Poloprefabrikovaný stenový systém z polystyrénbetónu

Pri stavbe energeticky efektívnych budov na bývanie je dôležitým cieľom zaručiť vzduchotesnosť ich obalovej konštrukcie. Obalovú konštrukciu možno realizovať použitím viacerých konštrukčných systémov. Možno použiť systémy z murovacích tvaroviek, masívnych konštrukcií alebo ľahkých, prevažne drevených konštrukcií.

Masívne konštrukcie sú charakteristické tepelnoakumulačnými vlastnosťami, vďaka ktorým sa predchádza prehrievaniu priestorov počas horúcich dní v lete. V chladnom období počas zimných mesiacov masívne konštrukcie stien a stropov zase plošne naakumulované teplo do priestoru vyžarujú. Je preto výhodné použiť ich v kombinácii s presne stanovenou hrúbkou izolácie na zhotovenie budov modernej architektúry, ktoré sa vyznačujú veľkými zasklenými plochami, a tým zvýšenými požiadavkami na vytvorenie optimálnej tepelnej pohody.

V porovnaní s ľahkými konštrukčnými systémami možno masívnymi konštrukciami dosiahnuť významné zníženie kolísania teplôt vo vnútornom priestore budovy počas dňa. V prípade poruchy zdroja tepelnej energie dochádza k omnoho pomalšiemu ochladzovaniu tejto konštrukcie.

Medzi ďalšie výhody masívnych konštrukcií patria lepšie zvukovoizolačné vlastnosti, ktoré sú výsledkom ich vyššej objemovej hustoty.

Celková energetická náročnosť budovy sa výrazne zníži zabezpečením dostatočnej vzduchotesnosti obalovej konštrukcie. Pri masívnych konštrukciách sa dosahuje vzduchotesnosť pomocou omietok. Omietky musia byť bez trhlín. Túto požiadavku možno dosiahnuť dodržaním predpísaných technologických postupov pri omietaní, prípadne použitím omietkových výstužných sietí. V oblasti napojenia okenných a dverných konštrukcií sa ako prevencia pred vznikom trhlín používajú podomietkové profily, ktoré majú aj utesňovaciu funkciu.

Masívna konštrukcia sa realizuje buď z jednovrstvového muriva, viacvrstvovej skladby alebo zo systémov strateného debnenia. Nevýhodou jednovrstvového muriva je pomer hrúbky konštrukcie k dosiahnutému tepelnému odporu. Platí priama úmera: čím sú požiadavky na tepelný odpor vyššie, tým väčšiu hrúbku muriva treba použiť.

Pri viacvrstvovom systéme dochádza k oddeleniu nosnej a tepelnoizolačnej funkcie, a tým k redukcii celkovej hrúbky obvodovej konštrukcie. Čo znamená, že pri rovnakej obostavanej ploche sa získa väčší vnútorný úžitkový priestor.

Praktický príklad
Objekt s rozmermi 12 × 10 m

Jednovrstvové murivo
Podlahová plocha vnútorného priestoru pri použití tehlových murovacích tvaroviek hrúbky 50 cm, ktorými sa dosiahne tepelný odpor R = 6,30 m². K/W, bude 11,5 × 9,5 m = 109,25 m².

Dvojvrstvové murivo
Pri rovnakom tepelnom odpore postačuje použiť dvojvrstvovú konštrukciu s hrúbkou 40 cm. Celková výmera podlahovej plochy pri obvodovej konštrukcii s hrúbkou 40 cm bude 11,6 × 9,6 m = 111,36 m².
Rozdiel podlahovej plochy bude teda 109,25 – 111,36 = 2,11 m².

Ak náklady na 1 m² predstavujú asi 500,00 €, rozdiel je 1 055,00 €.

Na tieto skryté úspory sa často zabúda a stavebník tak pri prvotnom porovnaní nákladov siahne po zdanlivo lacnejšom riešení.

Dvojvrstvovú obvodovú konštrukciu možno zhotoviť použitím maloformátových tvaroviek. Tie sú však z hľadiska rýchlosti výstavby časovo náročné. Výrazného skrátenia času výstavby a zvýšenia efektivity práce sa dosiahlo vyvinutím veľkoformátových systémov alebo celých stenových systémov.

Poloprefabrikovaný systém
Príkladom môže byť poloprefabrikovaný stenový debniaci systém pozostávajúci z polystyrénbetónovej vnútornej časti, nosného betónového systému prepojených kanálikov vybetónovaných na stavbe a vonkajšej izolácie z polystyrénu. Takáto konštrukcia už pri hrúbke 33 cm dosahuje tepelný odpor 5,0 m² . K/W.
Štandardná výška steny tohto systému je 2,75 alebo 2,95 m, hrúbka konštrukcie 33, 37, 41, 47 a 51cm a tepelný odpor sa v závislosti od hrúbky pohybuje v rozmedzí od 5,0 až do 10,0 m² . K/W.

Dostatočnú únosnosť celej konštrukcie zabezpečuje systém nosných kanálikov vo vertikálnom ako aj horizontálnom smere. V prípade koncentrovaného zaťaženia od prievlakov alebo stĺpov možno do dutiny priamo vo výrobnom závode zabudovať potrebnú výstuž tak, že po zmonolitnení vzniknú skryté železobetónové stĺpy. Výhodou skrytého stĺpu je, že omietka sa aplikuje na homogénny podklad. Tým, že nedochádza ku vzájomnému kontaktu rôznych materiálov, je pravdepodobnosť vzniku trhlín nízka.

