Stavebníctvo, ako jedno z najväčších priemyselných odvetví na svete, neustále hľadá inovatívne riešenia pre efektívnejšiu, udržateľnejšiu a bezpečnejšiu výstavbu. Nové nosné systémy zohrávajú kľúčovú úlohu pri napĺňaní týchto cieľov. Tento článok sa zameriava na moderné prístupy a technológie v oblasti nosných konštrukcií, s prihliadnutím na špecifické požiadavky priemyselných stavieb a využitie progresívnych materiálov a postupov.
Priemyselné stavby a ich špecifiká
Priemyselné stavby predstavujú špecifickú kategóriu stavebných konštrukcií, ktoré sa nachádzajú na pomedzí pozemných a inžinierskych stavieb. Ich charakteristickým rysom sú zvýšené nároky na únosnosť, trvanlivosť a spoľahlivosť, vyplývajúce z ich funkcie a prevádzkových podmienok. Často ide o viacpodlažné objekty, ktoré slúžia ako podporné konštrukcie pre rôzne technológie.
Zaťaženie a založenie
Pri väčšine priemyselných objektov je potrebné preniesť značné statické, prípadne aj dynamické zaťaženia z vrchnej stavby do podložia. Okrem základnej požiadavky na únosnosť základových konštrukcií je nevyhnutné dodržať aj predpísanú veľkosť výsledného sadnutia. Táto požiadavka vyplýva z technologických potrieb, napríklad z dôvodu kompenzácií potrubí alebo nadväzností strojnotechnologických zariadení. Preto je dôležité, aby súčasťou návrhu založenia bol aj statikom predpísaný spôsob vnášania zaťaženia.
Príklad: Návrh založenia veľkoobjemového obilného sila s maximálnou náplňou 8 000 t obilia. Oceľová plášťová konštrukcia sila (hmotnosť približne 80 t) je technologickou dodávkou. Sústavu tvoria štyri silá, ktoré sú vzájomne prepojené dopravníkmi obilia. Vzhľadom na automatické napĺňanie a vyprázdňovanie síl pomocou dopravníkov, technológ predpísal maximálne rozdielne sadnutie dvoch susedných síl 10 mm. Základ pre každé silo tvorila železobetónová doska hrubá 600 mm s nabetónovanými prevzdušňovacími kanálmi v ďalšej betónovej konštrukcii hrubej 400 mm. Doska bola podporená sústavou veľkopriemerových pilót s priemerom 900 a 1 200 mm.
Základové pomery boli zložité. Do hĺbky 4 m tvorili základovú pôdu neuľahnuté navážky, do 6 m sa vyskytovali výsypky tvorené ílmi s úlomkami ílovca, uhlia a uhľového prachu s prímesou škvary a s únosnosťou len 120 až 150 kPa. Pod výsypkami boli dvoj- až trojmetrové vrstvy spraší. Približne v hĺbke 10 m sa začínali únosné vrstvy piesčitých až kamenitých štrkov, do ktorých sa pilóty, navrhnuté na celkové sadanie 20 mm, votkli. Súčasťou návrhu pilót bol predpísaný spôsob plnenia síl po približne 25 % objemu s mesačnou prestávkou, za súčasného merania sadania. Na každom sile sa osadili značky, ktoré sa geodeticky zameriavali z pevných bodov mimo sila. Výsledky meraní boli priaznivejšie ako výpočtové predpoklady.
Prečítajte si tiež: Aktivity pre deti
Rýchla realizácia a špeciálne požiadavky
V prípade stavebných objektov, ktoré tvoria iba zastrešenie strojového vybavenia bez špeciálnych statických nárokov, je snaha o rýchly spôsob realizácie spodnej stavby. Stavebný objekt sa zakladá súčasne so založením technológií, pričom montáž vrchnej stavby prebieha až po osadení veľkorozmerných strojov a zariadení. Pri železobetónových montovaných skeletoch sa využíva najmä pilótové založenie s vŕtanými kalichmi, do ktorých sa osadzujú montované stĺpy. Vŕtané kalichy eliminujú potrebu výkopu a vonkajšieho debnenia.
