Betonový prefabrikát, jak jej známe dnes, má své kořeny v polovině 20. století. Tehdy byla vytvořena první konstrukce tohoto typu - Walnut Lane Memorial Bridge ve Filadelfii. Od té doby se změnila technologie zhotovení, standard prefabrikátů i možnosti jejich využití. Nemění se však otázka, jak vylepšovat a zároveň urychlovat výrobu těchto konstrukcí.
Co jsou betonové prefabrikáty a jak se vyrábí?
Betonové prefabrikáty se vytváří hromadně ve specializovaných výrobnách za použití určité formy. To je zásadní rozdíl, který odlišuje prefabrikovaný beton od betonové směsi odlévané na místě. Na jednu stranu je třeba mít předem zhotovenou formu a precizně navrženou konstrukci. Na druhou stranu tento postup významně urychluje práci. Vyformovaný prefabrikát je ještě před zaschnutím vytvrzen - za kontrolovaných teplotních podmínek. Výroba prefabrikovaného betonu je založena na použití cementu, vody a kameniva. Samozřejmou součástí prefabrikátů jsou spojovací a stabilizační prvky. Jejich použití závisí na povaze daného projektu a jeho budoucím účelu. Je třeba mít na paměti, že prefabrikáty nemusí vždy obsahovat výztuže. Jedná se o řešení v případě použití pro konstrukce a budovy, kde se předpokládá nadměrné zatížení. Míru kvality prefabrikátů určuje do značné míry druh použitého betonu. Samozahušťovací řešení formu zcela vyplní a perfektně se přizpůsobí i bez zhutňování vibracemi. Například architektonický beton si zachovává vysoké užitné, ale i estetické vlastnosti. Týká se to například dokonale hladkého povrchu nebo rychlého barvení prostřednictvím cementu.
Výhody prefabrikace: Bezpečnost a ochrana klimatu
Než se dostaneme k tématu ochrany klimatu, stojí za zmínku, že výhody prefabrikovaného betonu přesahují rámec ekologických přínosů. Zásadním faktorem, který zvyšuje účinnost prefabrikovaného betonu, je bezpečnost, kterou nabízí pracovníkům. Ve stavebnictví, které je známé svou vysokou nehodovostí, došlo díky technologiím, jako jsou prefabrikáty, ke zlepšení. Zabezpečené stroje přebírají nebezpečné, fyzicky náročné nebo dokonce zdraví škodlivé pracovní postupy. Takže zatímco životní prostředí výrazně těží z efektivity a přesnosti prefabrikace, lidé věnující svůj čas a energii vývoji staveb, také.
Postupně se mění představa o betonu v souvislosti s ochranou klimatu. Beton už není jen součástí klimatického problému, ale také podstatnou součástí jeho řešení. Betonové prefabrikáty nabízejí v této souvislosti jedinečné možnosti - zejména z hlediska udržitelné výroby, tepelné účinnosti a možnosti opětovného použití. O vyjádření k tomuto aktuálnímu tématu jsme požádali Antona Glasmaiera, jednatele Svazu rakouských betonáren a prefabrikátů. S tímto pochopením toho, jak prefabrikovaný beton zvyšuje bezpečnost, se podívejme na pozitivní účinky prefabrikovaného betonu v každém životním cyklu, od počátečního návrhu až po konec jeho životnosti:
1. Přínosy ochrany klimatu při navrhování konstrukce
- Pomocí specializovaných nástrojů pro plánování prefabrikátů, jako jsou například nástroje společnosti ALLPLAN, se nejprve provede velmi podrobné plánování prefabrikátů.
- Díky četným automatizacím je toto plánování také velmi efektivní.
- Přístup společnosti ALLPLAN "design to build" znamená, že se již od prvního okamžiku bere v úvahu proveditelnost návrhu a možnost výstavby.
- OPEN BIM navíc snižuje ztráty dat a tření mezi jednotlivými fázemi projektu a nabízí tak potenciál pro minimalizaci chyb a zvýšení efektivity.
- Beton navíc díky svým jedinečným vlastnostem umožňuje lepší využití prostoru: je možné plánovat a stavět jak do hloubky, tak do výšky, čímž se zmenšuje půdorysná plocha budovy a minimalizuje se tak zábor půdy.
