Czech Journal of Civil Engineering

Transkript

Czech Journal of Civil
Engineering
2016 / 1
VĚDECKÝ ČASOPIS OBORU STAVEBNICTVÍ
VEDOUCÍ REDAKTOR / EDITOR-IN-CHIEF
Ing. David Čech
ADRESA REDAKCE / EDITORIAL OFFICE
ScientificJournals.eu
Merhautova 47
Brno 613 00
Česká republika / Czech Republic
[email protected]
www.scientificjournals.eu
+420 732 747 962
Příspěvky do časopisu Czech Journal of Civil Engineering podléhají zdvojenému recenznímu řízení /
The articles published in Czech Journal of Civil Engineering are subject to a double-review procedure
ISSN 2336-7148
2016 / 1
REDAKČNÍ RADA / EDITORIAL BOARD
VEDOUCÍ REDAKTOR / EDITOR-IN-CHIEF
Ing. David Čech
ZÁSTUPCE VEDOUCÍHO REDAKTORA / DEPUTY EDITOR-IN-CHIEF
Ing. Václav Venkrbec
Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební /
Brno University of Technology, Faculty of Civil Engineering
ČLENOVÉ / MEMBERS
prof. Andrew S. Chang
doc. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.
National Cheng Kung University, Taiwan /
National Cheng Kung University, Taiwan
Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební /
VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Civil Engineering
prof. Ing. Jozef Gašparík, Ph.D.
doc. Ing. Vladislav Křivda, Ph.D.
Slovenská technická univerzita v Bratislave, Stavebná fakulta /
Slovak University of Technology in Bratislava, Faculty of Civil Engineering
prof. Ing. Zdeněk Kala, Ph.D.
doc. Ing. Zdeněk Kutnar, CSc.
České vysoké učení technické v Praze, Fakulta architektury /
Czech Technical University in Prague, Faculty of Architecture
prof. Ing. Mária Kozlovská, Ph.D.
Assoc. Prof. Janko Logar, Ph.D.
Technická univerzita v Košiciach, Stavebná fakulta /
The Technical University of Košice, Faculty of Civil Engineering
University of Ljubljana, Slovinsko /
University of Ljubljana, Slovinenia
prof. Ing. Juraj Králik, Ph.D.
doc. Ing. Vít Motyčka, CSc.
prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA
doc. Ing. Karel Papež, CSc.
Česká komora autorizovaných inženýrů a techniků /
ČKAIT
České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební /
Czech Technical University in Prague, Faculty of Civil Engineering
prof. Ing. Miloslav Novotný, CSc.
doc. Ing. Aleš Rubina, Ph.D.
prof. Civ. Eng. Doncho Naumov Partov, Ph.D.
Mgr. Lucie Augustinková, Ph.D.
VSU "Lyuben Karavelov" Sofie, Bulharsko /
VSU "Lyuben Karavelov" Sofia, Bulgaria
prof. Ing. Miroslaw J. Skibniewski, Ph.D.
Ing. Vlastimil Bílek, Ph.D.
University of Maryland, USA /
University of Maryland, USA
prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc.
Ing. Petr Blasinski, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Vaverka, DrSc.
Ing. Svatava Henková, CSc.
Vysoké učení technické v Brně, Fakulta architektury /
Brno University of Technology, Faculty of Architecture
doc. Ing. Naďa Antošová, Ph.D.
Ing. Barbora Kovářová, Ph.D.
Assoc. Prof. Uroš Klanšek, Ph.D.
Dr. Adam Krezel
University of Maribor, Slovinsko /
University of Maribor, Slovenia
DEAKIN University Melbourne, Austrálie /
DEAKIN University Melbourne, Australia
2016 / 1
doc. Ing. Iveta Skotnicová, Ph.D.
Ing. Renata Zdařilová, Ph.D.
Ing. Hana Šimonová, Ph.D.
Ing. et Ing. Petr Hlavsa
Ing. Zdeněk Tesař, Ph.D.
Ing. Josef Remeš
2016 / 1
ODBORNÉ ZAMĚŘENÍ ČASOPISU / SCOPE AND LIMITATION
Časopis Czech Journal of Civil Engineering je vědeckým časopisem oboru stavebnictví. Cílem časopisu
je publikovat výsledky výzkumné práce studentů, akademických pracovníků či vědců v následujících
oblastech oboru stavebnictví:
§
Geodézie a kartografie
§
Geotechnika
§
Pozemní stavitelství
§
Architektura
§
Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství
§
Konstrukce a dopravní stavby
§
Vodní hospodářství a vodní stavby
§
Technické zařízení budov
§
Management ve stavebnictví
§
Technologie, mechanizace a řízení staveb
Czech Journal of Civil Engineering is an online journal and its aim is to publish the results of studies of
scientists, scholars and students in the following fields of civil engineering:
•
Geodesy and Cartography
•
Geotechnics
•
Building Construction
•
Architecture
•
Physical and Building Materials Engineering
•
Constructions and Traffic Structures
•
Water Management and Water Structures
•
Installations
•
Civil Engineering Management
•
Technology, Mechanisation and Construction Management
TIRÁŽ / IMPRINT
VYDÁVÁ / Ing. David Čech, Ratibořská 55, Opava 74705, Česká republika
VEDOUCÍ REDAKTOR / Ing. David Čech
ADRESA REDAKCE / ScientificJournals.eu, Merhautova 47, Brno 613 00, Česká republika
[email protected], www.scientificjournals.eu
+420 732 747 962
2. ročník / 2016 / 1
Datum vydání: 30.6.2016
ISSN 2336-7148
Časopis je vydáván od března 2015. Periodicita vydávání časopisu je dvakrát ročně.
Veškeré důležité informace naleznete na webových stránkách časopisu:
www.scientificjournals.eu/mag/cjce
Příští číslo vyjde 31. 12. 2016.
2016 / 1
OBSAH / CONTENTS
VERIFICATION OF THE METHOD FOR ASSESSING THE SEVERITY OF THE CONDITION ETICS WITH
BIOCORROSION
7
doc. Ing. Antošová Naďa, Ph.D.
Ing. Petro Marek, Ph.D.
IMPULZY PRE PRÍŤAŽLIVÉ PÓLY STRETNUTIA
14
IMPULSES FOR ATTRACTIVE MEETING POLES
doc. Ing. arch. Silvia Bašová, Ph.D.
ZKUŠENOSTI VEŘEJNÝCH ZADAVATELŮ S PROJEKTY DESIGN-BUILD V ČR
20
EXPERIENCES OF PUBLIC CONTRACTORS WITH DESIGN-BUILD PROJECTS
Ing. Jakub Blaťák
MOŽNOSTI VYUŽITÍ DRUHOTNÝCH SUROVIN A RECYKLÁTŮ VE STAVEBNICTVÍ
27
APPLICATION POSSIBILITIES OF SECONDARY RAW MATERIALS AND RECYCLATES IN CONSTRUCTION
Ing. Jana Boháčová
Ing. Stanislav Staněk
COMPARISON OF SELECTED PARAMETERS OF WET AND DRY TECHNOLOGY OF PLASTERING
32
Ing. Ďuriš Adrián
prof. Ing. Kozlovská Mária, Ph.D.
INFLUENCE OF GLASS FIBRES TO VOLUME CHANGES IN CEMENT COMPOSITES
38
Ing. Valéria Gregorová
Ing. Zuzana Štefunková, Ph.D.
CHEMICKÁ ANALÝZA BETÓNOVÝCH TRÁMCOV VYSTAVENÝCH AGRESÍVNEMU PROSTREDIU
44
CHEMICAL ANALYSYS OF CONCRETE BEAMS EXPOSED TO AGGRESSIVE ENVIRONMENTS
Ing. Iveta Hegedüsová, Ph.D.
doc. Ing. Sergej Priganc, Ph.D.
CHARACTERISTIC OF SIPHONIC ROOF DRAINAGE SYSTEM – PRINCIPLES AND DESIGN CONDITIONS 50
Ing. Lenka Jágerská
doc. Ing. Jana Peráčková, Ph.D.
TVORBA A VIZUALIZÁCIA 3D MAPY PRIEMYSELNÉHO ZÁVODU
56
CREATION AND VISUALIZATION OF 3D MAPS OF INDUSTRIAL ENTERPRISE
Ing. Ján Ježko, Ph.D.
VIRTUAL REALITY AS MARKETING TOOL FOR DEVELOPER PROJECTS
64
Ing. Pavol Kaleja
prof. Ing. Mária Kozlovská, Ph.D.
VYUŽITÍ ODPADŮ PŘI PŘÍPRAVĚ ALKALICKY AKTIVOVANÝCH KOMPOZITŮ
71
UTILIZATION OF WASTE PRODUCTS IN THE PREPARATION OF ALKALI-ACTIVATED COMPOSITES
Ing. Josef Koňařík
NEDESTRUKTIVNÍ ZKOUŠENÍ STŘÍKANÉHO BETONU
NONDESTRUCTIVE TESTING OF SHOTCRETE
Ing. et Ing. Lukáš Kopecký
76
2016 / 1
VERIFICATION OF SELECTION METHODOLOGY FOR ETICS REMEDIATION MEASURES
83
Ing. Marek Petro, Ph.D
doc. Ing. Naďa Antošová, Ph.D.
DOPAD REALIZÁCIE BETÓNOVEJ KONŠTRUKCIE NA ŽIVOTNÉ PROSTREDIE
90
THE IMPACT OF THE IMPLEMENTATION OF THE CONCRETE STRUCTURE ON THE ENVIRONMENT
Ing. Katarína Prokopčáková, PhD.
Ing. Miriam Ledererová, Ph.D.
SÍDLA LEŽIACE V ZÁZEMÍ MIEST V ČASE A PRIESTORE
95
SETTLEMENTS LOCATED IN THE BACKROUND CITIES IN TIME AND SPACE
doc. Ing. arch. Alžbeta Sopirová, Ph.D.
PŘÍPRAVA A ZKOUŠENÍ TEPELNĚ-IZOLAČNÍCH ALKALICKY AKTIVOVANÝCH HMOT
102
PREPARATION AND TESTING OF HEAT-INSULATING ALKALI-ACTIVATED MATERIALS
METÓDY PRÍSTUPU PRI NAVRHOVANÍ NOVÝCH VEREJNÝCH PRIESTOROV VO VIDIECKYCH SÍDLACH PRÍPADOVÁ ŠTÚDIA BERNOLÁKOVO
108
METHODS OF APPROACH FOR DESIGNING NEW PUBLIC SPACES IN RURAL SETTLEMENTS - CASE
STUDY BERNOLÁKOVO
Ing. arch. Lucia Štefancová, Ph.D.
DIAGNOSTIKA BIOKOROZÍVNYCH NAPADNUTÍ PRVKOV STAVEBNÝCH KONŠTRUKCIÍ
115
DIAGNOSTICS OF BIOCORROSIVE ATTACK OF BUILDING STRUCTURES ELEMENTS
RNDr. Terpáková Eva, Ph.D.
3D LASER SCANNING OF THE HISTORIC GREEK CATHOLIC CHURCH – CASE STUDY
123
Ing. Matúš Tkáč
doc. Ing. Peter Mesároš, Ph.D.
PRAVDĚPODOBNOST DODRŽENÍ NÁKLADŮ Z NÁVRHU VE VÝSTAVBĚ V ČR
PROBABILITY OF KEEPING THE DETAILED ESTIMATE OF CONSTRUCTION COST IN THE CZECH
REPUBLIC
Ing. Stanislav Vitásek
129
2016 / 1
VERIFICATION OF THE METHOD FOR ASSESSING THE
SEVERITY OF THE CONDITION ETICS WITH
BIOCORROSION
doc. Ing. Antošová Naďa, Ph.D.; Ing. Petro Marek, Ph.D.
ABSTRAKT CZ
The object of the study is the methodology for assessing the technical condition of the thermal
insulation with biocorrosion failure. Methods of work consisted in analyzing the method of assessing
the severity biocorrosion of ETICS and verification of assessment in practice through interdisciplinary
diagnostics. The results of assessment of the severity are the basis for selection of measures for the
sanitation of ETICS construction.
Keywords: Biocorrosion, insulation, ETICS, diagnostics
ABSTRACT
The object of the study is the methodology for evaluating the technical condition of the ETICS with
Biocorrosion. Methodology of this paper consisted in analyzing the processes of assessing the severity
and verification of evaluation criteria in practice through interdisciplinary diagnostics. The results of
evaluation of the severity are of the basis for selection of measures for the recovery of ETICS.
Key words: biocorrosion, insulation, ETICS, diagnostics
1
INTRODUCTION
There is connection between the assessment of the severity of the ETICS technical condition and the
choice of measures for the recovery of the construction. The aim of research is to verify the visual
assessment of the severity of the ETICS with the findings of microbiology laboratory investigation.
Diagnosis of building construction is carried out by visual, basic, preliminary or detailed surveys, at
which the procedure and extent is not mandatory, is not known, and it depends on the binding
environment, requirements for building construction. In case of biocorrosion insulation it is a way to
implement the diagnosis, its scope and evaluation of the results in the interdisciplinary development
phase. To verify the functionality and fulfilment of the requirements that we claim on ETICS, there are
developed methods:
•
•
non-destructive (indirect) - minimum damage, or no damage at all of strata of thermal
insulation composite system. These include a model of visual assessment and
determination of the area of biocorrosion, evaluation of the samples of biological
material by dross, laboratory cultivation of biological material, measure the size of the
cracks, measuring humidity, absorbability, temperature displaying, acidity test [1].
destructive (direct) - these methods require structural failure ETICS with the sample from
the complex of strata of thermal insulation composite system. The most common way is
to carry out a probe in order to verify the complex of strata, the technology
implementation, laboratory verification of the physical properties, in particular plasters,
and also verification the presence and penetration of biological material into strata
[1].
7
2016 / 1
As a result of the survey ETICS in relation to biocorrosion we expected the most accurate
identification of biological material and its degradation effects, the degree of degradation of the
individual components of the ETICS or the whole construction. The conclusions of the investigation
are becoming the basis for an overall evaluation of the technical state (condition) ETICS, thus
defining the severity of the ETICS with biological colonization. The evaluation is the basis for the
selection of technologies for the recovery of the ETICS.
2
ASSESSMENT OF THE SEVERITY
Assessment of severity used in determining the technical condition of ETICS with biocorrosion is
subjective, based on erudition of observer. It is based on the representation of "stains and soiling" to
the total surface area of insulation [2] in the percents.
Development of colonization of microorganisms was observed by German scientists in the period of
five years. For the evaluating the permissible quantity of microorganisms they used [2] the guidelines
for determining quantitative representations of microorganisms on the facade, based on laboratory
observed samples on an area with sides of lengths 30x30 cm [3]. The evaluation scale is simplified in
the range from 0 to 10 percent, and description of the characteristics of visual perception [2],
according to the following table.