Plošne zakladané nádržové dvory a havarijné nádrže, ktoré sú dimenzované napríklad na havarijné plnenia alebo odstávky zariadení s vypúšťaním, si vyžadujú použitie špeciálnych betónov a vystužení. Tieto konštrukcie sú vystavené nielen agresívnemu (podľa účelu špecifikovaného technológom), ale často aj vonkajšiemu prostrediu. Statický návrh týchto konštrukcií sa počíta na medznú šírku trhlín prierezu, ktoré nevznikli v dôsledku zaťaženia, ale zmrašťovania a objemových zmien. Statik musí predpísať aj kvalitu betónu.
V súčasnosti sa pri návrhu vychádza z normy STN EN 206-1 Betón - špecifikácie, vlastnosti, výroba a zhoda. Minimálna trieda betónu pre tieto konštrukcie je C 30/37, pri vysoko agresívnom chemickom prostredí dokonca C 35/45. Konštrukcie vystavené striedavému pôsobeniu mrazu (vonkajšie konštrukcie) podľa nasýtenia vodou a obsahu rozmrazovacích prostriedkov sa v chemicky agresívnom prostredí XA2-XA3 navrhujú v stupni XF1-XF4. Korózia vplyvom karbonatácie je špecifikovaná stupňami XC1-XC4. Ďalšou požiadavkou je odolnosť proti priesaku vody (súvisí s návrhom šírky trhlín a krytia). Pri masívnych konštrukciách treba betón dôkladne ošetrovať (zakrývať, kropiť), aby z dôvodu veľkého vývinu hydratačného tepla nedošlo k jeho zmrašteniu.
Konštrukcie zaťažené dopravou
Priemyselné areály často zahŕňajú konštrukcie zaťažované ťažkými nákladnými vozidlami alebo železničnou vlečkou mimo komunikácie. Na transport materiálu z nákladného vlaku na ďalšie spracovanie slúžia výsypky, na ktoré vlak vchádza, a spodným dopravníkom sa materiál dopravuje mimo vlaku. Zaťaženie vyvodené na konštrukcii výsypky, ktorá je zaťažovaná dopravou, sa stanovuje podľa modelu SW/0 - 99,48 kN/m koľaje pri rýchlosti do 40 km/h v súlade s STN P ENV 1991-3 Zaťaženie mostov dopravou. Stavebná nadväznosť koľajového zvršku na výsypku sa musí riešiť dilatáciou, pričom aj v tomto prípade treba zabezpečiť rovnaké sadanie oboch častí.
Pre konštrukcie zaťažované cestnou dopravou (napr. otvorený tunel krytý pororoštami alebo podzemný tunel pod komunikáciou) sa podľa požiadaviek technológa uvažuje zaťaženie vozidlom s predpísanou celkovou hmotnosťou, napr. 60 t.
Prečítajte si tiež: Moderné nosiče pizze: Výber
Nosné konštrukcie halových objektov
Nosné konštrukcie halových objektov vychádzajú z optimálnej voľby medzi požiadavkami na zaťaženie, požiarnu odolnosť, rozpätie a rýchlosť montáže. Železobetónové skelety sa uplatňujú najmä do rozpätia 24 m (železobetónové väzníky) až 30 m (predpäté betónové väzníky). Väzníky spravidla neumožňujú veľké priťaženia podvesnými žeriavmi. V prípade požiadavky sa žeriavová dráha osadzuje na konzoly stĺpov. Betónové konštrukcie halových objektov sa väčšinou využívajú tam, kde sú zvýšené požiadavky na požiarnu odolnosť konštrukcie (viac ako 30 minút).
Častou požiadavkou pri týchto stavbách sú vstavby s obslužnými schodiskami alebo plošinami, ktoré nie sú súčasťou ťažkej betónovej montáže. V tomto prípade musí projektant zapracovať do jednotlivých prefabrikátov kotevné prvky, alebo predpísať miesta dodatočného kotvenia pomocou chemických kotiev. Všeobecne možno konštatovať, že pri stĺpoch sa dá vŕtať vo vnútornej tretine šírky stĺpa, po celej výške. Neodporúča sa vŕtať pozdĺž hrán stĺpov v šírke 1/3 rozmeru, po celej výške. Pri nepredpätých tyčových prvkoch možno vŕtať po celej hornej ploche, na bočných plochách iba v hornej polovici výšky a v dĺžke vnútornej tretiny dĺžky prvku. Nemožno vŕtať v ťahanej oblasti pri spodnom povrchu prvku, v celej dĺžke prvku a v bočných hranách vo vzdialenosti 1/3 od podpory.
