své
podstatě jedná o jakousi formu mezerovitého betonu, je vhodné primárně ochránit
www.stavitel.cz
03
03 > Bílý monolitický izolační beton
použitý na budově nového centra
Švýcarského národního parku
v Zernezu (zdroj Liapor GmbH
Švýcarsko)
výztuž. Před návrhem konstrukce z tohoto
betonu se doporučuje na betonárce provést průkazní zkoušku betonu. I když se
použije výše uvedené lehké kamenivo,
v jednotlivých lokalitách se mohou aplikovat odlišné suroviny (cement, příměsi,
29
přísady). Zkouškou se přesně stanoví jednotlivé vlastnosti betonu. Přestože je třeba
ještě překonat některá technologická úskalí, je patrné, že se tento inovační ultralehký beton v praxi výborně osvědčuje.
Příspěvek byl zpracován za podpory
projektu MPO FI-IM5/016 „Vývoj lehkých
vysokohodnotných betonů pro monolitické konstrukce a prefabrikované dílce“
a za přispění projektu GA ČR 103/07/076
„Vývoj lehkých betonů pro široké konstrukční využití“. ✕
Ing. Michala Hubertová, Ph.D.
Lias Vintířov, Lehký stavební materiál k.s.
LITERATURA
[1] Liapornews 2/2005 Liapor GmbH
Pautzfeld; www.liapor.com.
[2] Liapornews 1/2008 Liapor GmbH
Pautzfeld; www.liapor.com.
[3] Sonderdruck aus „Bau & Architektur“ , Juni 2008. Liapor Schweiz Vertriebs
GmbH
[4] Liapornews 3/2007 Lias Vintířov,
Lehký stavební materiál k.s.; www.liapor.cz.
[5] Hubertová, M., Monolitický izolační
beton. Beton TKS. 2008. 8 (samostatná
příloha Povrchy betonu). p. 102 – 107.
ISSN 1213 – 3116.
DUBEN 2009 | STAVITEL 04
30
TECHNOLOGIE – KONSTRUKCE
Vodohospodářský projekt
S EKOLOGICKÝMI DOPADY
Soubor šesti staveb, které řeší deficit splaškové kanalizace
a nedostatky v zásobování obyvatele Plzně pitnou vodou, představuje
jednu z největších investic v novodobé historii města.
Jde o doplnění vodohospodářské infrastruktury za 60 109 000 eur, s podporou
Evropské unie a českého státu. Cílem projektu bylo zlepšit zásobování obyvatel
Plzně pitou vodou i kanalizační síť, především v okrajových částech města, zachytit přívalové srážky a vyčistit odpadní
vody na městské ČOV před jejich vypuštěním do řeky Berounky.
Jednotlivé stavby realizovalo sdružení
stavebních firem Čistá Plzeň, které tvoří
společnosti Hochtief CZ jako vedoucí
sdružení (34 %), Metrostav (25 %), Stavby
silnic a železnic (23 %), TCHAS (10 %)
a Strabag (8 %). Podporu a propagaci projektu po celou dobu zajišťovala společnost P.G. Management, která zvítězila ve
výběrovém řízení na dodávku uvedených služeb.
K největším stavbám vodohospodářského komplexu patří soubory Lobzy a Vinice zahrnující vodovodní řady včetně
velkokapacitních vodojemů. Projekt zahrnuje rovněž kanalizaci na Valše, odkanalizování Křimic, Radčic a Lochotínské
ulice. Dalšími stavbami jsou nové retenční
nádrže Gera a Bolevec, které budou zadržovat přívalové deště, aby voda nezahlcovala městskou kanalizaci.
VODÁRENSKÝ SOUBOR LOBZY
Vodárenský soubor Lobzy tvoří soubor
staveb za 15 milionů eur, kromě vodojemu je to výtlačný řad pitné vody vedený
z vodojemu Homolka přes městskou část
Slovany a Lobzy. Jeho vybudováním bu-
dou odstraněny problémy se zásobováním pitnou vodou v městské části Lobzy
a Doubravka, především podél Rokycanské třídy, kde nedostatečný tlak v síti dosud způsobuje obyvatelům problémy.
