Zรกkladovรฉ dosky rodinnรฝch domov z ฤพahkรฝch betรณnov
V projektovanรญ a realizรกcii spodnej stavby rodinnรฝch domov sa v poslednรฝch rokoch zmenilo len veฤพmi mรกlo. Aj naฤalej je najฤastejลกie pouลพรญvanรฝm materiรกlom aplikovanรฝm v konลกtrukciรกch spodnej stavby betรณn, respektรญve ลพelezobetรณn ukladanรฝ na ลกtrkovรฉ lรดลพko (pรกsovรฉ zรกklady, podkladovรฝ betรณn, atฤ.). Ich tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti sa v priebehu rokov vรฝrazne nezmenili (v sรบฤasnosti vo vรคฤลกine prรญpadov nedokรกลพu splniลฅ poลพiadavky na tepelnรฝ odpor konลกtrukcie).
Vย sรบฤasnosti sa do povedomia dostรกvajรบ novรฉ modifikรกcie ฤพahkรฝch betรณnov (LB), ako sรบ penobetรณny (PBG, respektรญve GeoPBG), umoลพลujรบce vย konลกtrukciรกch aย konลกtrukฤnรฝch detailoch spodnej stavby (najmรค vย podlahovรฝch, ale aj vย zรกkladovรฝch konลกtrukciรกch) plniลฅ sรบฤasne konลกtrukฤnรบ aj vรฝplลovรบ โ tepelnoizolaฤnรบ funkciu. Predpokladรก sa dokonca pouลพitie tohto typu materiรกlu ako vรฝplลovej, tepelnoizolaฤnej, konลกtrukฤnej aย sรบฤasne roznรกลกacej โ stabilizaฤnej vrstvy nahradzujรบcej doposiaฤพ pouลพรญvanรฉ ลกtrkovรฉ lรดลพko. To do znaฤnej miery umoลพnรญ navrhovaลฅ aย zhotovovaลฅ takzvanรฉ optimalizovanรฉ konลกtrukcie aย konลกtrukฤnรฉ detaily spodnej stavby nielen rรฝchlejลกie, ale aj sย niลพลกรญm stupลom finanฤnej nรกroฤnosti.Ploลกnรฉ zakladanie rodinnรฝch domov
Vย sรบฤasnosti najrozลกรญrenejลกรญm spรดsobom ploลกnรฉho zakladania rodinnรฝch domov je zakladanie na monolitickรฝch, respektรญve montovanรฝch (zรกkladovรฉ tvรกrnice) pรกsovรฝch zรกkladoch. Ide oย zakladanie do nezรกmrznej hฤบbky (obr. 2), ktorรก sa nachรกdza podฤพa typu zรกkladovej zeminy minimรกlne vย hฤบbke 800ย mm pod รบrovลou okolitรฉho terรฉnu (vย zรกvislosti od predpisovej zรกkladne aย normatรญvnych poลพiadaviek danej krajiny). Medzi pomerne novรฉ, takzvanรฉ progresรญvne spรดsoby ploลกnรฉho zakladania, ktorรฉ sa vย sรบฤasnosti dostรกvajรบ do ลกirลกieho povedomia, patrรญ zakladanie rodinnรฝch domov vย zรกmrznej hฤบbke. Tento typ ploลกnรฉho zaklaยญdania sa realizuje prostrednรญctvom pomerne tenkรฝch zรกkladovรฝch dosiek (najฤastejลกie sย hrรบbkou 150 aลพ 300 mm) zaloลพenรฝch pri povrchu terรฉnu (po odstrรกnenรญ vrstvy humuยญsu/ornice), respektรญve zaloลพenรฝch na pomerne tenkรฝch zรกkladovรฝch doskรกch (najฤastejลกie vย hrรบbke 150 aลพ 300 mm) po obvode vystuลพenรฝch spodnรฝm obvodovรฝm rebrom. Pouลพรญva sa vลกak len veฤพmi zriedka najmรค ako alternatรญvne rieลกenia, vzhฤพadom na problรฉmy, ktorรฉ mรดลพu vzniknรบลฅ pri nesprรกvnom rieลกenรญ konลกtrukciรญ aย konลกtrukฤnรฝch detailov spodnej stavby. Ide predovลกetkรฝm oย deformรกciu zรกkladovej pรดdy (premลzanie zรกkladov), statickรฉ poruchy, obmedzenie spoฤพahlivosti aย funkฤnosti samotnej budovy aลพ havรกriu budovy.