Rating Description / Significance
scale
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Visually unrecognizable - not infected
only 1-3 small points - moderate pollution
2 to several important points, stains and/or local contamination, dry, shrunk local places – bright,
full range of5% - moderate pollution
A few points or spots approaching the 5 % area- moderate pollution
Coherent set of points), and/or dry, shrunk local places, total of more than 5% to 25% of the affected
area with pollution- secondary pollution
Stands microorganisms from 25% to 37.5%, the coverage area of contamination by microorganisms
pollution secondary to severely
Stands microorganisms from 37.5% to 50%, the coverage area by microorganisms - pollution
significant
50% to 62.5% the coverage area by microorganisms - significantly strong
Deposition and surface coverage of microorganisms, pollution from about 62.5% to 75% of the
examined surface area sample - strong
Deposition and surface coverage of microorganisms, pollution from about 75% to 87.5% of the
examined surface area sample – strong to very strong
The
surface
covered
by
microorganisms
almost
continuously,
about 87.5% and more of the total area, microorganisms are prerequisite for the development and extremely strong
Tab. 1: Scale for assessment compilation of growth development [2]
Step 3 is considered as the critical extent of colonization ETICS, because the evaluation passes
through the moderate pollution to 5% of the area to the secondary pollution, where is colonized with a
25% of the area [2]. The growth of microbiological material in the plaster is typically seen with the
naked eye, and sometimes occurs in 3 to 5 years of age ETICS. It is affected by the primary protection
of the preservation of plaster mixtures and also by amount of the release active compound over time.
The requirement to assess the state biocorrosion of ETICS resulted from the practice, for the needs of
complaint procedures, policy proposals, forecasting of development of the negative impact.
Assessment of severity is based on valid legislation in Slovakia, in particular the Commercial and
Civil Code [1]. Three-stage evaluation model (range: aesthetic deficiency, defect common and
fundamental defect) is application of the output analysis of the possible consequences of colonization
8
2016 / 1
by microorganisms ETICS. It uses knowledge from the consequences of related scientific disciplines.
Significance of the consequences is quantified with using a scale for assessments of growth
development [2].
Index
Category
of the
severity
Assessment of the severity by representation of microorganisms on the
ETICS area
1
minimum
2
major
3
hazardous
Aesthetic deficiency, colonized is only the surface of ETICS, mostly by unicellular
microorganisms, without the protection of slime and on the surface are not observed
cracks and defects of ETICS. Colonization in the range from 0% to 25% (Rating
Scale 0 - none, 2 - moderate pollution, 3 - moderate and 4 - secondary pollution).
Defect common, the surface of ETICS is colonized and there is demonstrated
penetration of microorganisms (mainly fungi) into the strata ETICS, unprotected
microorganisms with slime, there is not diagnosed presence of higher organisms such
as mosses and lichens, and the desired properties of ETICS are preserved in order to
protect the internal environment of buildings. Colonization of more than 25% to over
62.5%, there are recorded cracks or defects ETICS (Rating Scale 5 - severely, 6 Significant, 7 - significantly strong).
Defect fundamental, the surface of ETICS is colonized and there is demonstrated
penetration of microorganisms into the strata ETICS, protection of microorganisms
with slime, there is diagnosed presence of higher organisms such as mosses and
lichens, and the desired properties of ETICS in term of protect the internal
environment of buildings are reduced below the standard requirements, the use
properties of the entire structure ETICS are reduced, there is reduced functionality or
security ETICS. Colonization of more than 62.5% to over 87.5%, there are
recorded cracks and defects of ETICS (Rating Scale 8 - strong, 9 - very strong, 10
- extremely strong).
Tab. 2: Classification of the severity of the technical condition with using a scale for the assessment
compilation of the growth of development according to [2] and [1].
Deficiency of visual diagnosis and assessment of severity consist of erudition of person to a given
issue and his subjective view and also in an ambiguous way of reading contamination, selecting sites
for reading and so on. For this reason are conducted field tests at the Department of Building in
Bratislava as part of research, by which are further verified visual evaluation mechanisms.
2.
THE CASE PAPER FOR VERIFICATION OF THE ASSESSMENT OF
SEVERITY
The subject of research was the facade surface with thermal insulation and visually identified "soiling"
mostly black or green colours that occur on the north-facing side, locally, in areas under sheeting
windowsills, in typically vertical direction and in surface typically horizontal band display.
Multicolour facade is depicted, with predominant shades of white contrasting with saturated yellow
and gray. From a visual diagnosis of the occurrence of microorganisms it showed that only colonized
is the surface of ETICS mostly by microorganisms of green or black colours, unprotected with slime.
On the surface, there were no cracks or defects. From the colour scale of biological material can be
estimated origin of microorganisms, while the green colour indicates the presence of algae with a
higher need for external humidity and black coloration indicates the presence of micromycetes or dead
algae residues. Visual perception of soiling facade tells about the exceeding the critical values
according to [2], i.e. degree 3, when the moderate pollution up to 5% of the area passing through the
evaluation on secondary pollution, which is colonized by up to 25% of the area. According to the
three-stage evaluation mechanism of severity of technical condition it is a aesthetic deficiency that
does not affect the functionality or security ETICS construction and the consequences can be remedied
9
2016 / 1
by normal cyclical maintenance. Locally, however, there were recorded locations, copying the run-off
from windowsills in low lining or escape of heat from the interior in contact with the window frame
and windowsill, the equivalent to 5% of the total area.
Fig. 1: North Side - contamination by the biological materials (author)
2.1
The taking of biological material
Sampling and subsequent mycological analysis of the external environment of apartment building was
conducted within the local examination. When sampling, the relative air humidity was 67.9% and
outside air temperature was 7.8 ° C. There was obtained air sampling (airborne fungus with the
possibility of deposition on the examined surfaces - the facade) and samples from the external surfaces
of buildings.
Fig. 2: Practical performance - taking of samples with piece of tape from the surface of contaminated
plaster (author)
Taking of samples were carried with piece of tape:
•
•
•
•
examined facade with different coloured finish with no visible fungal increase,
examined facade with gray, black and green spots possible fungal to algae growths),
holes by destructive probe from ETICS plasters,
samples from control buildings opposite the examined facade with no visible colour
change, green or black deposits, one plaster was of the same type on the insulation
construction and another plaster based on lime.
10
2016 / 1
Fig. 3: Practical performance - taking of samples with piece of tape under the surface in contaminated
areas. It is a basis for assessing of biodegradation activity and proposed solutions (Author), [5].
2.1
Laboratory examination
The isolation of pure cultures of microorganisms on the surfaces of building materials is not easy.
Given the fact that the laboratory the most provable analysis of biodeterioration (microbial corrosion)
of building materials by eukaryotic microorganisms (microscopic fungi - “fungi" and algae) includes
just mycological tests [5], on the facade with insulation and the surrounding outdoors have been
conducted comprehensive qualitative and quantitative mycological examination. The relevant
microbial findings were then tested for their biodegradation potential on the components of the
construction materials. From the demonstration of biodegradation activities was expecting the final
outcome of assessing of the seriousness of the technical state of ETICS with biocorrosion.
2.2
Results of samples
All isolated microscopic filamentous fungi belonged to the normal outer mycoflora in colder times of
the year (the incidence is similar in all tested surfaces - "dirty, clean" and also in the air).
Fig. 4: Practical exercise - isolation microorganisms from the sample. Left: the finish bore of ETICS with
a reinforcing layer. Right: microscopic observation of capture of micromycetes [5].
There was found out predominance of melanised fungi that are in term of colonization of surfaces
considered as secondary colonizers, requiring increased humidity of growth medium. Furthermore,
Alternaria sp. and C.cladosporioides were present out of dead plant material (fallen leaves, etc.).
Penicillium sp. and Trichoderma sp. are typical ubiquitous airborne fungi. Mucorrhoea indicate the
presence of an organic substrate (component plasters, paints, as well as an organic powder on its
11
2016 / 1
surface). They are able to decompose organic substrate through the rich enzymic feature. Identified
tertiary colonizers (acremonium, phoma) are able to colonize environment with very high content of
use humidity [5].
From the assessment of the biodegradation activity of tested representatives of fungal isolates was
found that neither of them was capable to dissolve or mineralize the lime substrate (CaCO3). All
present isobaths were decomposing the cellulose (saccharolytic activity) [5].
micromycete
CaCO3
- CaCO3
cellullose mineralization solubilization
Alternaria sp.
C.cladosporioides
C.sphaerospermum
Chaetomium sp.
Penicillium sp.
Trichoderma sp.
*/–
*
*
*
*
*
–
–
–
–
not tested
–
–
–
–
–
not tested
–
Tab. 3: The evaluation of biodegradation activity pattern (* - positive reaction - negative reaction) [5]
Through the essential knowledge was found that the samples after the bore from the plasters showed in
two cases (from 3 of the implemented samples) that the on side of contact of the reinforcing layer and
the insulator or on stratum of the obtained insulator was presence of Nigrospora sp., Phoma sp., Ph.
cruris-hominis, and Chaetomium sp., Phoma sp., Ph. crusis-hominis [5].
3
DISCUSSION
Based on a visual survey, the first planned conclusion and evaluation of thermal insulation with
microbiological attack was marked as aesthetic deficiency, without finding surface breaking cracks,
peeling off and other deformation of the construction. Colonization, calculated on the facade area by
free observation did not exceed the 25%. There have also been reported locally raised "colourfulness
soiling". Protection of microorganisms with slime was observed.
The laboratory examination has been performed in order to verify the initial assessment of the severity
and for the avoidance of doubt for the decision making process when selecting technologies for the
recovery. The penetration of microorganisms into the strata in two, three randomly made samples was
examined by destructive method and dross. Positive results of laboratory examination is the
identification of microorganisms as common, freely occurring in the environment and also for
microorganisms without degradation effects on plasters based on lime substrates. Based on laboratory
testing it is appropriate to consider the shift of assessment of severity of the technical state of ETICS
with biocorrosion at level 2 in the three-stage evaluation model. The state is possible to considered as
a common defect after verification, when was recorded except the colonization of the ETICS surface
by unicellular microorganisms, without the protection of slime also the penetration of micromycetes
into strata insulation. Assessment of the severity predicts the possible reduction of performance ETICS
with maintaining the required standard properties. The consequences of colonization, however, can be
corrected or repaired by routine repair and subsequent maintenance.
4
CONCLUSION
The presented results of the verification assessment of the severity of the ETICS we consider as
beneficial for the further development of the issue, the development of diagnosis and the need for
further testing assessment methodologies that are presented by foreign authors, or are used in our
regulatory conditions. Diagnostic tool that allow with great precision to determinate the severity and
12
2016 / 1
consequences of biocorrosion the insulation can also be effectively used for particular, alternative
proposals for technical and technological solutions for recovery.
References
[1]
Antošová, N.: Analýza poznania príčin a technológií riešení biokorózie ETICS a model
zabezpečenia ich rezistencie. 1. vyd. Bratislava : Slovenská technická univerzita v Bratislave,
2014. 122 s. ISBN 978-80-227-4302-0
[2]
Breuer, K. a kol.: Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit von Bioziden in Bautenbeschichtungen.
Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG,
Berlin, Bauphysik 34, 2012 Online ISSN 1437-0980
[3]
Hofbauer, W., a kol.: Algen, Flechten, Moose und Farne auf Fassaden. 2003 Ernst & Sohn
Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin Bauphysik 25
/2003, No 6. pp.383-396 ISSN: 0171-5445
[4]
Pangallo, D., Chovanová, K., Šimonovičová, A., Ferianc, P.: Investigation of microbial
community isolated from indoor artworks and air environment: identification, biodegradative
abilities, and DNA typing. Can. J. Microbiol. 55, 2009: 1 - 11.
[5]
Piecková, E., : Mykologické vyšetrenie vonkajšieho prostredia bytového domu. Slovenská
zdravotnícka univerzita Bratislava. člen IAMP, Svetovej asociácie medicínskych akadémií.
Správa 1/2016.
13
2016 / 1
IMPULZY PRE PRÍŤAŽLIVÉ PÓLY STRETNUTIA
IMPULSES FOR ATTRACTIVE MEETING POLES
doc. Ing. arch. Silvia Bašová, Ph.D.
ABSTRAKT
Podnety pre stretnutia V priestore mesta sú veľmi dôležité faktory v procese navrhovania verejných
priestranstiev. Sociálne impulzy pre vytváranie verejných priestranstiev podľa sociálnej štruktúry
(spoločných priestorov pre deti a mládež, miest pre seniorov a miest pre každého) musia byť prijaté a
integrované od designérov, architektov aj urbanistov. Význam kultúrnych impulzov je dôležitý pre
interaktivitu kultúrnych aktivít a lokálnej participácie obyvateľov v oblasti umenia. Návštevníci
vyhľadávajú možnosť atraktívneho zažívania priestoru, vitálne funkcie v parteri, priamu účasť na
spoločenskom živote v exteriéri, stretnutia, oddych, relax, účasť na scéne deja na námestiach, tranzit
námestím. Je dôležité poskytnúť komplexné využitie námestí a parkov ako multifunkčnú destináciu v
súčasných mestách.
Kľúčové slová: Impulzy pre atraktívne póly stretnutia, sociálne impulzy, kultúrne impulzy, atraktívne
zažívanie priestoru
ABSTRACT
Impulses for meeting in the city are very important factors in the design process of public spaces.
Social impulses for the creation of public spaces according to social structure (public areas for children
and the young, places for seniors, and places for everyone) need to be accepted and integrated by
designers, architects and urban designers. Visitors search for an attractive opportunity to
experience vitality in parterre, direct participation in the social life and meetings outside, rest, to relax,
to participate in the street sceneries or transit Square. The importance of cultural impulses plays a
basic role in interactivity of cultural activities and local participation in the arts. It is important to
provide complex using squares and parks as multifunctional destination in contemporary towns.
Keywords: Impulses for attractive meeting poles, social impulses, cultural impulses, attractive use of
space
1
ÚVOD
Významné póly stretnutia - verejné priestory sa stávajú stále viac príťažlivým dejiskom
spoločenského života. Tieto historicky overené priestory: námestia, významné mestské ulice, pasáže,
nádvoria, nábrežia nestrácajú ani dnes na svojej aktuálnosti. Ich atraktívnosť je výsledkom mnohých
faktorov. Na verejný priestor sa môžeme pozerať z viacerých uhlov pohľadu: z dejinného vývoja,
z aktuálnych potrieb súčasnej spoločnosti, z hľadiska urbánnej a architektonickej koncepcie,
z hľadiska reprezentácie mesta.... Nie je to len urbanistická problematika. Komplementárne názory
architektov, designérov, sociológov, filozofov, urbanistov a ďalších profesií na tieto priestory sú
potrebné pre spojenie viacerých odborných horizontov do jedného celku. Pohľady na kvalitu
verejného priestoru v súčasnosti významne rezonujú aj v participatívnom modeli dotvárania miest
mesta. Zdanlivo čiastkové dojmy, zážitky, vnemy, percepčné stopy a atmosféra prostredia, vnímaná
jej účastníkmi, sú významnými zdrojmi poznania prostredia a jeho potenciálov pre dotváranie
celistvých urbánnych koncepcií. Participatívne plánovanie významne prispieva k procesu dotvárania
14
2016 / 1
verejných priestorov práve účasťou jej užívateľov, hlavných aktérov deja priestorov, na premenách
a víziách exteriéru mesta.