2. Výhody ochrany klimatu při výrobě v závodě
Výrobní fáze probíhá v závodě mnohem úsporněji než na běžných staveništích. Zaprvé nevzniká téměř žádný odpad, protože přebytečný beton lze okamžitě znovu použít. Zadruhé, vodu lze znovu použít nebo vyčistit a znovu zavést do systému podzemních vod. Kromě toho je měření a rozdělování betonu a výztuže řízeno počítačově řízenými roboty, což je mnohem přesnější než ruční metody. Tato přesnost vede k úsporám v řádu desítek procent. Obrovských úspor materiálu je možné dosáhnout také při výstavbě dutých konstrukcí. U dutinových desek a stěn je zapotřebí přibližně o 45 % méně betonu a o 30 % méně oceli. Velmi podobné hodnoty je možné dosáhnout u prefabrikovaných prvků s dutinami a prohlubněmi - vše, co není staticky nutné z hlediska betonu a oceli, lze tedy ušetřit a přináší to obrovské ekologické výhody jak při výrobě, tak při dopravě.
Čtěte také: Chodníky z betonu: tipy a triky
3. Výhody ochrany klimatu v rámci stavebních procesů
Po vytvrzení a kontrole kvality jsou prefabrikáty převezeny na staveniště. Namísto stovek cest s míchačkami betonu v průběhu několika měsíců, jak je tomu u běžných staveb, mohou být prefabrikáty přepraveny na staveniště během několika dní, připraveny k použití, umístěny jeřábem na správné místo a ihned instalovány. Hlučnost a prašnost pro okolí a pracovníky se tak snižuje na minimum. Pomocí inteligentních softwarových řešení jsou prefabrikované díly již vyrobeny, naloženy a přepraveny ve správném pořadí k instalaci, což následně zkracuje cesty na minimum a urychluje stavební procesy. Z technologického hlediska zde existuje dokonce určitý potenciál. Například inteligentní jeřáb by mohl pomocí zabudovaného čipu rozpoznat hotové díly a samostatně je přemístit na správné místo. Výhodou je ještě větší úspora času a méně emisí. Další plus pro prefabrikaci: z prefabrikátů vzniká méně odpadu. Malé množství nevyhnutelných zbytků, jako jsou plastové obaly od hadic apod. lze řádně a čistě oddělit pro recyklaci nebo likvidaci.
4. Výhody ochrany klimatu během provozu
Beton nabízí obrovské tepelné výhody a umožňuje snížit náklady na vytápění a chlazení, což je jedna z největších předností betonu z hlediska ochrany klimatu. Klíčovým slovem je zde "aktivace stavebních prvků". Jedním z příkladů je vzdělávací areál Liselotte-Hansen-Schmidt v městské části Lakeside Aspern, škola ve Vídni s 1400 studenty a učiteli. Příjemné vnitřní klima zde zajišťuje více než 50 geotermálních sond. Teplo nebo chlad získaný ze země je veden hadicemi integrovanými do prefabrikovaných betonových prvků. Prefabrikáty tak ukládají energii a pomalu ji uvolňují do místností. Aktivace prvků se stává obzvláště užitečnou, pokud se energeticky ovlivňuje několik budov. Společnost Hacon to demonstruje na projektu "PlusEnergieQuartier21" ve Vídni. Tam jsou tři budovy spojeny do energetické sítě a energie je směrována tam, kde je jí aktuálně zapotřebí. Jedním z příkladů je, že odpadní teplo z komerčních podniků se využívá k ohřevu vody pro sousední byty - situace, která je výhodná pro všechny zúčastněné.
5. Přínosy pro ochranu klimatu při demontáži nebo opětovném použití
Prefabrikace nabízí také obrovské výhody při opětovném použití. Pokud by někdo chtěl budovu po 50 letech demontovat, bylo by technicky možné bez dalších úprav znovu použít masivní stěny, dutá prkna, schodiště atd. S pomocí digitálního dvojčete by byla zajištěna transparentnost ohledně kvality betonu, jeho stáří, stavu atd. Zabudované čipy, jaké se již dnes používají v tunelech, mohou při zatížení nad určitou úroveň spustit alarm. Společnosti, které chtějí nakupovat nebo prodávat komponenty, se spojí prostřednictvím burzovních trhů, jak se to již praktikuje u oken nebo dveřních křídel. Právní rámec pro tuto oblast ještě není zcela vyjasněn, což je zásadní problém, protože opětovné použití kompletních, hotových prvků je mnohem účinnější z hlediska zdrojů než recyklace. Když už mluvíme o recyklaci: v Rakousku se beton recykluje ze 100 % - granulovaný jako příměs do nových betonových projektů nebo jako výplňový materiál pro cesty a silnice.
Inovativní využití betonových prefabrikátů v mořském prostředí
Realizace spodní stavby železobetonové mostní konstrukce v mořském prostředí je trvalou výzvou zejména v oblastech, které pravidelně čelí tajfunům, protože vyžaduje zvýšené nároky na kvalitu a bezpečnost a s tím související vyšší náklady. Konstrukční řešení přijatá pro betonové pilíře tohoto projektu přenesla většinu stavebních činností ze staveniště v moři do pevninské továrny, kde lze tato rizika buď zcela eliminovat, nebo podstatně zmírnit.