Optimalizรกcia tepelnotechnickรฝch vlastnostรญ spodnej stavby
Na optimalizรกciu tepelnotechnickรฝch vlastnostรญ navrhovanej spodnej stavby akejkoฤพvek budovy (po zohฤพadnenรญ statiky aย geotechniky) treba vykonaลฅ tepelnotechnickรฉ posรบdenie, na zรกklade ktorรฉho sa navrhne vhodnรฝ spรดsob eliminรกcie moลพnรฉho vzniku horizontรกlneho, respektรญve vertikรกlneho tepelnรฉho mosta. Neoddeliteฤพnou sรบฤasลฅou tohto procesu je poznanie teplotnรฉho reลพimu pรดdy vย blรญzkosti budovy aย podloลพia pod budovou, na zรกklade ktorรฉho moลพno bliลพลกie ลกpecifikovaลฅ poลพiadavky na typ aย aplikรกciu tepelnej izolรกcie (mnoลพstvo, hrรบbka, kombinรกcia, vzdialenosti aย vlastnosti) (obr. 1).
Obr. 1ย Vplyv umiestnenia tepelnej izolรกcie vย konลกtrukฤnom detaile spodnej stavby
a) schematickรฉ znรกzornenie vplyvu umiestnenia tepelnej izolรกcie vย konลกtrukฤnom detaile spodnej stavby na vzdialenosลฅ, do akej zasiahne vplyv vonkajลกieho prostredia vย konลกtrukฤnom detaile spodnej stavby
b) grafickรก schรฉma na urฤenie hฤบbky zaloลพenia budovy hZ osadenej na prรญrodnom terรฉne na zรกklade polohy zakrivenej mrazovej izotermy โ1,0 ยฐC: hZ-N (navrhovanรก hฤบbka), hZ-P (poลพadovanรก hฤบbka)/schematickรฉ znรกzornenie amplitรบd kolรญsania teplรดt vย pรดde aย podloลพรญ.
Nemenej dรดleลพitรฝm faktorom na sprรกvne urฤenie hฤบbky zaloลพenia hZ budovy osadenej na prรญrodnom terรฉne je poznanie ลกpecifickรฝch vlastnostรญ pรดdy vย blรญzkosti budovy aย podloลพia pod budovou. Ide oย druh aย zloลพenie pรดdy aย podloลพia (fyzikรกlne vlastnosti: tepelnรก vodivosลฅ, tepelnรก prijรญmavosลฅ, mernรก tepelnรก kapacita/mechanickรฉ vlastnosti: objemovรก hmotnosลฅ, pรณrovitosลฅ/chemickรฉ vlastnosti), obsah vlhkosti aย vodnรฝ reลพim vย pรดde, tvar povrchu pรดdy (farebnรก ลกkรกla, snehovรก aย rastlinnรก pokrรฝvka), ale aj oย priemernรบ roฤnรบ teplotu vonkajลกieho vzduchu (teplotnรฉ maximรก aย minimรก, trvanie mrazu aย jeho intenzita), uลพรญvateฤพskรฝ reลพim (teplota vnรบtornรฉho vzduchu), ฤi teplotu vrstvy stรกlych teplรดt (teplota vย pรดde respektรญve vย podloลพรญ vย urฤitej hฤบbke. Vลกetky tieto faktory ovplyvลujรบ hฤบbku premลzania pรดdy aย podloลพia (obr. 2), aย tรฝm aj rozhodnutie oย spรดsobe ploลกnรฉho zaloลพenia spodnej stavby akejkoฤพvek budovy.
Obr. 2ย Schematickรฉ znรกzornenie hฤบbky premลzania rรดznych druhov zemรญn
–>–>
Progresรญvne rieลกenia โ ploลกnรฉ zakladanie energeticky รบspornรฝch rodinnรฝch domov
Jednรฝm zย krokov, ktorรฝm moลพno prispieลฅ kย plnohodnotnรฉmu aย najmรค sprรกvnemu fungovaniu spodnej stavby nielen rodinnรฝch domov pri ploลกnom zakladanรญ vย zรกmrznej hฤบbke je optimalizรกcia tepelnotechnickรฝch vlastnostรญ spodnej stavby. Myslรญ sa tรฝm optimalizรกcia jednotlivรฝch stavebnรฝch konลกtrukciรญ tvoriacich charakteristickรฝ aย sรบฤasne ฤasto najkritickejลกรญ konลกtrukฤnรฝ detail spodnej stavby budov osadenรฝch na prรญrodnom terรฉne: styk obvodovej steny, zรกkladovej aย podlahovej konลกtrukcie sย pรดdou aย podloลพรญm na prรญrodnom terรฉne. Vย dรดsledku napredovania vรฝskumu aย vรฝvoja, rozvoja modernรฝch technolรณgiรญ sย tendenciami zniลพovaลฅ mnoลพstvo spotrebovanรฉho stavebnรฉho materiรกlu aย so zreteฤพom na energetickรบ nรกroฤnosลฅ budov nadobรบda uvedenรฝ konลกtrukฤnรฝ detail vย sรบฤasnosti svoj osobitnรฝ vรฝznam. Do popredia sa tak dostรกvajรบ novรฉ konลกtrukฤnรฉ systรฉmy aย rieลกenia (obr. 3) vย kombinรกcii sย novรฝmi stavebnรฝmi materiรกlmi.