Obr. 1 nový design a dotvorenie historického námestia v Ripoll, Plaça Sant Eudald, Španielsko
www.sk.pinterest.com/pin/327848047853384784/
Obr. 2 nový design a dotvorenie historického námestia v Zadare, Námestie Petra Zoranića, Chorvátsko
www.wikipedia.org/wiki/European_Capital_of_Culture
2
STRETNUTIE V MESTE
2.1. Impulzy pre stretnutie v priestore mesta
Urbánny význam námestia - ako centrálneho verejného priestoru mesta, ktorý je spravidla
lokalizovaný v jeho prevádzkovom a kompozičnom ťažisku, je u väčšiny námestí jasne vymedzený
a definovaný. Tektonické vymedzenie a kompozičné navádzanie k námestiu napomáha k orientácií
a k vnímaniu jeho ohraničenia. Jasnosť konceptu dáva účastníkom istotu k pohybu i pobytu. Nie
všetky priestory námestí sú však takto jasne čitateľné. Práve tie jasne vymedzené sú podmienkou
urbánnej kvality a tým aj výbornou „scénou pre stretnutie“. K stratám tektonickej hrany námestia
došlo predovšetkým v období moderny a po nej. Postmoderný urbanizmus veľmi výstižne zareagoval
na stratu klasickej priestorovej osnovy a snažil sa o obnovené uchopenie celku s dôrazom na jeho
centrálne uzly – námestia. J. B. Jacobsová, R. Ch. Venturi, R. a L. Krier, R. Bofill upozorňujú v druhej
polovici 20. st. na aktuálnosť návratu ku klasickému chápaniu priestoru námestia a odkazujú na teórie
C. Sitteho. [9] Námestie sa po epoche moderny a postmoderny opäť stabilizovalo a ideovo sa vrátilo
k svojmu pôvodnému zmyslu.
„...každé pravé mesto, a teda aj malé mestské mesto je kultúrna forma, a nie technicko – sociologický
stereotyp, takže ho nemožno vytvoriť na objednávku, vzniká podľa akýchsi zložitých, významných,
skrytých a relatívne voľných pravidiel hry, ku ktorým moderný urbanizmus, posadnutý mániou
exaktného plánovania, nemôže ešte vždy preniknúť.“ [4]
Na priestorovej osnove, ktorú mestá zdedili, sa dnes urbanisti snažia o renesanciu podstaty námestia
s premenami mestského interiéru. Vytvárajú sa aj nové uzlové priestory, často sú však oslabené hlavne
na kompozičnej kvalite. V hre sú viac otázky kvality ako kvantity. Taktiež prímestské sídla trpia
nedostatkom verejných priestorov, realizovaných v potrebnej kvalite. To spôsobuje izoláciu
obyvateľstva v obytných štruktúrach a potláča priprodzenú sociabilitu a komunikáciu miestnych
lokalít. [12] Súdobé námestie - ako výnimočný priestorový celok, je tak opäť a znova - ako v dejinách
stavby miest, tektonicky vymedzeným centrálnym miestom pre stretávanie ľudí a pre realizáciu
spoločenských aktivít. Jeho súčasné premeny prebiehajú skôr v zmysle dokomponovania ako hľadania
nových foriem. Opätovný dôraz na merítko peších a dôležitosť verejných priestorov pripomína
v svojich teoretických dielach dánsky urbanista a teoretik Jan Gehl. Do popredia sa dnes dostávajú
otázky záujmu návštevníkov o živé a atraktívne priestory, impulzy pre stretnutia. Otázky vitality
15
2016 / 1
a humánnych parametrov sa týkajú nielen dotvárania priestorov, ale aj správcov mesta, ktorí očakávajú
rastúcu urbánnu prosperitu a návštevnosť. Dôležitosť príťažlivosti priestoru námestia a ťažiskových
verejných priestorov nie je samozrejmosťou, ktorú by sme očakávali. Vitalita súvisí aj s ponukou
skladby a funkcie priestoru pre rozličné vekové a záujmové skupiny, resp. integráciu týchto skupín.
Sociálne impulzy pre tvorbu verejných priestorov:
• Miesto pre deti a mladých
zohľadnenie multifunkčných plôch pre pohybové aktivity detí a mladých rôznych vekových kategórií,
dynamika dotvorenia designu týchto plôch, možnosť tvorivých prejavov: súťaží, umeleckých scén,
workshopov;
Obr. 3
stretnutie mladých cyklistov a korčuliarov v Hanoji, www.hanoiyouthpublicspace.com/gallery
Obr. 4 stretnutie mladých v parku pred Redutou v Bratislave, foto Silvia Bašová
• Miesto pre seniorov
zohľadnenie miest na stretnutie, posedenie, ponuka cukrární, kaviarničiek, gastro – obslužných
prevádzok, dôraz na pohodlný design, miesta slnečné i v tieni, výhľady, kontakt s ostatnými
skupinami, ponuka kultúrnych podujatí vo voľnom priestranstve, bezbariérovosť;
• Miesto pre všetkých
integrácia funkčnej ponuky verejného priestoru pre všetky vekové kategórie a záujmové skupiny;
Kultúrne impulzy
Kultúrne impulzy smerujú k interaktivite vo verejnom priestore, s dôrazom na participáciu na umení,
umeleckých aktivitách a podujatiach. Mnohé námestia, ktoré stratili v slede času formu, funkciu i
pôvodnú silu, sú opustené, degradované a nekultúrne. Úloha revitalizácie týchto priestorov nie je len
v rukách profesionálov. Konečne sú v hre dotvárania mesta aj jeho obyvatelia a občianske zoskupenia.
Dialóg s vitálnou zložkou procesu - s jeho obyvateľmi je nutnou súčasťou dobrého konceptu.
Teamovou prácou môže dôjsť k tvorivej premene a zhodnoteniu miesta. K tvorbe tak pribúda
komunikácia, empatia. Oživená umelecká idea môže byť účinná pre vytvorenie kvalitného návrhu
priestoru, ku ktorému si ľudia vytvoria vzťah, stanú sa jeho aktérmi. Vtedy začne rásť obľúbenosť
miesta spolu s vitalitou. Vitalita verejných priestorov je potom akousi výslednou hodnotou, známkou,
ktorú užívatelia dávajú danému miestu.
Motívy stretnutia ľudí na námestí sú cielené alebo spontánne situácie, ktoré kulminujú v určitých
časových sekvenciách rytmu mesta. Návštevníci vyhľadávajú:
*možnosť zotrvania v atraktívnom priestore, funkcie v parteri
*priamu účasť na spoločenskom živote v exteriéri
*plánované i neplánované, osobné i skupinové stretnutia
*oddych, relax, zažívanie scény deja námestia
*tranzit námestím
16
2016 / 1
2.2. Významné podnety k zastaveniu peších
V prostredí mesta, a predovšetkým v prostredí rýchleho tempa veľkomesta, je verejný priestor cieľom
urbánneho pohybu, tiež priestorovou výzvou k zastaveniu a k zažívaniu priestoru. Tento priestor je
svojím určením nadčasový, je to oporný bod, miesto a mesto v meste. Je skúsenosťou potvrdené, že
tam, kde už ľudia sú, pribudnú ďalší a ďalší. Tiež je známa skúsenosť, že prázdne miesta a námestia sa
ešte viac vyprázdňujú. Skúmanie naplnenia a vyprázdnenia priestoru mesta, resp. miesta v meste je
významným systémom psychologických a sociologických prieskumov, indikujúcich ideu urbánnej
premeny. Sociologické prieskumy, vychádzajúce z chicagskej školy „human ecology“, sa viažu na
zakomponovanú zložku priestoru a času. Urbánne zázemie námestia je tým základným priestorovým
archetypom, v ktorom môžeme pozorovať a overovať dej účastníkov. Sociologické prieskumy tu v
určitom vymedzenom priestore sledujú priebeh sociálnych procesov a javov, analyzujú podoby zmien
sociálnych subjektov, ktoré daný priestor vyplňujú. Priestor – v tomto prípade mesta – je určitou
scénou, územne štruktúrovanou, v ktorej spomínané sociálne procesy a javy vystupujú a dávajú mu
určitú sociálnu charakteristiku. [5] Táto tektonicky vymedzená scéna je pevným oporným bodom, ku
ktorému urbánna štruktúra graduje a ku ktorému sa mesto hierarchicky zahusťuje. Námestie je priestor
stretnutia, priestor prezentačných aktivít, ale aj miesto oddychu a zažívania príjemnej atmosféry. Je to
akási multifunkčná platforma adaptabilná podľa mestských vízií a psychologických a sociálnych
potrieb návštevníkov. Významná je identifikácia človeka s mestskom prostredí, jeho pocit
spolupatričnosti k miestu a jeho sloboda vybrať si spôsob, ako tráviť voľný čas v meste. [2]
Obr. 5 zážitková rovina v horizonte peších, korzo Bratislava, foto autora (Bašová, Silvia)
Obr. 6 stretnutia a priateľská atmosféra na pešej zóne v Bratislave, foto autora (Bašová, Silvia)
„Kvalitný verejný priestor posilňuje sociálne prostredie. Vytvára sieť vzťahov a kontaktov známych
ale aj anonymných návštevníkov, pasantov, domácich či turistov. Je to akoby pozvanie k prežívaniu
iných chvíľ ako tých povinných, čisto utilitárnych, každodenných. Obyvatelia potrebujú urbanizmus,
ktorý sa orientuje na človeka. Nielen vyspelá technická a komerčná infraštruktúra posúva urbanitu k
vitalite, ale mestá a miesta urbanizované s úctou k ľuďom v danom priestore.“ [7]
2.3.
Vitalita a kvalita verejných priestorov
Impulzy k zastaveniu v priestore mesta akcelerujú mestotvorný charakter daných miest. Vitalita
verejných priestorov je priamo odvodená od sústavy aktivít, atraktivít a miest zastavenia. Súčasné
mesto je pod veľkým tlakom hospodárskeho prosperovania na úkor sociálneho, kultúrneho
a duchovného prosperovania. Nárast vitality prostredia a miera spokojnosti obyvateľov, a teda aj
kvality mesta by sa mala sústrediť viac na vyváženosť urbánnych parametrov ako na expanziu hustoty
a mestskej dynamiky. [1]
17
2.4.
2016 / 1
Vitalita silných miest
Na Slovensku sú to Bratislava a Košice, dve najsilnejšie mestá, ktoré znamenajú potenciál aj pre
návštevnosť významných verejných priestorov. Príťažlivosť týchto dvoch miest je príznačná pre
permanentný sumár výhod, ktoré sú naďalej magnetmi prílivu obyvateľov. Tendencie sústredenosti
obyvateľov do hlavných a silných miest sú globálne. Situácia nárastu obyvateľov je samozrejme
kvantitatívne premenlivá, súvisiaca aj s procesom suburbanizačných vĺn. Okrem rezidenčnej
rozpínavosti miest sa pridružila aj komerčná suburbanizácia, modifikujúca prímestskú krajinu. [6]
Výhody i nevýhody týchto procesov sa intenzívne podieľajú na urbánnych premenách centrálnych
i periférnych verejných priestorov.
Okrem expanzie veľkomiest dochádza v posledných rokoch v niektorých mestách aj k protichodnému
javu, k „urban shrinking“ – k úbytku a zmenšovaniu niektorých mestských častí, k stratám živosti
verejných priestorov, k úbytku počtu obyvateľov a tiež k stratám urbánnej stability. Zmenšovanie
miest sa na Slovensku dotklo po roku 1996 až 11 stredne veľkých miest. S týmto faktom klesá nielen
celkový počet obyvateľov, ale aj verejné priestory zažívajú prázdnotu. Úbytok a zmenšovanie malých
miest a vízia zvyšovanie priemerného veku obyvateľstva vo veľkých mestách sú reálne parametre,
s ktorými je nutné počítať. [3] Urbanisti musia akceptovať dané socio - demografické výsledky aj pri
modelovaní miest stretnutia. Ide však aj o spätné väzby. Kvalita dotvorenia miest stretnutia, ich
redesign a ponúkané aktivity spätne vplývajú na návštevnosť, rozvoj sociálnych interakcií a na
sociálnu klímu obyvateľov a návštevníkov. Ľudia modelujú mesto ale aj mesto modeluje ľudí.
3
ZÁVER
Vyššie uvedené skutočnosti, sociálne transformácie rýchleho rastu veľkých a stredných miest
i nečakaného zmenšovania iných miest postavili pred nás otázky dôrazu na mestské impulzy. Tieto
súvisia nielen s otázkami a parametrami ekonomického, sociálneho a plánovacieho charakteru. Súvisia
s celkovou kultúrnou úrovňou miest, s kultúrnymi výzvami a premenami.
Preto vznikli iniciatívy typu „Art and the City“ [11] a tiež vyše tridsať ročná skúsenosť s Európskymi
mestami kultúry:
2015
2016
2017
2018
Mons
Plzeň
San Sebastián
Wrocław
Aarhus
Pafos
Leeuwarden
Valletta
Belgium
Czech Republic
Spain
Poland
Denmark
Cyprus
Netherlands
Malta
Mons 2015
Plzeň 2015
San Sebastián 2016
Wrocław 2016
Aarhus 2017
Pafos 2017
Leeuwarden-Fryslân 2018
Valletta 2018
Tab. 1 Nominácie a výsledky vybraných európskych miest kultúry na roky 2015-2018, podľa: [13]
Týmto procesom sa dostávame tiež k významu miest stretnutia a k ich kultúrnemu poslaniu. Zdravá
súťaživosť miest, možnosť prezentácie kultúrnych pólov a reprezentácie kultúrnych kvalít vedie mestá
k premenám i spolupráci. Na kultúrne zázemie mesta a námestia nadväzujú aj vznikajúce kreatívne
štvrte a klastre. [10] Kultúrne mesto sa takto stáva priestorovou integráciou kultúrnych pólov
a kompaktnou štruktúrou, vrcholiacou v jeho ohniskách.
„Kultúrny zmysel mesta spočíva v tom, že mesto svoju vonkajšou podobou i vnútornou organizáciou
všetkých procesov sprítomňuje a formuje systém a významovú štruktúru života jeho obyvateľov
a celkovú súvislosť bytia, v ktorej sa človek svojim každodenným životom ocitá.“ [8]
Nové trendy impulzov pre príťažlivé miesta mesta by mali spájať viaceré atraktívne mestské ohniská
navzájom. Tiež treba pamätať na sociálne požiadavky rôznych skupín obyvateľstva a tiež na
18
2016 / 1
multifunkčné priestory kultúrneho charakteru. Vitálne miesta formujú vitálne komunity, a vitálne
komunity podnecujú k zmenám pre aktuálne využitie verejných priestorov mesta.
Použitá literatúra
[1]
Bašová, S.: Urbánna vitalita. In: ALFA, 2/2014, ISSN 1135-2679, s.19.