Podľa veľkosti zaťaženia možno vo výrobe prepojiť dva kanáliky, čím vzniká vnútorný stĺp schopný preniesť silu až 260 kN.

Polystyrénbetón okrem ľahkej vlastnej hmotnosti vyniká aj výbornými vlastnosťami požiarnej odolnosti. Skúšky preukázali požiarnu odolnosť až REI 120.

Stavebný systém sa vyrába pre obvodové ako aj vnútorné nosné steny. Vnútorné nosné steny sa vyrábajú v hrúbkach 25, 30 a 38 cm. Vyrábajú sa zlepením dvoch polystyrénbetónových polotovarov.
Vďaka nízkej hmotnosti polystyrénbetónu – len 460 kg/m³ možno na jedno nákladné vozidlo naložiť až 180 m² stien. V praxi to znamená, že potrebné množstvo stien na výstavbu štandardného rodinného domu možno naložiť na dve nákladné autá.

Stropná konštrukcia sa zhotovuje ako monolitická alebo s použitím stropných filigránov. Táto kombinácia zvislej a vodorovnej konštrukcie je optimálna aj na zabezpečenie spomínaných tepelnoakumulačných vlastností. Ak sa na zhotovenie schodísk pri výstavbe rodinného domu poloprefabrikovaným systémom použijú prefabrikované schodiskové ramená, výstavba vrátane betonáže trvá tri pracovné dni.

Postup pri montáži
Pred samotnou montážou sa vytýči pôdorys budovy. Na predpripravenú základovú alebo stropnú dosku, ktorej predpísaná rovinnosť je ±0,5 cm, sa osadia stenové elementy. Kým stenu prenáša žeriav, do predpripravených montážnych platničiek sa priskrutkujú šikmé podpery. Druhá strana podpery sa kotví do pevného podkladu. Po fixácii podpery sa povolia závesy žeriavu. Pomocou vodováhy a šikmých podpier sa stena zrektifikuje do zvislej polohy. Celý tento proces trvá približne 20 minút. Za tento čas možno osadiť dielec s plochou asi 16 m2. Celú montáž vykonávajú traja montážnici a žeriav. Prvý montážnik zapne jednotlivé stenové dielce uložené v transportnej klietke, ostatní dvaja osadia elementy podľa kladačského plánu.

Betonáž stropu a stien sa realizuje súčasne. To znamená, že netreba objednávať mobilné betónové čerpadlo (tzv. betónpumpa) na zabezpečenie betonáže dvakrát, zvlášť na betonáž stien a zvlášť na betonáž stropu. Tým dochádza k úspore finančných nákladov vynaložených na betonáž.

Pri použití betónového čerpadla nie je možná priama betonáž, lebo rázové tlaky spôsobené pumpou by mohli roztrhnúť stenový dielec. Preto je nevyhnutné betónovať stenové dielce cez hranu dosky. Betón tak voľne padá a vyplňuje horizontálny a vertikálny kanálikový systém. Rýchlosť betonáže je 0,7 m za hodinu. Postupuje sa špirálovito až do vybetónovania stropnej dosky.

Aby v prípade betonáže skrytého dvojitého stĺpa vytvoreného spojením dvoch zvislých dutín zvýšený tlak čerstvého betónu nepoškodil stenový dielec, treba toto miesto dostatočne vystužiť. Stropnú konštrukciu možno realizovať aj predpätými stropnými panelmi. V tomto prípade treba steny vybetónovať pred uložením stropných panelov. V rámci posledného horizontálneho kanálika sa vytvorí betónový veniec, ktorý zabezpečuje horizontálne stuženie objektu.

Vonkajšia povrchová úprava je podobná ako pri kontaktných tepelnoizolačných systémoch. Výhodou tohto systému však je, že vonkajší polystyrén netreba do obvodovej konštrukcie dodatočne kotviť, pretože je už prilepený k polystyrénovému polotovaru priamo vo výrobe. Celoplošné spojenie polystyrénu s polystyrénovou doskou sa dosiahne dobetónovaním. Vnútorné povrchové úpravy sa realizujú podobne ako pri tradičných murovacích materiáloch.

Kotvenie tažkých zariaďovacích predmetov do stien sa realizuje navŕtaním kotvy až do betónového jadra. Takto možno bez problémov na steny zavesiť ťažké skrinky respektíve kotly na teplú vodu.

Záver
Pri všetkých stavebných systémoch je dôležitá realizácia detailov, predpríprava na montáž ako aj samotná výstavba. Aj z tohto dôvodu dochádza k presunu niektorých prác zo staveniska do haly. Náročné detaily sa riešia v montážnych halách za pomerne stálych vnútorných podmienok, keď nedochádza k výkyvom počasia a k negatívnemu pôsobeniu poveternostných vplyvov na konštrukcie.

Na trhu sú už bežne dostupné komplexné systémy, ktoré tvoria tvarovky, respektíve panely na obvodové nosné murivo, stropné nosníky, stropné vložky a podobne. Medzi ne patria aj prefabrikované ako aj poloprefabrikované systémy. Sú vyrobené tak, aby do seba zapadli, a dali sa nimi vytvoriť presné, rovné konštrukcie. Tým, že sa na stavbe už len zmontujú, zvyšuje sa kvalita realizovaného diela a výrazne sa znižuje prácnosť, čo v konečnom dôsledku vedie k úspore celkových finančných nákladov.

Ing. Tomáš Tupý
Foto: Franz Oberndorfer

Ing. Tomáš Tupý pracuje ako technický poradca spoločnosti Franz Oberndorfer GmbH & Co, prevádzka Bratislava.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.