Obr. 3ย Konkrรฉtne prรญklady konลกtrukฤnรฝch rieลกenรญ spodnej stavby rodinnรฝch domov pri zakladanรญ vย rรดznych hฤบbkach pod รบrovลou okolitรฉho terรฉnu sย pouลพitรญm zรกkladovรฝch dosiek zย ฤพahkรฉho betรณnu (LB: GeoPBG).
Medzi novodobรฉ, viacfunkฤnรฉ stavebnรฉ materiรกly moลพno zaradiลฅ aj penobetรณn (PBG, respektรญve modifikรกcia GeoPBG), ktorรฝ patrรญ do skupiny ฤพahkรฝch betรณnov sย prirodzenรฝm tuhnutรญm (LB). Princรญp vรฝroby penobetรณnu je znรกmy viac ako 35 rokov, no jeho vรฝroba, ako aj variabilita pouลพitia sa vย priebehu rokov neustรกle menรญ aย vyvรญja.
Vo vลกeobecnosti moลพno povedaลฅ, ลพe vย sรบฤasnosti je prvoradou snahou pouลพitรญm ฤพahkรฝch betรณnov (LB: PBG) odstrรกniลฅ nevรฝhody vย praxi najฤastejลกie pouลพรญvanรฝch beลพnรฝch hutnรฝch betรณnov, respektรญve zhutลovanรฝch ลกtrkovรฝch nรกsypov, aย to najmรค vysokรบ objemovรบ hmotnosลฅ aย tepelnรบ priepustnosลฅ. Na tento รบฤel bola vyvinutรก novรก skupina penobetรณnov sย oznaฤenรญm GeoPBG. Za vรฝhody ฤพahkรฝch betรณnov (LB) moลพno povaลพovaลฅ nรญzku objemovรบ hmotnosลฅ, ktorรก vย porovnanรญ sย beลพnรฝm hutnรฝm betรณnom (< 2 300 kg/m3) mรดลพe byลฅ aลพ 5-krรกt niลพลกia aย optimรกlne tepelnoizolaฤnรฉ vlastnosti. Prรญklad postupu zhotovenia ploลกnรฝch zรกkladov rodinnรฉho domu sย pouลพitรญm ฤพahkรฉho betรณnu (LB) moลพno vidieลฅ na obr. 4 aลพ 9.
Obr. 4ย Odstrรกnenie ornice vย mieste budรบcej zรกkladovej konลกtrukcie rodinnรฉho domu | Obr. 5ย Hutnenie vyrovnรกvacej vrstvy |
Obr. 6ย Zhotovenie roznรกลกacej vrstvy zย penobetรณnu | Obr. 7ย Dokonฤenรก roznรกลกacia vrstva zย penobetรณnu |
Obr. 8ย Dodatoฤnรก tepelnoizolaฤnรก vrstva zย EPS ako sรบฤasลฅ vrchnej ลพelezobetรณnovej dosky | Obr. 9ย Hotovรก zรกkladovรก doska energeticky รบspornรฉho domu na podloลพรญ sย nรญzkou รบnosnosลฅou |
Zรกver
Potreba zaoberaลฅ sa problematikou efektรญvnej optimalizรกcie tepelnรฝch tokov zย budovy do podloลพia (vย tomto prรญpade rodinnรฝch domov), vyplynula zย aktuรกlnosti rieลกenia problรฉmu zย pohฤพadu energetickej hospodรกrnosti budov, prudkรฉho nรกrastu dopytu po vรฝstavbe energeticky รบspornรฝch rodinnรฝch domov vย poslednรฝch rokoch aย taktieลพ zย poลพiadaviek stavebnej teรณrie aย praxe.