[2]
Bašová, S. – Štefancová, L.: Creative Parameters of Urban Spaces. In: International Journal
of Arts and Commerce, Vol.5 No. 2, 2016, ISSN 1929 – 7106, www.ijac.org.uk, s. 58.
[3]
Bleha, B., Šprocha, B.: Mestá a demografický vývoj In: Urbanita 1-2/2016,, ISSN 0139-5912,
Vyd. MDVaRR SR, Bratislava, s.51.
[4]
Bogdanovic, B.: Mesto a démoni, Vydavateľstvo Ivan Štefánik, 2002, ISBN 80-968189-5-3,
s.26.
[5]
Falťan, Ľ.: Bratislava – problémy súčasného rozvoja (reflexia socio-priestorových súvislostí)
In: Sociológia 2009, Vol. 41 (No. 4: 329-353) ISSN 0049 – 1225, s. 330-331.
[6]
Gajdoš, P., Moravanská, K.: Suburbanizácia a jej podoby na Slovensku, ISBN 978–80 –
85544 – 67-1, Vyd. SAV Bratislava 2011, s.6.
[7]
Gehl, J.: Města pro lidi, Cities for People, Island Press2010, Partnerství Brno 2012, str. 10.
[8]
Halík, P.,Kratochvíl, P.,Nový, O.: Architektura a město, Academia Praha, ISBN 80-200-02456, 1996, s.76.
[9]
Hrůza, J.: Stavitelé měst, Vyd. Agora, Praha, 2011, ISBN 978-80-86820-08-8, s. 175-7.
[10]
Rehák, Š.: Kreatívna trieda a kreatívne mestá. Teoretický koncept a jeho limity, In: Sociológia
46, 2014/ 5.
[11]
Shrinking Cities – Volume 1–2: International Research, Edited by Philipp Oswalt, Texts by
Regina Bittner, Robert Fishman, Dave Haslam, Wolfgang Kil, Walter Prigge, Klaus
Ronneberger, Barbara Steiner, Thomas J. Sugrue u.a., Kulturstiftung des Bundes. Berlin,
2005–2006, ISBN 978-3-7757-1682-6, s.10.
[12]
Sopirová, A.: Sídla v zázemí miest, In: ALFA STU 3/2014, ISSN 1135-2679, s.54
[13]
www.wikipedia.org/wiki/European_Capital_of_Culture
19
2016 / 1
ZKUŠENOSTI VEŘEJNÝCH ZADAVATELŮ S PROJEKTY
DESIGN-BUILD V ČR
EXPERIENCES OF PUBLIC CONTRACTORS WITH DESIGN-BUILD PROJECTS
Ing. Jakub Blaťák
ABSTRAKT CZ
Realizace veřejných projektů metodou design-build se objevuje již od minulého století. V zahraničí
proběhlo několik průzkumů, které informovaly o hodnocení metody design-build jednotlivými
zadavateli. Přestože se v České republice vyskytují projekty realizované pomocí design-build i ve
veřejném sektoru, z celkového počtu projektů zaujímají jen nízké procento. Článek využívá dotazníku
k průzkumu zkušenosti veřejných zadavatelů s touto metodou a hledá její kladné a záporné stránky
v praxi. Výsledky průzkumu poukazují na nízké povědomí o realizaci projektů metodou design-build
v České republice.
Klíčová slova: design-build, veřejný sektor, průzkum, dotazník
ABSTRACT
The realization of the public projects by design-build method appeared since last century. Abroad was
realized few researches which informed about design-build method evaluation by single contractors. In
the Czech Republic are projects realized by design-build also in the public sector. From the total
number of projects occupy only very low percentage. This article uses the questionnaire to the
research of the public contractors experiences with this method and looking for positive and negative
aspects of this method in practice. The results of the research indicate the low awareness about the
project realization by design-build method in the Czech Republic.
Key words: design-build, public sector, research, questionnaire
1
ÚVOD
Design-build (dále jen DB) je projektový systém ve stavebnictví, v němž je zhotovitelem generální
dodavatel, který pod sebou začleňuje architekty a inženýry pro tvorbu návrhu stavby a zároveň
zajišťuje výstavbu celého projektu (Loulakis, 2003). DB značně změnil celkový vztah zadavatele a
zhotovitele při řízení projektu (NSPE Position Statement No. 1726). Hlavní výhodou projektů DB je
spolupráce projektanta se zhotovitelem, kteří se společnými silami snaží uspokojit všechny potřeby a
požadavky zadavatele (Glavinich, 2006). Úspěch spočívá v jasně stanovených mantinelech, díky
kterým bude zhotovitel hledat úspory, ale nadále vycházet vstříc zájmu zadavatele (Levy, 2006).
Realizace projektů DB se v dnešní době značně rozšířila v soukromém sektoru, ale veřejné zakázky
jsou stále realizovány tradičním způsobem (design-bid-build). Článek se zaměřuje na otázku
zkušeností s využíváním DB u veřejných zakázek v České republice, neboť využívání této metody
není v ČR tolik rozšířené jako v ostatních státech světa (viz průzkumy níže). Pro průzkum byl využit
dotazník.
20
2
2016 / 1
KRÁTKÝ HISTORICKÝ EXKURZ
Myšlenku realizace projektů jedním zhotovitelem inicioval již v 1. stol. př. n. l. římský architekt
Marcus Vitruvius Pollio (Vitruvius, 1857). Od té doby se tato myšlenka využívala při budování hradů,
klášterů a mostů, přičemž veškerou odpovědnost nesl architekt (vyprojektovat a postavit). DB se
později objevil u výstavby železnic, kdy se např. společnost Rakouská severozápadní dráha významně
podílela na vybudování téměř 1400 km železničních tratí v tehdejším Rakousko-Uhersku (Schreier,
2009).
První zmínka o realizaci projektu DB ve veřejném sektoru byla zachycena kolem roku 1968 v USA.
Od té doby se s tímto způsobem realizace projektů začali seznamovat zadavatelé veřejných zakázek.
DB se v USA rozšířil v 80. letech minulého století u projektů zaměřených na výstavbu motelů,
bowlingových center, velkoobchodů a lékařských klinik (Molenaar, 1999). Metoda DB nebyla
využívána pouze v USA a Evropě, ale postupovala všemi směry. Projekty realizované pomocí DB se
začaly objevovat i v asijských zemích. Příkladem může být uplatnění metody DB v Hongkongu (Chan,
2001).
Jeden z prvních průzkumů se uskutečnil ve Spojeném království již na počátku 90. let 20. století.
Čtyřstránkový dotazník byl rozeslán mezi 100 zadavatelů stavebních zakázek, aby došlo k analýze
využívání DB mezi soukromým a veřejným sektorem. Výsledky ukázaly, že pouze 14 % dotázaných
nemělo žádnou zkušenost s DB (v soukromém ani veřejném sektoru) a kolem 50 % zadavatelů
využívalo DB u 6 – 30 % svých projektů (AKINTOYE,1994). Porovnáme-li tento průzkum s průzkum
v ČR, který bude popsán v další kapitole, dojdeme k závěru, že ve Spojeném království bylo již v 90.
letech povědomí o DB a jeho využívání mnohonásobně vyšší, protože v ČR má zkušenost s DB (u
veřejných zakázek) pouze 23 % respondentů dotazníku.
Následoval průzkum ze Spojených států amerických, který se snažil vysvětlit, proč zadavatelé
projektů využívají DB, resp. jaký faktor je k tomu vede. Zakázkami ve veřejném sektoru se zabývalo
63 % ze 108 respondentů. Nejvýznamnějším faktorem ovlivňující zvolení metody DB byla zkrácená
doba trvání realizace a nižší náklady (MOLENAAR, 1997).
Ačkoli se oba zahraniční průzkumy zaměřují na zjišťování zkušeností s DB mezi zadavateli, jejich
cíle se liší. V USA se zaměřili na přímé hodnocení různých faktorů zadavateli, na druhé straně ve
Spojeném království zjišťovali počet realizovaných projektů pomocí DB. Průzkum v ČR zkoumá jak
počet realizovaných projektů, tak zkušenosti a hodnocení DB, čímž by mělo dojít k bližšímu poznání
situace v ČR.
Jak bylo zmíněno výše, projekty DB se začaly objevovat na různých místech naší planety. Další
průzkum byl realizován v Hongkongu. Dohromady bylo posláno 120 dotazníků, na které odpovědělo
53 respondentů. Dotazník zjišťoval časovou výkonnost, náklady a zabýval se celkovým hodnocením
úspěšnosti jednotlivých projektů (Chan, 2001). Náklady a dobou realizace se zabýval i další průzkum
z USA z roku 2006 (EL WARDANI, 2006).
3
APLIKACE DB PRO ČESKÝ STAVEBNÍ TRH
Na začátku průzkumu trhu byla položena otázka: Opravdu nejsou projekty DB využívány veřejným
sektorem? Dále byla stanovena hypotéza: „Zkušenosti s projekty DB má méně než 10% veřejných
zadavatelů, to je způsobeno nedostatkem informací o tomto typu projektů.“ Důležitým faktorem bylo
stanovení minimálního počtu respondentů pro daný průzkum.
n≥
z2 * p * q 22 * 0,5 * 0,5
=
= 59 respondentů
0,132
∆2
21
2016 / 1
n – počet respondentů; z – koeficient spolehlivost 2 = 95,4%; p, q – procentuální počet respondentů
přiklánějících se k jedné, resp. druhé variantě, ∆ - maximální přípustná chyba.
V prvním kole bylo osloveno 150 institucí, nicméně kvůli dosažení minimálního počtu respondentů
bylo zapotřebí druhého kola, v němž bylo osloveno dalších 50 institucí. Celkově bylo osloveno 200
institucí. U výběru respondentů dostali přednost ti, jejichž sídla jsou zřízena v místě s vyšší
koncentrací obyvatel. Průzkumu se zúčastnilo 56 respondentů. Počet respondentů, ačkoli je pod
hranicí minimálního počtu respondentů, mohl být využit pro zpracování průzkumu, neboť odchylka
byla pouze jednoprocentní. Vzhledem k danému tématu je konečný počet respondentů dostačující,
počet odpovídá počtu respondentů ze zahraničních průzkumů (viz výše).
Do průzkumu se zařadily dotazy, které byly koncipovány s využitím několika zásad s různou
důležitostí dle následujícího seznamu:
•
•
•
•
•
Potvrdit či vyvrátit hypotézu.
Zjistit jaké bude nejlepší východisko z dané situace dle respondentů.
Zjistit zkušenosti veřejného sektoru.
Zjistit názor respondentů, kteří mají s DB zkušenosti, na průběh realizace těchto projektů.
Jednoduchost dotazníku a adekvátní délka, tak aby byl zajištěn co největší počet
respondentů.
Vzhledem k faktu, že se mezi respondenty objeví základní dva typy: ti co mají zkušenost s DB a ti co
nemají zkušenost, bylo nutné navrhnout základní schéma dotazníku a tím dojít k zařazení otázek
k jednotlivým skupinám respondentů.
Dotazník byl poté rozdělen na 3 části:
•
•
•
informativně-filtrační část,
část pro respondenty, kteří mají zkušenosti s DB,
společná část.
Na začátku dotazníku bylo důležité zjistit, do jaké skupiny se respondenti řadí (veřejný zadavatel x
soukromý zadavatel). Pro tento výzkum byla potřeba zajistit odpovědi především veřejných
zadavatelů, ostatní odpovědi se staly irelevantní. Další část zjišťovala, zdali respondent měl či neměl
zkušenosti s projekty zadanými metodou DB. Filtrační otázka měla za cíl rozřadit respondenty do
skupin dle uvedeného schématu (obrázek 1). Poté následovaly otázky ohledně zkušenosti s metodou
DB a případné opakované využití v systému zadávání veřejných zakázek. Skrytě mělo dojít ke zjištění
popularity metody DB mezi zadavateli. Závěrečné otázky se pro skupinu veřejných zadavatelů
dotazovaly na výši nákladů spojených s využitím metody a ohodnocením náročnosti zadávání.
Ve společné části, tedy části, v níž byli zahrnuti i respondenti bez zkušenosti s metodou, bylo
nejdůležitější zjistit, proč je povědomí o této metodě tak málo rozšířené.
4
VÝSLEDKY PRŮZKUMU
Z celkového počtu 56 respondentů má s projekty typu design-build zkušenost pouze 23 %. Z toho
vyplývá slabé povědomí o metodě DB. Tady je třeba upozornit, že tento poměr reprezentuje pouze
zadavatele, kteří se již s projekty DB setkali, ale nevypovídá nic o celkovém počtu realizovaných
projektů tímto způsobem.
V souvislosti se zjištěním, že téměř 80 % zadavatelů nemá žádnou zkušenost s metodou zadávání
zakázek pomocí DB, vyvstává hlavní překážka – rozšíření této metody. Pokud prozatím přijmeme
axiom – projekty DB přináší veřejným zadavatelům výhody – důležitost osvěty a informovanosti je
22
2016 / 1
nesporná. Prvními krůčky k rozšíření povědomí o DB iniciuje Asociace pro rozvoj infrastruktury,
která po přejmenování z Asociace PPP změnila i hlavní předmět zájmů a zaměřila se na propagaci
projektů DB. Docházíme tak ke zjištění, že zájem trhu realizovat projekty tohoto typu existuje.
Výsledky průzkumu přinesly následující zjištění – pouze 11 respondentů odpovědělo, že mají
zkušenost jen s jedním projektem DB. Další 2 přiznali zkušenost s dvěma projekty. Výsledky potvrzují
slabé povědomí o zadávání projektů pomocí DB. Získané zkušenosti jedním projektem nelze
považovat za dostačující. Z výsledků plyne následující závěr – zkušenost s projekty typu DB má 23 %
respondentů z řad veřejných zadavatelů.
Po těchto výsledcích vyvstává nová otázka: Jsou zkušenosti, které veřejní zadavatelé získali,
pozitivní? Vytvoříme-li kategorii ohlasů (pozitivní, neutrální, negativní), 83 % respondentů se přiklání
k pozitivním dopadům projektů DB. I přesto, že 17 % respondentů nenašlo výhody či nevýhody
zkoumané metody, žádná odpověď nemůže být zařazena do kategorie negativní, a proto nelze svalovat
vinu na nízké rozšíření projektů DB ve veřejných zakázkách z důvodu negativních zkušeností.
Kladné hodnocení metody se projevilo i v době trvání. U 83 % projektů se doba trvání zkrátila, jen 17
% zadavatelům se doba nezměnila. Opět je potřeba si uvědomit, že plné využití této metody je možné
jen za předpokladu správné struktury projektu se zkušeným týmem. Zrychlení realizace projektu u
veřejných zakázek dochází vynecháním jednoho výběrového řízení. Vzhledem k současné situaci a
průměrné délce jednoho výběrového řízení na veřejnou zakázku, je úspora velká a nelze ji zanedbat.
Navíc dochází ke snížení časových ztrát při případném řešení některých sporů, protože odpovědnost je
jasně stanovena (Hovatter, 1993).
