INOVATÍVNE TECHNOLÓGIE ZAKLADANIA PASÍVNYCH STAVIEB [Eurostav]

Ing. Juraj Talian, PhD. Stavebná fakulta TU v Košiciach Recenzent: prof. Ing. Jana Frankovská, PhD., Stavebná fakulta STU v Bratislave

Výber vhodnej technológie pre zakladanie pasívnych stavieb závisí od viacerých kritérií, napríklad od typu a únosnosti základovej pôdy, veľkosti a tvaru stavebného objektu či tepelnotechnických požiadaviek na samotnú stavbu. Práve energetické hľadisko stavieb je základným v prípade realizovania stavieb v pasívnom štandarde, ktoré sú definované podľa normy STN 73 0540-2, ako budovy s takmer nulovou spotrebou energie. Jednou zo základných požiadaviek pri návrhu pasívnych stavieb je vylúčenie tepelných mostov z obálky stavby, cez ktoré uniká teplo a v kritických prípadoch môže dôjsť aj ku kondenzácii vodnej pary z interiérovej strany. Typickým príkladom tepelných mostov sú styky stien so základmi, balkónová konzola či osadenie okenných rámov. Príspevok sa venuje problematike inovatívnych technológií zakladania stavieb so zreteľom na zníženie tepelných strát cez podlahové konštrukcie a minimalizovanie tepelných mostov.
Technológia zakladania na tepelnoizolačnom násype
Jedným zo spôsobov zakladania stavieb je zakladanie na železobetónovej základovej doske, ktorá je uložená na tepelnoizolačnom násype z penového skla (obr. 1) alebo z keramického kameniva. Oba tepelnoizolačné materiály majú vysokú únosnosť, nízku nasiakavosť a veľmi dobrú tepelnú vodivosť. V prípade využitia týchto materiálov na zakladanie stavby plnia dvojitú funkciu, vytvárajú nosnú podzákladovú vrstvu v hrúbke cca 30 - 50 cm a zároveň funkciu tepelnoizolačnú. Pred uložením izolačného materiálu je nutné realizovať výkopové práce a upraviť dno v spáde vrátane drenážneho systému, aby sa zabránilo zaplaveniu izolačnej vrstvy. Po uložení zhutneného tepelnoizolačného násypu sa na tento materiál zhotoví železobetónová základová doska. Nízka nasiakavosť týchto materiálov umožňuje plniť aj sekundárnu funkciu a to vytvorenie plošnej drenážnej vrstvy. Významnou výhodou tohto takzvaného inverzného systému zakladania je poloha tepelnej izolácie proti obálke objektu. Vzhľadom na to, že tepelná izolácia sa nachádza z exteriérovej strany (v styku so zeminou), nulová izoterma sa nachádza v tepelnej izolácii, a preto nie je potrebné zakladať v nezamŕzajúcej hĺbke. Z tohto dôvodu je možné navrhovať subtílnejšiu hrúbku železobetónovej dosky vyhovujúcu statickým požiadavkám a zároveň nie je potrebné ju izolovať z vrchnej strany. Poloha betónovej dosky preto môže byť priamo pod pochôdznou vrstvou podlahy v interiéri a vytvárať akumulačnú vrstvu, ktorá pomáha stabilite teploty vnútorného prostredia.
Tento systém zakladania pomocou železobetónovej dosky na tepelnoizolačnom násype má ale aj obmedzenie, a to v prípade zakladania stavby na území s vysokou hladinou spodnej vody, ktorá by spôsobovala zníženie tepelnoizolačných vlastností násypu.
Technológia zakladania na extrudovanom polystyréne
Zakladanie pasívnych stavieb na extrudovanom polystyréne je podobný spôsob zakladania ako v prípade zakladania na tepelnoizolačnom násype, rozdiel je v použitej izolačnej konštrukcii. V tomto prípade sú namiesto násypu použité tvarované dosky z extrudovaného polystyrénu, na ktoré sa zhotoví železobetónová doska. Výhodou tohto systému oproti izolačnému násypu je to, že konštrukcie z extrudovaného polystyrénu nie je potrebné zhutňovať. Dosky z extrudovaného polystyrénu s triedou únosnosti od 300 kPa sa ukladajú minimálne v dvoch vrstvách, s prestriedaním styčných škár, aby sa zabránilo vytváraniu tepelných mostov. Pre zvýšenie tuhosti a kompaktnosti tepelnoizolačnej vrstvy sa odporúča jednotlivé vrstvy prekotviť plastovými kotvami alebo lepiť jednotlivé dosky PU lepidlom na to určeným. Takáto kompaktná tepelnoizolačná vrstva vytvára tepelne a vlhkostne nízkopriepustnú dosku vzhľadom na nízku nasiakavosť extrudovaného polystyrénu (0,2 obj. %). Vzhľadom na t o, že plošné zakladanie na extrudovanom polystyréne sa nerealizuje do nezamŕzajúcej hĺbky, je nutné realizovať tepelnoizolačnú dosku s presahom oproti objektu 40 - 60 cm, na čo sa využívajú systémové dosky napríklad jackon-insulation (obr. 2). Veľkosť tohto presahu je nutné vypočítať alebo nasimulovať v 2D výpočtovom stavebno-fyzikálnom programe.
Technológia zakladania stavby na pásových základoch so zvýšenou podlahou