Vodojem má kapacitu až 2 x 10 000 m3
pitné vody (do výkopu by se vešlo celé
jedno fotbalové hřiště) a vybudovala ho
akciová společnost Stavby silnic a železnic. Výtlačný řad DN 600 má délku zhruba
3,7 kilometrů. Celková délka položených
nových vodovodních řadů je 7,3 km.
VODOJEM VINICE
Hlavním objektem tohoto vodárenského je
vodojem o celkovém akumulačním objemu 2 x 6000 m3 pitné vody. Jeho součástí
jsou rovněž propojovací řady a připojení
vodojemu na dva výtlačné řady do vodojemu Sylván. Vodojem zlepší zásobování
pitnou vodou v oblasti Roudné, části Lochotína, Vinic a v centru města. Zároveň
bude díky němu možné odstavit z provozu
starý a poruchový výtlačný řad z vodojemu
Bory do vodojemu Sylván.
Součástí souboru jsou dvě unikátní
stavby – šachta hluboká 47 metrů a štola
dlouhá 165 metrů, které umožňují propojení vodovodních řadů z vodojemu do
ulice Pod Vinicemi. Celkem bylo na této
stavbě položeno 5,1 km potrubí.
RETENČNÍ NÁDRŽE
GERA A BOLEVEC
Stavba je situována za Boleveckou ulicí
nedaleko vysokoškolských kolejí. Jde
01 > Čerpací stanice v ulici Na Poříčí je součástí rozsáhlého kanalizačního
systému Křivice, Radčice a Lochotín
02 > Retenční nádž Bolevec slouží k zadržování vody z přívalových dešťů, aby
nezahlcovala kanalizaci a mohla být vyčištěna v městské ČOV před
vypuštěním do řeky Berounky
DUBEN 2009 | STAVITEL 04
o podzemní železobetonový monolitický
objekt s retenčním objemem 2350 m3
vody. Jejím cílem je snížení množství odpadních vod v kanalizačním sběrači zejména při prudkých deštích, čímž se
sníží riziko poškození kanalizace a zároveň bude zajištěno vyčištění odpadních
vod před jejich vypuštěním do řeky Berounky. Další nádrž na zadržování dešťové vody Bolevec je umístěna při komunikaci U Velkého rybníka nedaleko
železniční trati na Žatec. Je to podzemní
železobetonový monolitický objekt s retenčním objemem 3100 m3 a stejně jako
nádrž Gera má snížit množství odpadních vod v kanalizačním sběrači a jejich
vyčištění před vypuštěním do řeky.
KANALIZAČNÍ SYSTÉMY
Kanalizační systém splaškové kanalizace
Valcha vybudoval Metrostav, má celkovou délku zhruba 9 kilometrů a čerpání
splaškových odpadních vod zajistí pět
čerpacích stanic. Kanalizace umožní připojení 460 budov a je zaústěna do dosavadního Litického sběrače.
Druhý kanalizační systém splaškové
kanalizace Křimice, Radčice a Lochotín
má celkovou délku zhruba 14 kilometrů. Umožní plnohodnotné bydlení
v okrajových částech Plzně. Protože
bude napojen na současný kanalizační
systém města, bude zaručeno kvalitní
čištění odpadních vod v městské ČOV
před jejich vypuštěním do Berounky. ✕
Jiří Bigas
ZPŮSOB FINANCOVÁNÍ
Město Plzeň čerpalo finanční pomoc
z Evropské unie a od českého státu.
Projekt je spolufinancován Evropskou
unií z Fondu soudržnosti částkou ve výši
39 090 000 eur a Státním fondem
životního prostředí ČR částkou ve výši
63 325 850 Kč. Zbytek si město půjčilo
od Evropské investiční banky.
Ke konci října 2008 zaplatilo město
Plzeň dodavatelům stavebních prací
a služeb celkem 43 000 000 eur,
přičemž ke stejnému datu inkasovalo na
dotacích částku ve výši 30 300 000 eur
z Fondu soudržnosti Evropské unie
a částku ve výši 42 176 000 Kč
od Státního fondu životního prostředí
ČR. Celkové výdaje na realizaci projektu
dosáhly 60 109 000 eur. Tato částka je
vyšší oproti původním předpokladům
o 3 612 000 eur. Důvodem je rozšíření
prací v rámci projektu, konkrétně
prodloužení kanalizačních odboček za
hranici vozovky v počtu 868 kusů
a opravy povrchů komunikací o výměře
45 000 m2