U většiny realizovaných projektů se náklady snížily. Nejdůležitější výhodou i nadále zůstává těsný
vztah projektanta a dodavatele stavebních prací, kde má stavební dodavatel hlavní slovo (oproti
standardně zadávaným zakázkám). Díky tomu je schopen řídit projekční práce s cílem dosáhnout
ekonomického návrhu, který koresponduje s jeho výrobními kapacitami.
Snížení nákladů lze demonstrovat na veřejných zakázkách, kde zadavatel povolil variantní řešení.
Příklad z modernizace železniční trati Rokycany-Plzeň a celkové úspory, ke kterým variantní řešení
vedlo, poskytuje tabulka 1.
(Kč bez DPH)
Poměr vůči
odhadované
hodnotě
Vyhlašovací cena
7 534 000 000
100%
Skanska CZ a.s. + Skanska SK a.s.
4 756 835 711
63%
OHL ŽS a.s.
4 793 649 340
64%
OHL ŽS a.s. (varianta 1)
4 991 342 742
66%
HOCHTIEF CZ a.s. + HOCHTIEF Solutions AG + EUROVIA CS
a.s.
4 793 956 216
64%
Metrostav a.s. + Subterra a.s.
4 989 182 695
66%
Metrostav a.s. + Subterra a.s. (varianta 1)
3 972 925 902
53%
Metrostav a.s. + Subterra a.s. (varianta 2)
4 334 293 909
58%
PSVS a.s. + PORR Bau GmbH + PORR TunelBau GmbH +
PROMINECON s.r.o.
5 396 200 000
72%
Nabídková cena
Účastníci soutěže
23
2016 / 1
(Kč bez DPH)
Poměr vůči
odhadované
hodnotě
Vyhlašovací cena
7 534 000 000
100%
Viamont DSP a.s. + Bogl a Krysl k.s. + Max Bogl GmbH
5 697 802 190
76%
Nabídková cena
Účastníci soutěže
Tab.1 Tabulka z otevírání obálek projektu „Modernizace železniční trati Rokycany – Plzeň
Povolení variantních řešení funguje jako částečný projekt DB. Generální dodavatel variantu
vyprojektuje a vezme si na sebe riziko za její funkčnost. Předchozí tabulka znázorňuje, jak tímto
způsobem došlo k úspoře přibližně 20 % nákladů na výstavbu. Díky tomu mohla společnost, která by
bez možnosti variantních řešení skončila na čtvrtém místě, nabídnout nejlepší variantu.
Důležitým faktorem při implementaci projektů DB do veřejného zadávání je možnost a složitost
administrativního procesu zadávání tohoto typu veřejné zakázky. Zkušenosti respondentů jsou v tomto
směru podobně pozitivní stejně jako u přechozích otázek.
Podle 50 % respondentů není rozdíl v náročnosti mezi zadáním standardní veřejné zakázky
a zakázky typu DB. Nicméně existuje skupina 25 % respondentů, podle nichž je DB administrativně
jednodušší. Stejně početná skupina respondentů považuje DB po administrativní stránce za náročnější.
Administrace veřejných zakázek formou DB je v ČR obecně velmi náročná. Přitom podle různých
studií a modelů je administrativní zatížení jednou z hlavních kritérií pro realizaci (MOLENAAR,
1998).
Z tohoto pohledu projekty DB žádné výhody neskýtají, naopak. Zadavatelé musí odlišně definovat své
potřeby, na rozdíl od standardních projektů. Je důležité, aby zadavatelé definovali přesně požadovanou
funkci předmětu díla a oprostili se od vizuální stránky. Architektonické parametry mohou být
hodnoceny v rámci hodnocení nabídek, ale nemohou se stát podmínkou zadání. Nejtěžší úkol spočívá
na zadavateli a případně na konzultantech.
Jaký závěr nám přináší dotazníkový průzkum? Dle jeho výsledků má veřejný sektor zkušenosti
s projekty DB, ale nejsou příliš rozsáhlé. Zkušenosti jsou spíše pozitivní a potvrzují výhody DB.
V České republice existují úspěšné projekty ve veřejném sektoru.
Chceme-li docílit zvýšení využití projektů DB, je potřeba identifikovat pozitivní a negativní stránky
projektů realizovaných pomocí DB. Průzkum mimo jiné hledal odpověď na překážky v rozšíření
projektů DB.
Největší překážku tvoří nedostatečná informovanost. Je to základní překážka, která značí zásadní
problém, tedy problém v zadávání veřejných zakázek, neboť při volbě zakázek nejsou zvažovány
všechny alternativy. Problém je prostý, zadavatelé o DB neví.
Další příčinou nízkého využívání projektů DB je podle respondentů stávající legislativa. Příznivé
vyhodnocení získala možnost „nedostatek kvalifikovaných zhotovitelů“. Tuto odpověď zvolilo pouze
13 % respondentů, čímž se dá předpokládat, že se spokojenost se zhotoviteli v soukromém sektoru
odráží v důvěře veřejného sektoru.
Důležitý faktor pro implementaci projektů spočívá v samotné vůli zadavatelů. Ochotu zvolit si
realizaci projektu pomocí DB má 79 % respondentů. Přestože jsou zadavatelé ochotni využít DB pro
realizaci projektů, nezvolí ji. Chyba se vyskytuje v systému, kdy díky neinformovanosti zadavatelů
není možné promyslet všechny formy zadávání projektů. Respondenti považují za důvody motivaci při
24
2016 / 1
výběru DB především úsporu nákladů a přenos rizika na dodavatele, což je nejčastější motivace při
rozhodování. Snížení rizika znamená pro zadavatele snížení svých povinností a díky nižším nákladům
realizaci více projektů. Časová úspora je s 19 % na třetím místě. Právě tu někteří pokládají za jednu
z největších výhod projektů DB (ANUMBA, 1997).
5
JAK ZVÝŠIT
ZADAVATELI
VYUŽÍVÁNÍ
DESIGN-BUILD
PROJEKTŮ
VEŘEJNÝMI
Hlavní důvody motivují zadavatele při rozhodování o realizaci projektu metodou Design-Build je
úspora nákladů, dále přenos rizika z chyb při změnách během projektování a přenos rizika plynoucí
z koordinace projekčních prací na zhotovitele. Mezi další důvody patří také časová úspora, přímá
komunikace mezi klientem a dodavatelem a nakonec také vhodnost DB pro využití dodavatelových
technologií a tím i vyšší produktivity a využití vlastních výroben.
V posledních desetiletích z plánování staveb téměř vymizel důraz na využívání lokálních surovin, tím
vznikají náklady na materiál a dopravu mezi stavbou a dodavatelem. Zatížení životního prostředí je
enormní. Silniční doprava je hlavním používaným typem dopravy pro dopravu stavebních materiálů
na střední a krátké vzdálenosti, produkuje více jak 80 % (Kovaříková, 2013) celkových emisí.
Z pohledu životního prostředí je tedy DB velice výhodný, protože jsou dodavatelé stavebních prací
přirozeně motivováni k volbě ekonomicky výhodných materiálů. Cena materiálů je tvořena i náklady
na dopravu, proto je rozumné tuto cenu snižovat. Budoucí projekty DB mohou výrazně ovlivnit
odvětví strojírenství a stavebního průmyslu (Yates, 1995).
6
ZÁVĚR
Jeden z prvních průzkumů se uskutečnil ve Spojeném království již v 90. letech 20. století. Kladl si za
cíl zjistit povědomí o metodě DB a její využití v soukromém a veřejném sektoru. Nakonec pouze 14 %
dotázaných nikdy nevyzkoušelo realizovat projekt pomocí DB. V USA přistoupili k průzkumu
odlišně. Podstatné pro ně bylo zjistit, jaké faktory přesvědčí zadavatele k využití DB. Respondenti
zvolili za nejdůležitější zkrácení doby trvání a nižší náklady s realizací. V Hongkongu se pro změnu
dotazovali na výkonnost, náklady a celkové hodnocení úspěšnosti jednotlivých projektů.
Jak odhalily výsledky průzkumu zkušeností zadavatelů s DB v ČR, pouze 23 % respondentů využilo
tuto metodu. Hlavní důvody při rozhodování o realizace projektu jsou s 27 % úspora nákladů, ale také
časová úspora, která získala 19 %. Největším problémem využití DB při veřejných zakázkách je podle
respondentů (43 %) nedostatečná informovanost. Přestože žádný respondent neprojevil negativní
názor na metodu DB, velmi nízké povědomí brání k jejímu většímu využívání.
Mezi zahraničními průzkumy, uvedenými výše, a průzkumem v ČR je rozdíl v čase 20 let. Přesto je
DB v ČR velmi málo využíván (23 % respondentů) a informovanost zadavatelů veřejných zakázek je
nedostačující. Již před 20 lety ve Spojeném království nevyužívalo DB pouze 14 % dotázaných
zadavatelů, v ČR je to v současné době 77 %. Nicméně, hlavní důvody motivace k přistoupení na DB
jsou shodné jak z průzkumu v USA, tak v ČR. Respondenti z obou zemí se shodli na časové úspoře a
snížení nákladů jako na hlavním důvodu realizace projektů pomocí DB.
25
2016 / 1
Použitá literatura
[1]
AKINTOYE, Akintola. Design and build: a survey of construction contractors’
views. Construction Management and Economics, DOI: 10.1080/01446199400000021, 1994
[2]
ANUMBA, Chimay J. a Nosa F. O. EVBUOMWAN. Concurrent engineering in design-build
projects. Construction Management and Economics, DOI: 10.1080/014461997373006, 1997
[3]
Design-build becoming a revolution. Hanscomb - means report: International construction
intelligence, vol. 16. no 6. 2004
[4]
Design/Build in the Public Sector: NSPE Position Statement No. 1726, 1995. Dostupné z:
http://www.nspe.org/resources/issues-and-advocacy/take-action/positionstatements/designbuild-public-sector
[5]
EL WARDANI, Marwa A., John I. MESSNER a Michael J. HORMAN. Comparing
Procurement Methods for Design-Build Projects. Journal of Construction Engineering and
Managemen, DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9364(2006)132:3(230), 2006
[6]
GLAVINICH, Thomas E. Design/Build in the Public Sector, 2006. Dostupné z:
http://www.ecmag.com/section/codes-standards/designbuild-public-sector
[7]
Hovatter, Mark H, A Study of Design-build construction and it‘s place in public contracts,
Univerity of Florida, 1993
[8]
CHAN, Albert P. C., Danny C. K. HO a C. M. TAM. Design and Build Project Success
Factors: Multivariate Analysis. Journal of Construction Engineering and Management, DOI:
10.1061/(ASCE)0733-9364(2001)127:2(93), 2001
[9]
Kovaříková, Hana, Vliv automobilové dopravy na životní prostředí. Diplomová práce.
Univerzita Pardubice. Dopravní fakulta Jana Pernera. 2013
[10]
LAM, Edmond, Albert CHAN a Daniel CHAN. Why is Design-Build Commonly Used in the
Public Sector? An Illustration from Hong Kong.Australasian Journal of Construction
Economics and Building, DOI: 10.5130/ajceb.v3i1.2911, 2003
[11]
LEVY, Sidney M. Design-build project delivery: managing the building process from
proposal through construction. New York: McGraw-Hill. ISBN 0071461574, 2006
[12]
LOULAKIS, Michael C. Design-build for the public sector. New York, NY: Aspen
Publishers, c2003. ISBN 0735530114
[13]
MOLENAAR, K.R. Selecting Design-Build: Public and Private Sector Owner Attitudes.
University of Colorado, 1997.
[14]
MOLENAAR, Keith R. a Anthony D. SONGER. Model for Public Sector Design-Build
Project Selection. Journal of Construction Engineering and Management, DOI:
10.1061/(ASCE)0733-9364(1998)124:6(467), 1998
[15]
MOLENAAR, Keith R., Anthony D. SONGER a Mouji BARASH. Public-Sector
Design/Build Evolution and Performance. Journal of Management in Engineering, DOI:
10.1061/(ASCE)0742-597X(1999)15:2(54), 1999
[16]
SCHREIER, Pavel. Příběhy z dějin našich drah: kapitoly z historie českých železnic do roku
1918. 1. vyd. Praha: Mladá fronta, 2009. ISBN 978-80-204-1505-9
[17]
VITRUVIUS POLLIO, Marcus. M. Vitruvii Pollionis De architectura libri decem (Dr. Carolus
Lorentzen), 1857.
[18]
YATES, J. K. Use of Design/Build in E/C Industry. Journal of Management in
Engineering [online], DOI: 10.1061/(ASCE)0742-597X(1995)11:6(33), 1995
26
2016 / 1
MOŽNOSTI VYUŽITÍ DRUHOTNÝCH SUROVIN
A RECYKLÁTŮ VE STAVEBNICTVÍ
APPLICATION POSSIBILITIES OF SECONDARY RAW MATERIALS AND
RECYCLATES IN CONSTRUCTION
Ing. Jana Boháčová; Ing. Stanislav Staněk
ABSTRAKT CZ
Druhotné suroviny a recykláty jsou v současnosti stále více používány jako plnohodnotná náhrada
standardních materiálů v mnoha oblastech stavebnictví, dominantní je jejich využití zejména
v dopravním stavitelství. Jejich maximální využití je žádoucí, neboť významně snižuje ekologickou
zátěž a zároveň přináší investorovi nezanedbatelnou finanční úsporu. Příspěvek je přehledem
nejčastěji používaných druhotných surovin a recyklátů a možností jejich použití ve stavebním
průmyslu.
Klíčová slova: Druhotná surovina, odpad, recyklát, stavebnictví
ABSTRACT
Secondary raw materials are currently used increasingly as a full replacement of standard materials in
many areas of construction, dominant use is especially in transport engineering. Maximum use is
desirable because it significantly reduces the environmental burden and also brings considerable cost
investor savings. The paper is a summary of the most frequently used secondary raw materials and
recyclates and possibilities of their use in the construction industry.
Key words: Secondary raw material, waste, recyclate, construction
1
ÚVOD
S rozvojem lidské činnosti se výrazně rozvíjí i oblast stavitelství, technická a technologická řešení se
mění v závislosti na požadavcích moderního vývoje společnosti. V současné legislativě je vyvíjen
stále větší důraz na ochranu životního prostředí, udržitelný rozvoj a recyklovatelnost materiálů.
Druhotné suroviny a recykláty tvoří v současném stavitelství významnou část používaných materiálů a
škála těchto hmot se neustále rozrůstá. Použitím druhotných surovin a recyklátů se snižuje množství
odpadů, jež by bylo nutné ukládat na skládky, u některých typů surovin je výhodou možnost jejich
použití ve zhoršených klimatických podmínkách. V neposlední řadě jsou pozitivem jejich použití nižší
náklady.