V článku je popsán inovační návrh a konstrukční řešení deseti velkých betonových prefabrikovaných pilířů ve tvaru písmene V pro most přes záliv v čínském Hongkongu. V posledních desetiletích byla v Hongkongu postavena řada mostů s dlouhým rozpětím, které neustále posouvají hranice mostního stavitelství. K působivému portfoliu ikonických mostů v Hongkongu patří např. V současnosti se v samém srdci Hongkongu v oblasti Tseung Kwan O dokončuje nový most. Jedná se o dvouproudý dálniční viadukt délky 1,8 km přes záliv Junk Bay, který je součástí nového spojení východ-západ nezbytného pro odlehčení přetížené stávající silniční sítě.
Čtěte také: Vlastnosti betonových podlah
Konstrukční detaily pilířů:
- Každý pilíř má horizontální příčný nosník a dvě dovnitř nakloněné nohy.
- Výška betonových pilířů se pohybuje od 5,5 do 16,5 m kvůli požadovanému spádu mostovky a jejich typická tloušťka je 4 m.
- Délka většiny příčných nosníků je 22 m, výjimkou je příčný nosník u koncového pilíře, kde je z důvodu napojení rozdvojené mostovky délka zvětšena na 50 m.
K dosažení těchto cílů byla do návrhu implementována řada optimalizací. Nejprve byla monolitická konstrukce každého pilíře z původního návrhu změněna na jediný prefabrikovaný prvek, aby jej bylo možné vyrobit v prostředí prefa výrobny s lepší kontrolou kvality. Při prefabrikaci může být navíc eliminován ohybový moment v konstrukci, který by narůstal v případě betonování po částech na stavbě. Proto mohly být předpínací kabely v příčném nosníku nahrazeny dodatečnou výztuží, což zjednodušilo konstrukci a snížilo nároky na údržbu. Významnou úsporu znamená také fakt, že jsou nohy pilířů duté místo plnostěnných. Podstatné snížení vlastní tíhy konstrukce umožnilo zmenšení základů a i tím snížení nároků na dopravu a montáž.
K zajištění ochrany pilířů proti korozi byl použit beton C45/55. Ve spodní části, která bude vystavena přímému kontaktu s mořskou vodou, je minimální krycí vrstva 75 mm a limitní šířka trhlin byla omezena na 0,15 mm, aby se minimalizoval potenciální průnik chloridů. Kromě toho byla ve vnějších vrstvách v blízkosti krycí vrstvy přidána prutová výztuž z nerezové oceli.
Výroba a doprava prefabrikátů
Betonové prefabrikáty byly vyrobeny poblíž Šen-čenu v pevninské Číně. Pro jejich odlévání byly vyrobeny robustní ocelové formy s dočasnými podpěrami. Odlévání začínalo nohama, které byly obvykle odlity ve dvou taktech, a poté následoval příčník. Odlévací forma byla vhodně umístěna vedle mola, takže hotový prefabrikát bylo možné zvednout přímo na přepravní člun. Výška pilířů představovala pro námořní dopravu výzvu, zejména pokud šlo o udržení stability člunu ve vlnách a ve větru.
Osazování pilířů
Přepravní člun s pilířem zakotvil poblíž místa základu. Poté byl nasazen plovoucí jeřáb, který prefabrikovaný pilíř zvedl a umístil na spodní část základového bloku. Tento proces zvedání a umisťování včetně souvisejících úprav polohy byl obvykle dokončen do jedné hodiny, což potvrdilo časovou efektivitu dosaženou zvoleným řešením. Do spodní části nohou byly zapuštěny ocelové sloupy, které sloužily jako dočasné podpory v průběhu osazování. Aby byla zajištěna stabilita pilíře proti účinkům větru v průběhu jeho osazování na základ, byly na spodní části základového bloku osazeny kotevní prvky, díky kterým bylo možné pilíř do základového bloku zakotvit velice rychle a efektivně.
Budoucnost prefabrikovaných konstrukcí
Čísla růstu jasně naznačují, že vývoj prefabrikovaných betonových konstrukcí bude pozitivní, inovace dále zlepší klimatickou bilanci a v kombinaci s inteligentním územním plánováním může beton, díky své přirozené schopnosti usnadnit vertikální výstavbu, přispět ke snížení těsnosti půdy. Jeho tepelné vlastnosti, tj. pomalá absorpce a uvolňování tepla nebo chladu, umožňují rozumné využití přebytečné ekoelektřiny. Například přebytečnou elektřinu vyrobenou během obzvláště slunečných a větrných období lze využít k účinné a udržitelné klimatizaci budov prostřednictvím aktivace stavebních prvků pomocí hadic integrovaných do betonových prvků.