Oceľové konštrukcie technologických stavieb
V prípade technologických stavieb nejde o klasické domy, ale o plošiny a platformy usporiadané v niekoľkých výškových úrovniach nad sebou. Tieto konštrukcie sa navrhujú ako oceľové. Objekty môžu byť opláštené alebo bez opláštenia, vystavené vonkajšiemu prostrediu. Konštrukčné riešenie podlieha technologickým požiadavkám a konštrukčný systém z hľadiska priestorovej tuhosti sa odporúča voliť so stužujúcimi prvkami priehradového typu (diagonálne stužovadlá prenášajúce iba osové sily). Vhodný krížový tvar stužovadiel prechádzajúcich po celej výške objektu však často naráža na prechádzajúce technologické zariadenia. To znamená, že ak je to z hľadiska účinnosti stužovadiel možné, nahrádzajú sa tvarovo podobnými stužovadlami. Robustnejšie a náročnejšie riešenie týchto konštrukcií z hľadiska výroby i spotreby materiálu je s tuhými rámovými styčníkmi. Montážne dielce s rámovými rohmi sa vyrábajú v dielni a montážne spoje sa umiestňujú v menej namáhaných častiach prvkov. Projektant musí pri ich návrhu rešpektovať nielen umiestnenie montážnych spojov z hľadiska priebehu vnútorných síl, ale napr. aj dopravné možnosti, pretože ide o priestorové prvky.
Estetické a environmentálne aspekty
Pri betónových konštrukciách sa odporúča sledovať kvalitu povrchov pohľadových betónov. Skosenie hrán tak prefabrikovaných, ako aj monolitických konštrukcií by malo byť samozrejmosťou. Detaily stykov oceľových konštrukcií by nemali mať ostré rohy styčníkových a okrajových plechov. Koncept farebného riešenia vychádza buď z firemných farieb priemyselného závodu, alebo zvýrazňuje technologické médiá a konštrukcie samostatnými farbami. Ak priemyselný objekt rešpektuje svojím využitím ďalšie požiadavky, predovšetkým z hľadiska ochrany životného prostredia, možno i takúto stavbu vnímať ako estetickú.
Ekologické stavebné systémy
Základom ekologického stavebného systému Durisol sú tvarovky, ktoré sa vyrábajú z prírodného mäkkého dreva. Využívajú sa k tomu odrezky, ktoré sa pri spracovaní dreva v inom odvetví už nedajú technologicky nijako využiť. Táto frakcia drevenej štiepky sa mineralizáciou zušľachtí, zmieša s cementom a s vodou a vylisuje do potrebnej formy. Po vyzretí na medzi sklade sa vyfrézuje na presný rozmer.
Prečítajte si tiež: Prehľad špeciálnych škôl Kysuce
Stavebný systém pre pozemné stavby Durisol obsahuje viacero rôznych typov štandardných tvaroviek pre obvodové steny bez zateplenia alebo so zateplením prostredníctvom polystyrénu či minerálnej vlny. Izolačný systém je pritom vložený už priamo do tvarovky. K dispozícii sú i tvarovky pre nosné vnútorné steny a priečky. Durisol je koncipovaný na výplň prostým betónom, pričom pod parapety a do rohov sa odporúča dať výstuž, aby sa zabránilo vzniku akýmkoľvek trhlinám v tom výslednom múre. Preklady sa režú z univerzálnych tvaroviek, to znamená z rohových tvaroviek.
Samotná Durisolová drevo-betónová hmota zabezpečí difúziu vodných pár. Ak si postavíte akustickú deliacu medzi priečku z nášho DMi 25/18, máte 18 centimetrové betónové jadro. Keď potrebujete zo statického dôvodu hrubšie betónové jadro, ako je tých originálne zamýšľaných 12 centimetrov, tak sa zúži izolant polystyrénový a zhrubne tým pádom to betónové jadro. Tvarovky na obvodové murivo začínajú niekde na 12 kilách na kus, akustické deliace medzi priečky sa dostanú na 15 až 18 kilogramov na kus. Potrebujete len 8 kusov na meter štvorcový. Vďaka kombinácii dreveného plášťa a betónového jadra má systém Durisol prirodzené tepelné a zvukové izolačné schopnosti. Vysoká variabilita tvaroviek z neho robí moderný stavebný materiál, z ktorého sa dajú jednoduchým a rýchlym spôsobom stavať rôzne ekologické budovy s pomerne zaujímavými tepelnými stratami.