Zároveň je však nutností dodržet při výstavbě požadavky na kvalitu konečných produktů, pro což
existuje celá řada norem a technických podmínek. Z tohoto hlediska je tedy při použití druhotných
surovin a recyklátů bezpodmínečně nutné znát nejen jejich fyzikálně-mechanické a chemické
vlastnosti v době jejich aplikace ve výstavbě, ale také se musíme zabývat dlouhodobým vývojem
těchto vlastností v závislosti na působení fyzikálních, chemických a klimatických vlivů, zejména v
kontextu s návrhovou životností konkrétních stavebních děl nebo jejich částí, do nichž jsou
zabudovány. Při použití alternativních materiálů je rovněž nutné zohlednit riziko nehomogenity a
27
2016 / 1
v případě stavebních demoličních odpadů také případný vliv různého původu a stáří zpracovaných
materiálů. [3]
2
RECYKLÁTY VE STAVEBNICTVÍ
Ve stavebnictví obecně jsou jako recykláty používány především inertní minerální stavební odpady
jako recyklované kamenivo do betonů a malt, povrchové úpravy pro stmelené a nestmelené aplikace a
jako kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby.
[2]
Z hlediska celkové produkce odpadů v rámci ČR představují stavební a demoliční odpady jeden
z největších hmotnostních materiálových toků, kdy pouze tyto hmoty představují až 62 % celkového
produkovaného množství. Jedná se většinou o výkopové zeminy a kamenivo, jež jsou následně opět
uplatňovány zejména v násypech, nezanedbatelnou částí jsou však také betonové, cihelné, asfaltové a
keramické odpady a jejich směsi. V letech 2010 - 2014 bylo produkováno jen v rámci ČR cca 6400 kt
betonového, 3850 kt cihelného, 71 kt keramického a 2523 kt asfaltového recyklátu. [6, 7]
Recykláty je možno z hlediska stavebnictví rozdělit zejména na betonový recyklát, asfaltový recyklát
pro pozemní komunikace, recyklát z podkladních vrstev vozovek, recyklát z kameniva kolejového
lože, recyklát z hornin, recyklát ze zdiva a/nebo betonových částí staveb. [4, 5]
2.1
Betonový recyklát
Jedná se kamenivo vyrobené předrcením a vytříděním betonu na požadované frakce (široké nebo
úzké) a výsivku (jemné podíly). Používá se do betonu a asfaltových směsí, pro hydraulicky stmelené
nebo nestmelené směsi a pro zemní práce. [5]
2.2
Asfaltový recyklát pro pozemní komunikace
Jedná se o materiál získaný recyklací jednotlivých vrstev vozovky z asfaltových směsí, penetračních a
vsypných makadamů, litého asfaltu, nátěrů a kalových zákrytů, které mohou osahovat maximálně 50
% -ní podíl z vrstev nestmelených a stmelených hydraulickým pojivem. Obsah asfaltu musí být
v minimální výši 3,5 %. Recyklát se používá do podkladních vrstev stmelených hydraulickými a/nebo
asfaltovými pojivy, pro nestmelené podkladní vrstvy anebo zemní práce. [5]
2.3
Recyklát z kameniva kolejového lože
Jedná se o recyklát vyrobený předrcením a vytříděním kameniva železničního svršku, používá se při
výstavbě a rekonstrucki kolejového lože železnic. [5]
2.4
Recyklát z hornin
Materiál definováný jako kamenivo, které bylo vyrobeno vytěžením, předrcením a vytříděním
kameniva v trase výstavby komunikace nebo jiné stavby. Dělí se dle frakcí (úzké, široké, výsivka).
Používá se k výstavbě a rekonstrukcím vozovek a objektů pozemních komunikací, kamenivo do
betonu, do hutněných asfaltových vrstev, jako kamenivo stmelené hydraulickým pojivem, dále do
stabilizovaných podkladů, nestmelených vrstev a pro zemní práce. [5]
2.5
Recyklát ze zdiva a/nebo betonových částí staveb
Jedná se o recyklát vyrobený předrcením a vytříděním stavební sutě, kdy kromě cihel obsahuje
úlomky i dalších materiálů, zejména zatvrdlého maltového pojiva a betonu. Používá se pro podkladní
vrstvy vozovek pozemních komunikací a pro zemní práce. [5]
28
2.6
2016 / 1
Ostatní recykláty
Mezi další, v předchozích podkapitolách nezařazené recykláty lze zařadit například pěnové
recyklované sklo, recyklovaný pěnový polystyren, recyklované plasty, organické (dřevní) hmoty,
komunální odpady aj.
U recyklátů je nutné sledovat parametry dané jednotlivými požadavky v závislosti na plánovaném
použití materiálu v konstrukci.
3
DRUHOTNÉ SUROVINY VE STAVEBNICTVÍ
Specifickou oblastí stavitelství, v němž je velmi časté využití druhotných surovin, je dopravní
stavitelství. V dopravních stavbách jsou druhotné suroviny používány zejména jako násypové
materiály, k vyplňování podzemních dutin, jako kamenivo pro nestmelené směsi a pro konstrukční
vrstvy a v neposlední řadě také jako součást pojiv.
V roce 2014 v ČR činila produkce druhotných surovin 18,7 mil. tun, z čehož druhotné produkty
energetických procesů, tedy zejména popílky, strusky a škváry tvořily 51,6 %, tzn. cca 10 mil. tun. [7]
V rámci severní Moravy a Slezska bylo v období let 2001 až 2011 jen na významných dopravních
stavbách zužitkováno cca 4,43 mil. m3 uhelné hlušinové sypaniny, 1,73 mil. m3 vysokopecní strusky,
0,68 mil. m3 ocelářské strusky a 0,46 mil. m3 studeného odvalu. [3]
Mezi nejčastěji používané druhotné suroviny a recykláty v rámci dopravních staveb je možno zařadit
zejména odpadní produkty energetického a hutnického průmyslu, uhelnou hlušinovou sypaninu
a recyklované kamenivo. V současné době se však škála těchto materiálů neustále rozrůstá a proto se
můžeme setkat také s využitím dalších, pro toto odvětví nestandardních typů materiálů. [3]
3.1
Odpadní produkty energetického průmyslu
Energetický průmysl vyprodukuje každoročně značné množství odpadů, a to především ve formě
různých typů popílku. Na území ČR tímto ročně vzniká téměř 10 miliónů tun nového odpadu, z čehož
se využívá cca jen 20 %, zbytek se deponován na skládkách. Elektrárenský popílek je technogenní
materiál, vzniklý spalováním paliv při výrobě elektrické energie. Popílky lze rozdělit podle způsobu a
technologie spalování na popílky vysokoteplotní, jež vznikají při klasickém způsobu výroby elektrické
energie při teplotách 1400 – 1600 °C a popílky fluidní, které vznikají při fluidním spalování (nižší
teploty a použití přísady – vápence nebo dolomitu) za atmosférického tlaku. [3, 4]
Popílky vykazují různé chemické, fyzikální i granulometrické složení, a to v závislosti na druhu
spalovaného uhlí a jeho složení, způsobu spalování, způsobu těžby a přidaných aditiv. Vlivem
proměnlivého chemického složení je nutné ověřovat kvalitu a složení popílků pro jejich další možné
použití. Popílky jsou hojně používány do násypů pozemních komunikací, dále se uplatňují
v konstrukčních vrstvách a ve formě popílkové suspenze také do krytů pro vozovky nižších tříd.
U popílků, jež jsou používány do násypů, je sledována především objemová stálost, obsah těžkých
kovů a radioaktivita, dále je ověřována jejich granulometrie, objemová hmotnost, propustnost,
smyková pevnost, optimální vlhkost, smyková pevnost a dále deformační moduly a kalifornský poměr
únosnosti (CBR). [3]
Popílky jsou v dopravním stavitelství dále používány jako pojiva zemin, zde je nutné sledovat zejména
obsah volného CaO, pro konkrétní využití popílku je však vždy nutno provádět průkazní zkoušky.
Dále jsou sledovány zejména CBR, vlhkost, bobtnání. Nejen v dopravním stavitelství se popílky
používají jako příměsi do betonu a jako součást pojiv obecně. Suché elektrárenské popílky se řadí
29
2016 / 1
mezi pucolány, materiály, jež mají jen velmi slabé pojivové vlastnosti, za přítomnosti hydroxidu
vápenatého však vytvářejí hydratační produkty podobné produktům hydratace portlandského cementu.
Výhodou, kromě ekologických a ekonomických aspektů, je především zlepšení zpracovatelnosti
čerstvé betonové směsi, snížení množství hydratačního tepla uvolněného při hydrataci cementu a
snížení propustnosti vytvořeného kompozitu. V rámci požadavků na popílky, jež jsou používány jako
příměs do betonů, se z chemických vlastností sleduje podíl skelné fáze, obsah volného a aktivního
CaO, obsah MgO, chloridů, uhlíku, oxidu sírového, rozpustných fosforečnanů celkový obsah alkálií, a
ztráta žíháním. Z fyzikálně-mechanických parametrů jsou ověřovány objemová stálost, počátek
tuhnutí, index účinnosti, jemnost, měrná hmotnost a požadavek na množství vody. [2, 3, 4]
Pro využití jako součásti pojiva je u popílků dlouhodobě řešenou problematikou nestálost chemického
složení a velmi rozdílná kvalita u různých producentů popílku.
3.2
Odpadní produkty hutnictví
Nejhojněji používanými odpadními produkty hutní výroby v dopravním stavitelství jsou ocelářské a
vysokopecní strusky. Strusky jsou technogenním materiálem, jehož konečná struktura je závislá na
rychlosti ochlazení taveniny. Patří mezi druhotné suroviny, které jsou vedlejším produktem
termických a spalovacích procesů. [1, 3]
Strusky se obecně dělí na vysokopecní a ocelářské, z hlediska způsobu využití v dopravním
stavitelství jsou významné především struskové kamenivo a v rámci pojiv také granulovaná struska.
V posledních letech je řešena v souvislosti se zvlněním D47 problematika studeného odvalu. [3]
Struskové kamenivo vzniká pomalým ochlazováním taveniny vysokopecní nebo ocelářské strusky. Při
tomto pozvolném tuhnutí na vzduchu dochází ke krystalizaci strusky, následně je tato krystalická
struska drcena a tříděna na jednotlivé frakce. Struskové kamenivo se v dopravním stavitelství používá
jako kamenivo do betonu, kamenivo pro stmelené a nestmelené směsi, a jako kamenivo do asfaltových
směsí. Vlastnosti struskového kameniva zásadním způsobem stanovuje použitá technologie
producenta železa nebo oceli, případně jiných neželezných kovů. [1, 2, 3]
Studený odval je definován jako směs hutnických strusek, slévárenských písků a žáromateriálů
(vyzdívky vysokých pecí, které vznikají při výrobě surového železa a oceli). Ve studeném odvalu je
zastoupen zcela podřadně i další materiál, například dřevo, PVC aj. Použití tohoto heterogenního
materiálu je specifické pouze pro ČR, v zahraničí nejsou pro stavby suroviny obdobného složení pro
jejich značnou objemovou nestálost používány. [3]
Z hlediska vhodnosti použití jednotlivých typů strusek v dopravních stavbách je nutné sledování
především jejich objemové stálosti. Dalšími důležitými parametry jsou granulometrie, zhutnitelnost,
deformační vlastnosti a smyková pevnost. [3, 4]
Granulovaná struska je připravována prudkým ochlazením taveniny vodou pod tlakem tak, aby byl
zachován co nejvyšší podíl skelné fáze. Tato surovina je jako konečný produkt využívána pouze
minimálně, většinou je dále zpracovávána, jejím semletím vzniká jemně mletá granulovaná
vysokopecní struska, jež je pro své latentně hydraulické vlastnosti hojně využívána v cementářském
průmyslu jako hlavní složka vysokopecního cementu a dále ve stavebnictví jako aktivní příměs do
betonů. U vysokopecní granulované strusky patří mezi sledované parametry především železnatý a
manganatý rozpad, obsah síry a objemová stálost.
30
3.3
2016 / 1
Uhelná hlušinová sypanina
Uhelná hlušinová sypanina je tvořena úlomky sedimentárních hornin, jež byly vytěženy při hlubinném
dobývání černého uhlí, a obsahuje různé zbytkové množství tohoto uhlí. V případě, že došlo během
deponování k zahoření uhelných částic, nazýváme produkt prohořelou uhelnou hlušinou. [3]
Uhelná hlušinová sypanina je v dopravním stavitelství používána při realizaci násypů, po úpravě
cementem byla aplikována také jako podkladní vrstva vozovek. U hlušinové sypaniny jsou sledovány
z fyzikálně-mechanických vlastností především granulometrie, zhutnitelnost, deformační vlastnosti a
smykové pevnosti. Další důležité parametry jsou kromě obsahu těžkých kovů také obsah spalitelných
látek a náchylnost k samovznícení. [3]
3.4
Recyklované kamenivo
V dopravním stavitelství je v rámci ČR nejvíce využíváno recyklované kamenivo. Tyto recykláty lze
rozčlenit na recyklovanou štěrkodrť, recykláty z betonu, ze zdiva, recykláty asfaltové, recykláty
z vozovek a směsné recykláty. Ve většině případů se jedná o kamenivo, jež vzniká předrcením
příslušného odpadního materiálu. Uvedené materiály se v dopravním stavitelství uplatňují při realizaci
především nestmelených vrstev, v případě asfaltového recyklátu je samozřejmé uplatnění
v asfaltových vrstvách. Sledovanými parametry u recyklovaného kameniva jsou jeho geometrické
vlastnosti, nasákavost, obsah jemných částic, podíl cizorodých částic, otlukovost a trvanlivostní
vlastnosti. [2, 3, 4, 5]
4
ZÁVĚR
Můžeme předpokládat, že podíl aplikací druhotných surovin a recyklátů se bude i nadále zvyšovat, a
že předložený výčet používaných hmot se bude dále rozšiřovat.
Nejvíce jsou dnes druhotné suroviny a recykláty využívány v silničních stavbách a to především jako
násypové materiály. Některé vlastnosti popílků a strusek by však mohly být více zhodnocovány,
zejména jejich využitím jako aktivní součást pojivové složky, a to jak při zlepšování vlastností zemin,
tak při výrobě nových, bezcementových hmot, v nichž by se uplatnily i druhotné suroviny, jež jsou
svým složením nebo granulometrií nevhodné do běžných hmot na bázi portlandského cementu.
5
LITERATURA
[1]
M. Matoušek, “Lehké stavební hmoty“. SNTL - Nakladatelství technické literatury, Praha,
1967.
[2]
J. VIDLÁŘ, Z. RŮŽIČKOVÁ, J. SRB, “Úprava druhotných surovin“. Vysoká škola báňská,
Ostrava, 1985.
[3]
F. Kresta, “Druhotné suroviny v dopravním stavitelství“. VŠB-TU Ostrava. Ostrava, 2012.
[4]
P. SHERWOOD, “Alternative materials in road construction: a guide to the use of recycled
and secondary aggregates“. 2nd ed., Thomas Telford, London, 2001.
[5]
M. Škopán, “Recykláty ze stavebních a demoličních odpadů jako alternativa k přírodnímu
kamenivu“, Realizace staveb, Praha, 2010.
[6]
M. Škopán, “Recyklace stavebních a demoličních odpadů v prostředí oběhového
hospodářství“, Recycling 2016, Brno, 2016.