Čtěte také: Betonové květináče pro dům i zahradu
Celkově lze říci, že beton, zejména v prefabrikovaných konstrukcích, nabízí řadu ekologických výhod. Nemělo by se však zapomínat, že cement potřebný k výrobě betonu má velmi nepříznivou bilanci CO2. V této oblasti se výzkumníci snaží snížit potřebu cementu a najít ekologičtější náhrady nebo přísady. Beton sám o sobě řešením nebude, stejně jako žádný jiný materiál sám o sobě. Ochrana klimatu může fungovat pouze v kombinaci. Budoucnost bude hybridní. Každý stavební materiál, ať už dřevo, beton, cihla nebo sklo, má určité silné stránky a měl by být používán takovým způsobem, který optimalizuje a naplno ukáže jejich individuální přednosti. Dobrým příkladem rozumného skloubení předností betonu a dřeva jsou kompozitní stropy - zde i v mnoha dalších oblastech odborníci očekávají v příštích letech další produktové inovace a rostoucí využití.
V článku je blíže představena výroba, návrh a instalace doposud nejdelších předpjatých mostních betonových nosníků ve Spojeném království a Irsku, jež se staly součástí silnice N22. V článku je představeno architektonické a konstrukční řešení nové lávky, jež spojí pražské městské části Holešovice a Karlín.
Další aplikace prefabrikovaných řešení
Nahrazení litého betonu prefabrikovanými materiály přináší řadu možností. Díky rychlosti provedení je prefabrikace vysoce oblíbenou technologií ve stavebnictví i v dalších oborech. Tempo realizace však závisí nejen na přípravě materiálu a formy, ale také na samotném pracovním postupu. V tom hrají čím dál větší roli stroje s poměrně malými rozměry, ale pestrou škálou možností. Co dnes umí moderní technologie, ukazuje například Wolf 4000 - zařízení pro zvedání betonových panelů, desek a dalších materiálů. Tento malý přístroj uzdvihne i 4tunový náklad jako pírko. Snadno ho převezete i v kufru auta a připravený k práci je během pár minut.
Prefabrikované sklepy a WC moduly
Prefabrikované betonové sklepy od výrobce přímo na vaši zahradu. Víme, jak na stavbu sklepa od A až do Z. Spokojenost zákazníků je pro nás prioritní. Setkat se můžete s monolitickým nebo montovaným sklepem, jinak známým jako prefabrikovaný sklep. Monolitické výrobky jsou odlévány na místě stavby do připraveného bednění a přestože si drží úroveň pevnosti a kvality, jejich výroba je narozdíl od montovaných prefa sklepů zdlouhavá. Prefabrikované plastové sklepy jsou oblíbené pro svou nízkou počáteční investici. Stejně jako jiné podzemní plastové nádrže však trpí nízkou životností. Celou stavbu můžeme umístit pod terén a udělat tak z ní sklep do země, přičemž vchod bude zajištěný pomocí montovaných schodů, případně žebříku a poklopu. Druhou variantou je sklep osadit do svažitého terénu jako sklep ve svahu, kde ale neplní funkci opěrné zdi. Pokud se chystáte pořídit zahradní sklep, nebo sklep v zemi, řiďte se informacemi, které najdete ve Stavebním zákoně (Zákon č. 283/2021 Sb.). Připravené prefabrikované sklepy, které máme skladem, jsme schopni namontovat do pár dní od vaší objednávky. Finální částka se odvíjí od jeho rozměru, případných individuálních úprav a kam chcete výrobek dovézt.
V rámci projektu PREFA APLIKACE byla vytvořena řada typizovaných WC s možností změn. Hlavními stavebními prvky jsou železobetonové moduly. Ty jsou vyráběny z vodostavebního betonu. Výsledné výrobky jsou bezespáré, nepropustné, vodotěsné a nevyžadují žádnou dodatečnou hydroizolaci ani ochranu. Toalety jsou rozděleny na dvě místnosti. Provozovna může sloužit například jako prodejna, zázemí pro řidiče MHD na koncových zastávkách, vrátnice, pokladna atp. Nádrže vodního hospodářství slouží buď pro dešťovou vodu, která je svedena z okolních zpevněných ploch anebo pro splaškovou vodu, která je do nádrže zachytávána v případě, že toalety nemají napojení na kanalizaci. Řada typizovaných WC čítá celkem 13 typů WC. Kabiny jsou přístupné zvenčí, skrz zateplené nerezové dveře šířky 900 mm otvírané ven. Horní část objektu je rozdělena na toalety a technickou místnost. V případě objektu s provozovnou je objekt WC rozšířen o další místnost. Střecha konstrukce je v projektu řešena jako plochá.
tags: #betonove #prefabrikaty #do #more