Prefabrikované nosné systémy
Novodobé prefabrikované nosné systémy významne redukujú stavebné náklady a dobu výstavby budov. Využívajú normalizáciu a štandardizáciu bez negatívneho dopadu na funkčnú hodnotu a architektúru budov. Vďaka inováciám už v súčasnosti existujú nástroje a konštrukčné prvky spĺňajúce nároky na častejšie zmeny využitia stavebných objektov vrátane recyklácie.
Oceľobetónové nosné systémy optimálnym spôsobom využívajú priaznivé mechanické vlastnosti obidvoch základných stavebných materiálov. Progresívne rozoberateľné spoje sa ukazujú ako ďalšia prednosť týchto systémov. Overené návrhové metódy a existujúce podklady zjednodušujú navrhovanie a prispievajú k atraktivite a uplatneniu v perspektívnej efektívnejšej výstavbe.
Trh a inovácie v stavebníctve
Stavebníctvo celosvetovo patrí k najväčším priemyselným odvetviam. Aj mimo krízy si spolu s poľnohospodárstvom nepočína najlepšie. Zisky štandardných firiem sú rádovo na úrovni 5 %. Aj v segmente stavebníctva sú progresívne firmy, ktoré úspešne rešpektujú potrebné zmeny, keďže stavebníctvo zajtrajška bude odlišné. Absentuje kvalifikovaná pracovná sila, prichádzajú nové materiály, nastupuje rozsiahla digitalizácia, objavujú sa nové požiadavky na udržateľnosť a recykláciu. Na trh vstupujú noví konkurenti. Internacionalizácia žiada investície do vzdelávania, vývoja a technológií. Tieto zmeny úspešne uplatňuje globálna spoločnosť Peikko.
Nové univerzálne nosné konštrukcie
Nové univerzálne nosné konštrukcie postupne zavádza do praxe najväčší slovenský výrobca slnečných kolektorov THERMO|SOLAR Žiar, s.r.o.. Slúžia na upevnenie slnečných kolektorov na strechy. Nová univerzálna verzia má zjednotený typ rámu, ktorý je možné kombinovať s ľubovoľným upevňovacím prvkom z ich súčasného sortimentu.
Pri novej verzii je rám zjednotený tým, že je v ňom zostava viacerých upevňovacích otvorov pre každý druh kotviacich prvkov, čiže jeden rám je možné skombinovať s ľubovoľným upevňovacím prvkom. Výhoda je v celkovo menšom počte artiklov ako pri pôvodnom stave. Ďalšia veľká výhoda je, že ak montážnik presne nie je rozhodnutý, ktorý upevňovací prvok bude na konkrétnej streche najvhodnejšie použiť, zoberie si viacero rôznych sád a zvolí si priamo na mieste s jedným rámom. Univerzálne rámy majú aj jednoduchšie skladovanie, pretože rámy bez upevňovacích prvkov zaberajú výrazne menej miesta. Sú dostupné pre 1 samostatný kolektor, 2 kolektory, 3 kolektory a rozširovací rám o +1kolektor.
THERMO|SOLAR Žiar, s.r.o. je nielen najväčším slovenským výrobcom slnečných kolektorov, ale ako jeden z mála výrobcov na svete má na jednom mieste sústredené hlbokoťažné lisovanie kolektorových vaní, výrobu selektívnych konverzných vrstiev a finálnu montáž slnečných kolektorov určených na ohrev vody. Ďalej vyrába všetky typy konštrukcií na upevnenie kolektorov a kompletizuje ucelené solárne systémy. THERMO|SOLAR pridal už pred niekoľkými rokmi k fototermike (FT) aj fotovoltiku (FV). Zákazníkom tak poskytuje komplexné riešenia využívania slnečnej energie či už na ohrev vody (FT), alebo výrobu elektriny (FV). Priamo v Žiari nad Hronom poskytuje aj poradenstvo a zákazníkom vie odporučiť spoľahlivú montážnu firmu, tak na FT ako aj na FV zariadenia z ich regiónu tak, aby dostali najlepšiu cenu a spoľahlivý záručný a pozáručný servis. Okrem štandardných spôsobov upevnenia FV panelov na šikmé a rovné strechy budov ponúka i neštandardné spôsoby upevnenia podľa špecifických požiadaviek zákazníka. Celá výroba FV konštrukcií prebieha na Slovensku. To platí aj pre nosne hliníkové profily.