[7]
Tretiruka.cz, “Statistika: Produkce, využití a odstranění odpadu a produkce druhotných
surovin v roce 2014“, dostupné online na http://www.tretiruka.cz/news/statistika-csuprodukce-vyuziti-a-odstraneni-odpadu-a-produkce-druhotnych-surovin-v-roce-2014/
31
2016 / 1
COMPARISON OF SELECTED PARAMETERS OF WET AND
DRY TECHNOLOGY OF PLASTERING
Ing. Ďuriš Adrián; prof. Ing. Kozlovská Mária, Ph.D.
ABSTRACT
The construction industry is constantly trying to improve the parameters of buildings construction. The
costs, technology, sustainability and speed of construction are currently often a critical aspect for an
investor or developer in the choice of. The paper is focused on process form group for finishing works
– plastering. In the construction process is mostly used traditional – wet processes realization of
plastering. In the construction process are mostly used traditional – wet processes of plastering. But,
currently in construction market offers the new dry plastering technologies, which are characterized by
shortly realization, elimination of moisture and improving quality. The potential of dry plastering is
evaluated in this paper, which is based on a comparison of selected types of traditional wet and dry
technology plastering. The aim of this paper is to compare of their constructional, technological and
cost parameters.
Key words: construction, wet plastering, dry plastering, comparison
1
INTRODUCTION
Plaster is a building product used for exterior and interior coating of walls and ceilings. Plastering is
very important process to surface finishing of building. Currently, plastering has two types of
realization – by hand or mechanically. In term of technology plasters are divided to wet (traditional)
and dry ways of technologies. Wet plastering has been used since ancient times. The earliest plaster
was usually made as mixture of clay and fur from animals, later began to use lime, sand, cement and
water, but at now the most commonly used modern plaster mixtures. Compared to these wet methods
of finishes the walls are built dry methods of lining assemblies the walls.
The issue of whether to finish walls with wet or dry plaster has created debate ever since plasterboard
came on the scene in the 1940s [1]. This new form of plaster grew in popularity because it could
speed up the building process [3]. According to Brinkley [2] as technology advanced, drywall became
more durable and readily available. By the 1950s, drywall had surged in popularity as an interior wall
material. The product now covers a majority of the interior walls in modern homes.
So, traditional masonry wall constructions may be finishing by dry or wet plastering. Wet plastering is
favoured by many because it matches the look and feel of traditional materials, offers better
soundproofing and doesn’t cause problems in fixing items to the walls. But facing of masonry walls
with plasterboards have advantages too. It offers speedy assembly without drying period or cracks.
Dry plastering (in some sources called also dry lining, drywall or plasterboarding) as alternative of
surface finishing of masonry walls, frequently used by developers and contractors and now it offers
effective realization and improving quality.
Although great efforts are being made at a research level to develop more and more performing
plasters, most studies [4], [5], [6] have focused on the optimisation of a different aspects (thermal,
environmental, chemical...), but technological and costs issues have not been taken into consideration.
Lucass et al. [7] contend that in the term of the application of sustainability principles in construction
encourages the development of materials and products with new functionalities and applications, able
32
2016 / 1
to improve hygrothermal, thus environmental performance of buildings. In a society with a high
growth rate and increased standards of comfort arises the need to minimize the current high energy
consumption by taking advantage of renewable energy sources [8].
In the term of thermal properties of the materials of surface layers, i.e., plasters [9] or plasterboards
[10] with incorporated phase change materials have the ability to regulate the temperature inside
buildings, contributing to the thermal comfort and reduction in the use of heating and cooling
equipment, using only the energy supplied by the sun.
In term of technological and costs parameters is known that the market of construction products
requires novel products characterized by high energy/environmental performance and, at the same
time, by high market competitiveness (in price, energy efficiency, installation features, etc.) and by a
long expected service life [6]. This comparison between wet and dry plastering is missing. On the
basic of analysis presented in the next part of the article resulted that dry technologies have advantages
in term of technological parameters, but in the cost parameters are more profitable wet plasters.
2
MATERIAL AND METHODS
Under investigation were selected plastering technologies. From the wet technologies were chosen
gypsum plastering and lime-cement plastering, which are the most frequently types of plastering in
Slovakia. From the dry plastering it was dry lining technology, which is based on sticking plasterboard
on the wall by adhesive mortar.
The potential of dry plastering will take effect especially regarding the uneven wall surfaces, either in
terms of verticality wall or its local inequalities across the wall surface (such as for reconstruction). In
the case of wet plastering for the elimination of these inequalities must be used more mortar for
plastering. It might bring the advantage for dry plastering in the cost parameters. The question is what
thickness of plasters is needed apply to wall in order to become dry plastering more effective in term
of cost, too. Research method is based on a comparison of selected technological and cost parameters
of the wet and dry plastering. Information for research of technological and cost parameters was
obtained from data provided by the producents (technological parameters) and cost data from the
database Cenkros 4 (cost programme most used in the Slovakia).
2.1
Gypsum plaster (GP)
Gypsum plaster is designed solely for interiors. Its advantage, compared with lime-cement plaster, is
greater plasticity and less tendency to crack formation. Plaster surface is adjusted by floating or bag
rendering, thereby achieving a smooth surface. The advantage of the gypsum plaster is control of the
interior humidity, thus contributing to optimal climate. Plaster is manufactured by a plaster mixtures
intended primarily for machine processing in a single layer. It is suitable for masonry walls, concrete
structures, as well as in a room with moderate humidity load,.
It is very important to meet a technological specification. The wall surface must be good solid, pure
and dry enough. Plaster is applied by plastering machine to the prepared substrate in a layer thickness
of plaster min. 10 mm, max. 25 mm in a single layer.
After applying the required amount of material plaster is wall adjust by rod. Any resulting inequalities
are also corrected. Processing time (from mixing t to finishing) is 150-180 min. Plaster surface is final
adapted after partial solidifying. For larger inequalities or variable plaster thickness is recommended
multi-layer processing. The bottom layer levels adjust the inequalities unevenness then is applied top
layer to the required thickness. Inside air temperature must be between +5 and +30 °C. During first 14
days is needed the intensive ventilation. The subsequent adjustments - painting, assembly of other
33
2016 / 1
devices on the wall is possible only after total curing of plaster, depending on the thickness of the
plaster 10 days/1 cm of plaster. But even after the entry of strength parameters, especially machine
application of the plaster (which contains more water) it has limited the progress of work, for example
in relation to the installation of drywall ceiling. The built-in moisture in the plaster walls causes plane
deformation (deflection) plasterboard ceiling boards.
2.2
Lime-Cement Plastering (LCP)
Lime-cement plastering have a long tradition and they are the most used in the Slovakia. They are
suitable for the interior and exterior. Surface treatment is done by a suitable smoothing trowel. This
final surface is reasonably smooth, fine-grained to touch. Lime-cement plasters are suitable for all
living spaces also with a higher moisture conditions.
Lime-cement plastering is mechanized or manually applied to the thickness minimum 10 mm,
maximum 25 mm in one layer. After applying the required amount of plaster material is wall adjust by
rod. Any resulting inequalities are also corrected. More often however one more layer is applied like
fine plaster to achieve a smooth surface. For larger inequalities is recommended multi-layer
processing. The bottom layer has to correct the unevenness, and then is applied the top layer to the
required thickness. Inside air temperature must be between +5 and +30 °C. When plastering of
multilayer processing plastering are arising to waiting times for hardness or solidification. Depending
on the consistency of the plaster and the application method, there is a similar problem with
incorporated moisture, as for gypsum plasters, too.
2.3
Dry Plastering (DP)
Dry plastering or lining is a modern technique used to create a finish for internal walls. Authors [3],
[11], [12] claim that dry lining or drywall is the term used to describe covering of walls by
prefabricated construction boards attached to the structure. Dry lining now refers mainly to covering
internal walls by plasterboard. According to Brinkley [2] dry lining has several advantages over the
wet finish in that it can be installed much more quickly, especially in the case where it is stuck to the
walls using a mix of plaster as adhesive.
Fig. 1 Application of adhesive to plasterboard [14] Fig. 2 Dry lining, straightening of plasterboard[15]
The most important advantage is effective compensate for any unevenness for a short time, in the
required quality and at a reasonable cost. This method is called dot and dab. The fact that dry lining is
lighter than its wet counterparts means that the finished construction is lighter and less moisture is
introduced into the building structure. Dry lining of partitions also mean that property can be changed
to suit the changing needs of a family more quickly [3]. According to [12] conservation of fuel and
power are most governments buzzwords these days. Plasterboard also comes in many varieties which,
34
2016 / 1
without changing methods of construction too much, allow for the introduction of soundproofing,
greater fire protection, moisture protection and the protection offered when warm vapour is not
allowed to get into voids and condense on colder surfaces.
The disadvantages of dry lining are that it is more difficult to fix things to the wall, and easier to
damage. It is also, without the introduction of the correct products, terrible at sound insulation. There
is any number of plasterboard fixings available now and with a little forward planning when building a
new plasterboard wall or partition additional timbers can be inserted to carry the heaviest of loads [2].
Dry lining has advantages over wet plastering in terms of the speed of the process. The basic structure
required for the plasterboard is simple to construct in a short time, the plasterboard can be fitted
immediately and the final of skim of plaster dries quickly – allowing for decoration in a shorter space
of time [3].
3
RESULTS AND DISCUSION
The potential of dry plastering is shown especially in the thicker layers of plaster and plastering wall
with uneven surfaces. The analysis of the technological parameters and the cost were investigated in a
single-layer plastering thickness of 10 and 25 mm, and the double layer plastering thickness of 30 and
40 mm.
Tab. 1 Comparison of selected parameters of plastering
(GP –Gypsum Plaster, LCP – Lime-Cement Plaster, DP Dry Plastering)
Plastering
DP
LCP
GP
parameter
single-layer plastering
thickness 10 mm
25 mm
Unit of
H
M
H
M
measure
double layer plastering
30 mm
40 mm
H
M
H
M
0,68
0,39
0,86
0,44
labour
intensity
mixing water
weight
waiting time
Nh/m2
costs
€/m2
labour
intensity
mixing water
weight
waiting time
Nh/m2
costs
€/m2
labour
intensity
mixing water
weight
waiting time
costs
Nh/m2
0,69
0,69
0,69
0,69
l/m2
kg/m2
day
€/m2
1,38
2,50
1,00
11,07
2,07
3,75
1,00
11,30
2,29
4,17
1,00
11,57
2,76
5,00
1,00
11,77
l/m2
kg/m2
day
l/m2
kg/m2
day
0,41 0,31 0,48
4,24
11,00
10,00
0,35
10,60
27,50
25,00
12,72
33,00
30,00
14,84
38,50
40,00
7,74 8,01 13,20 12,55 15,02 14,07 21,47 19,71
0,41 0,23 0,49
3,85
14,00
10,00
0,28
9,63
35,00
25,00
0,70
11,55
42,00
30,00
7,66 5,88 12,04 8,90 13,50
H - manual process, M - mechanized process
35
0,32
9,90
0,84
0,45
13,48
49,00
40,00
20,31 16,06
2016 / 1
The analysis of technological parameters indicates that dry plastering versus wet plastering:
• consumes about 80% less water,
• reduces the waiting time 10 to 300% (depending on the thickness of the plaster)
• reduces the weight of the structure by approximately 75-85% (depending on the thickness of
the plaster)
25
20
Cost [€]
Gypsum Plaster - Hand
15
Gypsum Plaster - Mechanical
Lime-Cement Plaster - Hand
10
Lime-Cement Plaster Mechanical
5
Dry Plastering
0
10
25
30
40
Thickness [mm]
Fig. 3 Cost analysis of selected plastering technologies depending to thickness
In term of cost parameters (Fig.3) is dry plastering more favourable in comparison with manual and
mechanized gypsum plastering and manual lime-cement plastering since the layer thickness of 25 mm.
Mechanized lime-cement plastering is less favourable at thickness of 35 mm.
4
CONCLUSION
Construction market offers many opportunities of wet and dry technologies for performance of
construction works. The article was focused on selected plastering technologies and their comparison
of the technological and cost parameters. These are significantly influenced by the specific
implementing conditions. Based on the collected data, the potential of dry plaster was especially
proved for uneven surfaces and thicker plastering, when is needed a more of the material plaster. The
analysis of technological parameters indicates that dry plastering against wet plastering consumes
about 80% less water, reduces the waiting time 10 to 300% (depending on the thickness of the plaster)
and reduces the weight of the structure by approximately 75-85% (depending on the thickness of the
plaster). Further research can be focused on experimental studies on inequality parameter in order to
determine the effectiveness of the solution.
Acknowledgement
The article presents a partial research result of project VEGA - 1/0677/14 „Research of construction
efficiency improvement through MMC technologies”.
36
2016 / 1
Literature
[1]
NEMATCHOUA, M.K., TCHINDA, R., OROSA, J.A., ANDREASI, W.A.: Effect of wall
construction materials over indoor air quality in humid and hot climate, Journal of Building
Engineering, volume 3, June 2015
[2]
BRINKLEY, M: Wet or Dry Lining?, available: https://www.homebuilding.co.uk/wetplaster-or-dry-lining/
[3]
BROWN, J: What is the difference between drywall and plaster?, available:
http://home.howstuffworks.com/drywall-vs-plaster.htm
[4]
PAVLÍK, Z., FOŘT, J., PAVLÍKOVÁ, M., POKORNÝ, J., TRNÍK, A., ČERNÝ, R.:
Modified lime-cement plasters with enhanced thermal and hygric storage capacity for
moderation of interior climate, Energy and Buidlings, Volume 126, August 2016, available:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778816303656
[5]
CARBONARO, C., TEDESCO, S.,THIEBAT, F., FANTUCCI, S., SERRA, V., DUTTO,
M.: An integrated design approach to the development of a vegetal-based thermal plaster for
the
energy
retrofit
of
buildings,
Volume
124,
available:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778816302195
[6]
GARG, M., JAIN, N., SINGH, M.: Development of alpha plaster from phosphogypsum for
cementitious binders, Construction and Building Materials, Volume 23, Issue 10, 2009,
available: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061809001925
[7]
LUCASS, S., SENFF, L., FERREIRA, V.M., AGUIAR, J.L., LABRINCHA, J.A.: Fresh
state characterization of lime mortas with PCM additions, Appl. Rheol., 20, 2010 (Article
No. 63162)
[8]
CUNHA, S., AGUIAR, J., FEREEIRA, V., TADEU, A.: Mortars based in different binders
with incorporation of phase-change materials: physical and mechanical properties Eur. J.