Základový systém so zvýšenou podlahou kombinuje zvislú základovú konštrukciu s vodorovnou, typickou pre stropné konštrukcie. Tento princíp kombinovaného zakladania je možné realizovať ako ťažkú alebo ľahkú konštrukciu (obr. 3). V prvom prípade ide o kombináciu zakladania na základových pásoch a polomontovanej železobetónovej doske. Táto konštrukcia je tvorená prefabrikovanými nosníkmi zo železobetónu a výplňovými polystyrénovými vložkami (napr. Elegohouse), ktoré slúžia zároveň ako stratené debnenie. Princíp podlahy prvého podlažia je rovnaký ako v prípade skladaného stropu s výplňovými vložkami (napr. Ytong stropná vložka), len s tým rozdielom, že polystyrénové vložky majú lepšie tepelnotechnické vlastnosti. Najhrubšie polystyrénové vložky vyhovujú tepelnotechnickým požiadavkám pre podlahu nad nevykurovaným priestorom pre nízkoenergetické stavby a úplne nahrádzajú tepelnú izoláciu. Preto nie je potrebná dodatočná tepelná izolácia v skladbe podlahy, čo je výhodou tohto systému. Podobne ako v prípade železobetónovej základovej dosky, aj v tomto prípade bude doska vytvárať akumulačnú vrstvu. Vynechanie tepelnej izolácie v podlahe má aj sekundárnu výhodu, a to zvýšenie svetlej výšky podlažia.
Aby tento systém vyvýšenej podlahy fungoval z tepelnotechnického hľadiska aj pre požiadavky pasívnej stavby, je nutné použiť tepelnú izoláciu aj v skladbe podlahy a to minimálne 40 mm. Nespornou výhodou takéhoto systému je úspora na hydroizolácii, pretože je postačujúce použiť len hydroizoláciu proti vzlínaniu.
Podobným systémom kombinovaného zakladania je spôsob zakladania na základových pásoch, keď ,,stropná doska" je navrhovaná ako drevená stropná konštrukcia (obr. 3).
Podlaha prvého nadzemného podlažia je navrhovaná ako nosná stropná konštrukcia z drevených spájaných väzníkov, medzi ktorými je tepelná izolácia tvorená fúkanou celulózou alebo iným obdobným tepelným izolantom. Tento kombinovaný systém má rovnaké výhody, ako sú uvedené v predchádzajúcom kombinovanom systéme. Rozdielom je, že nosnú konštrukciu z drevených prvkov je nutné opatriť ochranným náterom proti škodcom a proti požiaru. Takýto systém zvýšenej drevenej podlahy je vhodný pre drevodomy.
Základové systémy s oceľovým nosným roštom
Základové systémy s oceľovým nosným roštom sú využívané pri stavbách zakladaných na málo únosnom podloží alebo v prípade zakladania stavieb s rámovým nosným systémom. Prenos vodorovných a zvislých síl zo stĺpov do základovej pôdy je prenášaný priamo cez pätky alebo v prípade stenových konštrukcií je zvislá sila prenášaná cez oceľové základové nosníky. Oceľové základové nosníky sa usporiadajú nad pilótami alebo pätkami do roštovej základovej konštrukcie (obr. 4). Na oceľový nosník sa uloží ľahký st enový systém.
Vzhľadom na to, že základové komponenty sú vyrobené z ľahkých oceľových materiálov, používanie tohto systému vedie k zníženiu nákladov pri preprave na miesto určenia. Druhá významná výhoda použitia tohto systému nízkej hmotnosti je, že pre montáž tohto systému nie je potrebné zdvíhacie zariadenie.
Príspevok sa zaoberal problematikou inovatívnych technológií zakladania pasívnych stavieb so zreteľom na zníženie tepelných strát cez podlahové konštrukcie a opisoval viaceré spôsoby technológií zakladania s poukázaním na ich výhody, prípadne obmedzenia. Každá stavba a hlavne podmienky zakladania sú individuálne, a preto je nutné pred výberom spôsobu zakladania zvážiť všetky požiadavky kladené na technológiu zakladania stavby.
Príspevok predstavuje čiastkový výstup riešenia projektu VEGA1/0557/18 Výskum a vývoj procesných a produktových inovácií moderných metód výstavby v kontexte princípov Industry 4.0.
Literatúra:
[1] ELEGOHOUSE: Základové dosky, dostupné na: http://www.elegohouse.cz/ zakladove-desky/typy-zakladovych-desek/ zakladove-desky-elegohouse/
[2] FIRST: Základový systém s oceľovým roštom, dostupné na: http://www. roger-bullivant.co.uk/
[3] Kriger J.: The Contradictions of Cold Climate Crawl Spaces, 2013, dostupné na: http://blog.srmi.biz/contradictions-cold-climate-crawl-spaces/ Zdroj - Ing. Juraj Hazucha, Jak na efektivní zakládání pasivních domů, 2014
----
Ing. Juraj Talian, PhD.
Je absolventom Stavebnej fakulty TUKE v Košiciach, kde v súčasnosti pôsobí ako odborný asistent na Katedre technológie stavieb a manažmentu. Jeho vedecko-výskumná a odborná činnosť je zameraná na automatizovanú tvorbu rozpočtu vo väzbe na 3D modely a projektovanie stavieb na báze 5D technológií.
foto:
Obr. 1 Násyp penového skla, zdroj: www.ecoconcept.sk
Obr. 2 Zakladanie na extrudovanom polystyréne s bočným presahom, zdroj: www.jackon-insulation.ch
Obr. 3 Zakladanie na pásových základoch so zvýšenou podlahou, zdroj vľavo: www.elegohouse.cz, zdroj vpravo: https://srmi.biz/ foundation-dampproofing-waterproofing-protecting-insulation-grade/#.WsNwGdRua9I
-END-

[Eurostav 13/04/2018]
Autor: Ing. Juraj Talian, PhD.
Strana: 16,17,18