Navrhovanรฉ moลพnosti rieลกenia prรญsluลกnรฝch konลกtrukฤnรฝch detailov spodnej stavby (obr. 3) treba vย ฤalลกom kroku overiลฅ prostrednรญctvom konkrรฉtnych modelovรฝch situรกciรญ vย stacionรกrnych aย nestacionรกrnych podmienkach aย meranรญ in situ vย reรกlnych podmienkach exploatรกcie budovy (stav uลพรญvania, starnutie aย degradรกcia stavebnรฝch materiรกlov aย konลกtrukciรญ, vย tomto prรญpade rodinnรฝch domov).
Vรฝmena skรบsenostรญ vย oblasti navrhovania aย projektovania tradiฤnรฝch, ale aj progresรญvnych konลกtrukciรญ aย konลกtrukฤnรฝch detailov spodnej stavby nepodpivniฤenรฝch budov osadenรฝch na prรญrodnom terรฉne predstavuje รบstrednรฝ bod spoluprรกce medzi pracovnรญkmi TU vย Koลกiciach, Stavebnej fakulty, รstavu budov aย prostredia, firmou Sircontec aย Politechnikou ลlฤ
skou, Wydziaลom Budownictwa, Gliwice vย Poฤพsku. Jej zรกmerom je vytvoriลฅ vลกeobecne platnรบ sรบstavu konลกtrukciรญ aย konลกtrukฤnรฝch detailov spodnej stavby aplikovateฤพnรฝch vย klimatickรฝch podmienkach krajรญn V4 sย vyuลพitรญm takzvanรฝch viacfunkฤnรฝch materiรกlov, medzi ktorรฉ sa zaraฤuje aj skupina ฤพahkรฝch betรณnov (LB). Primรกrnym cieฤพom vย sledovanej oblasti je alternatรญvne nahradenie ลกtrkovรฉho (respektรญve ลกtrkopieskovรฉho) nรกsypu sย najฤastejลกou hrรบbkou 200 mm aย podkladovรฉho betรณnu sย najฤastejลกou hrรบbkou 100 aลพ 150ย mm jednou vrstvou penobetรณnu (GeoPBG) sย hrรบbkou, ktorรก zabezpeฤรญ poลพadovanรฉ tepelnotechnickรฉ vlastnosti aย รบnosnosลฅ konลกtrukcie spodnej stavby (optimalizovanรบ pre danรบ budovu) vo vzลฅahu ku geologickรฝm prieskumom zistenej รบnosnosti podloลพia.
Tento prรญspevok vznikol pri rieลกenรญ grantovรฉho projektu VEGA 1/1060/11 aย pri rieลกenรญ projektu ITMS โ26220120018โ: Podpora centra excelentnรฉho integrovanรฉho vรฝskumu progresรญvnych stavebnรฝch konลกtrukciรญ, materiรกlov aย technolรณgiรญ.
TEXT: Ing. Rรณbert Rudiลกin, PhD., Ing. Agnieszka Knoppik-Wrรณbel, Ing. Walter Scherfel
FOTO aย OBRรZKY: autori
Ing. Rรณbert Rudiลกin, PhD. je odbornรฝm asistentom na รstave budov aย prostredia Katedre fyziky budov Stavebnej fakulty TU vย Koลกiciach.
Ing. Agnieszka Knoppik-Wrรณbel pracuje na Stavebnej fakulte Vysokej ลกkoly technickej vย sliezskych Gliwiciach, Poฤพsko.
Ing. Walter Scherfel je vรฝskumnรฝm aย vรฝvojovรฝm pracovnรญkom firmy SIRCONTEC, s. r. o.
Literatรบra
1.ย ย ย Rudiลกin, R. โ Scherfel, W.: Opportunities, efficiency and effect of utilization of foam concrete in floor structures of hall industrial buildings on reduction of energy intensity, In: Budovy aย prostลedรญ 2010, 5.ย mezinรกrodnรญ konference, Vysokรฉ uฤenรญ technickรฉ vย Brnฤ, Fakulta stavebnรญ, รstav pozemnรญho stavitelstvรญ, ฤR, oktรณber, 2010, s. 214 โ 221. ISBN 978-80-214-4155-2.
2.ย ย ย Rudiลกin, R. โ Knoppik-Wrรณbel, A. โ Scherfel, W.: New solution of aย dwelling house foundation structure โ foundation slab made of lightweight concrete (PBG), In: Poruchy aย obnova obalovรฝch konลกtrukciรญ budov, Vysokรฉ Tatry, Podbanskรฉ, SR, aprรญl, 2011, s. 249 โ 254. ISBN 978-80-553-0651-3.
3.ย ย ย Horniakovรก, L.: Energetickรก nรกroฤnosลฅ budov, Bratislava: Ediฤnรฉ stredisko SVล T, 1986.
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Stavebnรฉ materiรกly.