Nie je umenie nainštalovať sériovo vyrábané zariadenia na využívanie obnoviteľných zdrojov energie (OZE) na ideálne plochy. Oveľa náročnejšie a pre väčšinu montážnych firiem aj takmer nemožné je vyhovieť individuálnym požiadavkám pri atypickej architektúre, historických a špecializovaných budovách, či v náročných klimatických podmienkach. Jednou z firiem, ktorá si dokáže poradiť aj s netradičnými výzvami je THERMO|SOLAR. THERMO|SOLAR ponúka naozaj rôznorodé možnosti montáže solárnych panelov. Slnečné kolektory je možné použiť napríklad aj ako architektonický doplnok objektu. Na základe požiadavky nie je výnimkou ani zhotovenie individuálneho tvarového riešenia kolektora, napríklad skosenie časti kolektora pod určitým uhlom a pod. Kolektory zo Žiaru mimoriadne spoľahlivé. Pracujú často vo veľmi extrémnych podmienkach, či už v Patagónii blízko Antarktídy, na najvyššej nemeckej hore Zugspitze alebo v Nepále.
Moderné tehlové systémy
Moderný tehlový systém dnes nie je iba sortiment základných tehlových blokov. Jeho neoddeliteľnou súčasťou sú aj početné vylepšenia, doplnkové systémové prvky, materiály či pomôcky na murovanie, ktoré sú vzájomne dokonale prepojené. Výhodou kompletného stavebného systému je zrýchlenie a zjednodušenie výstavby, ale tiež menej prácne vyhotovenie detailov. Zásadným plusom je však princíp skladačky. Vďaka previazanosti všetkých prvkov dochádza k eliminácii tepelných mostov a ľahšie sa predchádza chybám, ktoré by mohli viesť k poruchám celej konštrukcie. Tieto výhody ocenia nielen laici, ale tiež skúsení stavební majstri. Navyše, dom vybudovaný zo stavebných komponentov od jedného výrobcu dosahuje lepšie tepelnoizolačné parametre.
Stavať z tehál jednej veľkosti, ktoré v mieste konštrukčných detailov musíte rezať či upravovať murárskym kladivkom, je zbytočne komplikované a neefektívne. Takto často vzniká oveľa viac chýb - nesprávne či nedokonalo zhotovených detailov. Treba ich buď opraviť, alebo sa neskôr stanú rizikovou časťou konštrukcie. Vďaka dokonalej preväzbe bez problémov vyriešia tepelné mosty, čo je v prípade tzv. prírezov problematické. Systémové murovanie s doplnkovými tehlami je navyše lacnejšie než murovanie s klasickými tehlovými blokmi. Rezaním sa totiž tehly neraz poškodia, nemôžu sa teda kvôli dodržaniu správnej technológie použiť. Prípadne odrezky putujú rovno do odpadu. Doplnkové tehly zjednodušujú murovanie a zároveň riešia tepelné mosty.
Súčasťou systému sú aj nosné preklady HELUZ, ktoré sa používajú nad dvernými a okennými otvormi vo vnútorných aj vonkajších stenách. Dajú sa jednoducho projektovať v systémovom module 250 mm a kombinovať s tepelnou izoláciou tak, aby sa zvýšili tepelný odpor obálky. Dopĺňajú ich žalúziové a roletové preklady, ktoré zabezpečujú nielen statiku nad stavebným otvorom, ale tiež umiestnenie tieniacej techniky. Elegantné a funkčné riešenie ponúkajú variabilné preklady HELUZ Family 3in1 nosné. Rýchlosť a nenáročnosť výstavby podporuje aj jeden z najnovších systémových prvkov - nenosná tvarovka HELUZ RAPID určená na jednoduché obmurovanie železobetónových vencov, stužujúcich vencov a stropných konštrukcií v bungalovoch.
Technológiu murovania vylepšujú aj pokrokové lepidlá. Keďže je vopred pripravená, netreba ju rozrábať, stačí ponoriť systémový valček do vedierka a naniesť tenkú vrstvu tekutého spojiva priamo na ložnú plochu tehál. Veľkým plusom je fakt, že odpadá riziko neodbornej prípravy spojiva a jeho znehodnotenia. Nákup tehlového sortimentu dáva zmysel, ak využívate riešenia kompletného stavebného systému.
tags: #stavebnictvo #nove #nosice