Environ. Civ. Eng., 2015, pp. 1216–1233
[9]
PAVLÍK, Z., TRNÍK, A., ONDRUŠKA, J., KEPPERT, M., PAVLÍKOVÁ, M., VOLFOVÁ,
P., KAULICH, V., ČERNÝ, R.: Apparent thermal properties of phase-change materials: an
analysis using differential scanning calorimetry and impulse method, Int. J. Thermophys., 34
2013, pp. 851–864
[10] MANHIDILARAS, I., STAMATIADOU, M., KATSOURINIS,D.: Experimental thermal
characterization of a Mediterranean residential building with PCM gypsum board walls,
Build. Environ., 61 2013, pp. 93–103
[11] Dry Lining Plastering, available : http://prestigeplasteringwilmslow.co.uk/plastering/drylining-plastering
[12] Plasterboard or Dry Lining, available: http://professionalplasteringworcester.co.uk/plastering
-services/plasterboard-or-dry-lining/
[13] Drylining and Plasterboarding - How to
http://www.diydoctor.org.uk/projects/drylining.htm
Dry
line
a
Wall,
available:
[14] Application of adhesive to plasterboard, available: http://urobsisam.zoznam.sk/fotogalerie/st
avba/uprava-stien-2
[15] Dry lining, straightening of plasterboard, available: http://urobsisam.zoznam.sk/fotogalerie/st
avba/uprava-stien-1
37
2016 / 1
INFLUENCE OF GLASS FIBRES TO VOLUME CHANGES IN
CEMENT COMPOSITES
Ing. Valéria Gregorová; Ing. Zuzana Štefunková, Ph.D.
ABSTRACT
The paper deals with verifying the influence of glass fibres to volume changes in cement composites,
especially shrinkage. The tests were conducted with different doses of glass fibres on the prism
samples with size of 40 x 40 x 160 mm, which were fitted with glass contacts at their ends. The
cement paste was modified by glass fibres in amount 0, 1, 2, 3, 4 and 5 % by weight of cement
(replacement of cement). The effect of glass fibres on the bulk density, consistency, shrinkage and
weight change was investigated. The achieved results have shown a positive effect of glass fibres on
the shrinkage of cement composites, especially in the first days of measurement. The most significant
impact was reflected in the higher dose of glass fibres - 4 and 5 %.
Key words: Alkali resistant glass fibre, Cem-FIL, shrinkage
1
INTRODUCTION
Fibre concrete is special type of structural concrete. They are produced by adding suitable fibres to the
basic components that acting as scattered reinforcement. Even distribution of the fibres in the structure
of cement composites can significantly affect their properties, typically considered deficient. It is
mainly the ability to better withstand the volume changes due to shrinkage and exposure to ambient
temperatures not only during hardening of fresh composites, but using the appropriate fibre and after
hardening [5].
Fibres with high fineness and relatively low modulus of elasticity are used to eliminate the formation
and development of the number of shrinkage cracks at an early stage of hydration. The module of
elasticity of fibre has to be higher than the module of elasticity of the hardened cement matrix. In this
case, the cement matrix is very even reinforced with a large number of fibres. The admixture of such
fibres does not substantially affect the physical properties of the hardened composites. The most used
type of fibres is some polypropylene and glass fibres [1, 4].
Glass in the form of continuous fibre has properties that make it ideal as a highly preferred
reinforcement. History of applications glass fibres is relatively young because they were not available
suitable type’s sources of alkali-resistant glass fibres useful in concrete. The glass fibres, which were
in the beginning used into the cement composites, were disrupted by alkali in the pore solution of
cement stone. Composites made from these fibres had not in consequence of degradation of the fibres
the required durability.
Nowadays, the fibres glass as the reinforcement of concrete are produced of glass resistant to the
effects of alkali. Their development began in England and Spain in the 60s of the last century. It was
found that the content of ZrO2 in the glass fibre has a positive effect on the resistance to alkali. At first,
the fibre contained 16 % of ZrO2, the dose is gradually increased the up to 20 %. The alkali-resistant
fibres are suitable for producing of various types of cement composites with a wide application in the
building industry [6].
Resistance to alkali glass fibres is measured with special tests (SIC Strand in Cement). The result of
the test is tensile strength of fibres after exposure in the alkaline environment of cement bodies in
38
2016 / 1
water at high temperatures. Standard glass fibre of type E (Eutal) is in environment of cement matrix
attacked and very quickly loses the ability to reinforce [2].
The glass fibres (ARGF) with length of up to 35 mm can be used to shot cement composites (mainly
thin-walled products such as facing panels, window sills, cornices, sewage pipes, columns).
Composites (premix) with a fibres length of up 25 mm (usually up 12 mm) are mixed in a mixer to
plain cement concrete (large-sized, spatial elements with a smooth surface on both sides as a largescale prefabricated parts, containers, transformers, small garden architecture).
Alkali-resistant glass fibres can be used up to a dose of 5% by volume of the composite, without their
aggregation occurred. The content of fibres in 1 kg/m3 of the finished composite have an impact
almost solely for preventing the formation shrinkage cracks during solidification. Fibres have the static
function until at higher doses of fibres in the hardened composite. In this case, the fibres addition leads
to improve the tensile strength and toughness of the concrete. They are resistant to oils, greases and
acids [1].
Concrete reinforced with glass fibres acquires the residual strength. It is the ability to transfer the load
even after crack formation. This allows the redistribution of stresses in concrete elements. Adding
fibres in concrete substantially increases its parameters such e.g. toughness of concrete and fatigue
resistance [3]
2
EXPERIMENTAL METHODS
Samples of cement composites were prepared from Portland cement CEM I 42.5 R. Drinking water
supplied by the public water supply company was used on the mixtures. Alkali resistant glass fibres
Cem-Fil ANTI-CRAK a length of 6 mm were used in amount 0, 1, 2, 3, 4 and 5 % by weight of
cement (replacement of cement). Part of test samples was produced without additives as a reference
samples. Samples were produced prism shape with size of 40 x 40 x 160 mm, which were fitted with
glass contacts at their ends.
In the production, it was important to determine the optimal water to cement ratio and procedure for
mixing of the components of cement composites. Based on testing the consistency of cement pastes
with different water to cement ratio on Heagermann flow table (Fig.1) was chosen a single water to
cement ratio for all composites - W/C: 0.33. Using this factor was achieved generally good
workability also on samples with the highest dose of fibreglass and the mixing water was not
separated.
The glass fibres were manually mixed with cement. Cement composites were mixed from this mixture
in a standard laboratory mixing according to STN EN 196-1 [7]. Consistency and bulk density was
tested on a fresh cement pastes.
The fresh pastes were cast into moulds stored on a vibration table (2 minutes at frequency 75 Hz).
Moulds were cured for 24 hours in an environment with higher relative humidity (φ ≥ 98 %). After
removing the samples from moulds was carried basic measurement on the Graf-Kaufman device. The
next measurements were realized at the age of 2, 3, 4, 7, 14, 28, 56 and 91 days. During this
measurement period samples were kept in laboratory environment (temperature 22 ± 1 °C, relative
humidity φ 62 ± 2 %). At the same time and same period was pursued weight change.
39
2016 / 1
Fig. 1 Haegermann flow table
3
3.1
Fig. 2 Graf-Kaufman device
RESULTS AND DISCUSION
Consistency
Based on the above-mentioned work methods, water to cement ratio which would ensure good
workability of the cement paste with different doses of glass fibre was studied. Optimal water to
cement ratio was looking for by gradual reduction of water dosage. Using this optimal dose of water
should have cement paste with 5 % dosage of fibres a good workability.
Water to cement ratio – 0.5 caused the fresh mortar was after spill thin and on the edges was the water
separated from cement paste. Decreasing the dose of water led to less diameter of overflowing, but
part of the water was still separated of cement paste. The suitable consistency was reached at a dose of
165 ml per 500 g of cement (W/C: 0.33) and was characterized by good workability without
separation the water of the cement paste. The same water to cement ratio was used in the production of
the samples at a lower dose of fibres and samples without fibres. Decreasing the dose of fibres caused
the mixture became more liquid. It also was led to increasing the diameter of the overflowing of
cement paste.
3.2
Bulk density of fresh cement paste
The results of bulk density of fresh cement paste measurement are shown in Tab. 1. The bulk density
was decreased with increasing dose of glass fibres.
40
Dose of fibre
(%)
0
1
2
3
4
2016 / 1
Cement
(g)
Water
(ml)
1500
Water to
cement ratio
(W/C)
Bulk density
(kg/m3)
0.33
1958
1942
1940
1898
1885
1878
495
5
Tab. 1 Bulk density of fresh cement paste
3.3
Shrinkage of cement paste
Based on the result, that are shown in Tab. 1 and in Fig. 3, it can be concluded that the impact of glass
fibres is reflected especially in the first days of measurement when the samples with a higher content
of glass fibres (4. 5 %) reached less shrinkage than samples with lower doses of glass fibre. Compared
to the reference sample without the fibre, the shrinkage was less by 17 % at a dosage of 4 % glass
fibres and about 21 % at 5 % fibre. During the next 7 days, this difference was lost and conversely,
samples with a dose of 3 % fibres reached higher shrinkage than the reference sample without the
fibres. The effect of fibres on shrinkage of cement paste was again begun to show from 28 days. At
first, the higher doses of fibres – 4 and 5 %, and in 56 days also the lower doses of glass fibres. Test
samples with fibres at the age of 91 days reached the less shrinkage than the reference sample without
fibres. The most significant effect was reached by using the dosage of 4 and 5 % fibres. The 4 % dose
of fibres caused reducing the shrinkage of 7 % and 5 % of the dose of 9 % fibres.
Age
samples
(days)
1
Dose of fibreglass (%)
0
1
2
3
4
5
0
0
0
0
0
0
2
0.3729
0.3736
0.3750
0.3813
0.3094
0.2947
3
0.6177
0.6128
0.6104
0.6698
0.5313
0.5147
4
0.7917
0.8421
0.8865
0.9219
0.7922
0.7841
7
1.2177
1.2647
1.3396
1.4250
1.2750
1.2568
14
1.6750
1.7249
1.7896
1.8823
1.7751
1.7111
28
2.0958
2.1180
2.1396
2.1521
2.0609
2.0477
56
2.4885
2.4568
2.4354
2.4781
2.4156
2.3745
91
2.6281
2.5713
2.5271
2.5802
2.4438
2.4084
Tab. 2 Shrinkage of cement paste (‰)
41
2016 / 1
3
Shrinkage (‰)
2,5
2
K0
K1
1,5
K2
K3
1
K4
0,5
K5
0
0
20
40
60
80
100
Age of samples (days)
Fig. 3 Progress of shrinkage of hardened cement paste
3.4
Weight change of cement paste
The results of weight change of cement pastes are shown in Fig. 4. The different doses of glass fibre
had no greater effect on weight change of cement pastes. The difference values weight change
between test samples was in the range of one percent. A steady decrease in weight occurred in all
samples. The decrease of weight was increased with increasing dose of fibres. The weight change
reached at the age of 91 days values from 8.7 to 9.7 %.
10
9
Weight change (%)
8
7
K0
6
K1
5
K2
4
K3
3
K4
2
K5
1
0
0
20
40
60
80
Age of samples (days)
Fig. 4 Progress of weight change of hardened cement paste
42
100
4
2016 / 1
CONCLUSIONS
On the base of achieved results it can be concluded:
• The positive effect of glass fibres on the shrinkage of cement composites, especially in the
first days of measurement. The most significant impact was reflected in the higher dose of
glass fibres - 4 and 5 %.
• The glass fibres dose has no significant impact on weight change. The weight of test samples
was decreased with increasing dose of fibres.
• Consistency of fresh cement pastes worse with increasing content of fibres. It was
demonstrated by reducing the diameter of the overflowing on the test flow table. Increasing
dose of fibres was led to smaller diameter of the overflowing.
Literature
[1]
Bajza, A. – Rouseková, I.: Technológia betónu. Bratislava: Jaga Group 2006, ISBN 80-8076032-2, s. 216
[2]
Beneš, T.: Rozptýlená mikrovýztuž ze skleněných vláken. In: Beton TKS, roč. 2, 2002, č. 4, s.
31 – 33.
[3]
Beneš, T.: Sklocement Beneš, s.r.o. – kompetence ve vláknech do betonu. In: Beton TKS, roč.
4, 2004, č.5, s. 12-13.
[4]
Mindess, S. – Bentur, A.: Fibre reinforced Cementitious Composites. London, Elsevier
Applied Science 1990.
[5]
Svoboda, L. a kol.: Stavebné materiály. Bratislava: Jaga group 2005, ISBN 80-8076-014-4, s.
244
[6]
Takewaka, K. – Khin, M.: Deterioration and Stress-Rupture of FRP Rods in Alkaline Solution
Simulating as Concrete Environment. 2nd International Conference ACMBS-II, 11.-14.8.1996,
Montreal (Quebec, Canada), pp. 649 – 656.
[7]
STN EN 196-1(72 2110) Metódy skúšania cementu
43
2016 / 1
CHEMICKÁ ANALÝZA BETÓNOVÝCH TRÁMCOV
VYSTAVENÝCH AGRESÍVNEMU PROSTREDIU
CHEMICAL ANALYSYS OF CONCRETE BEAMS EXPOSED TO AGGRESSIVE
ENVIRONMENTS
Ing. Iveta Hegedüsová, Ph.D., Doc. Ing. Sergej Priganc, Ph.D.
ABSTRAKT
V článku sú prezentované výsledky chemickej analýzy betónových trámcov dlhodobo vystavených
mikroklíme poľnohospodárskeho objektu. Chemický rozbor sa urobil po 27 rokoch expozície
v agresívnom prostredí za účelom posúdenia množstva nepriaznivých chemických látok v betónovom
prvku a ich dopad na jeho degradáciu. Betónové trámce boli vystavené vplyvu agresívneho prostredia
počas dlhého časového úseku.
Kľúčové slová: betónové trámce, chemická analýza, chloridy, sírany, dusičnany, amónne soli.
ABSTRACT
The article presents chemical analysis results of concrete beams exposed to microclimate conditions of
an agricultural structure for a long time. The chemical analysis has been made after 27 years of the
aggressive environment exposure to evaluate the amount of unfavourable chemical substances in a
concrete element and their impact onto its degradation. The concrete beams were exposed to the
aggressive environment influence for a long period of time.
Key words: concrete beams, chemical analysis, chlorides, sulfates, nitrates, ammonium salts.
1
ÚVOD
Problematika súčasných existujúcich poľnohospodárskych objektov na Slovensku, popísaná v [1],
poukazuje na nutnosť eliminácie degradačných vplyvov na životnosť betónovej konštrukcie týchto
objektov. Pri ich výstavbe vplyv maštaľného prostredia nebol dostatočne popísaný a ani ošetrený
vtedajšími platnými normami, preto v súčasnosti vysoký stupeň ich degradácie poukazuje na možné
oslabenie nosnej funkcie. V minulosti sa vykonal chemický rozbor vzoriek odobratých
z degradovaných stropných panelov, výsledky sú uvedené v [1] a [2] a tieto poznatky sú doplnené o
výsledky z rozboru betónových trámcov, ktoré boli v objekte uložené v svetlíkovom priestore, aby boli
vystavené rovnakým podmienkam ako stropné panely. Chemický rozbor bol zameraný na zistenie
obsahu škodlivých látok v betónovej konštrukcii (amónne soli, chloridové ióny, sírany, dusičnany) a
alkalitu, vzhľadom na dlhodobý vplyv agresívneho maštaľného prostredia a následnú degradáciu
týchto betónových prvkov.
2
PRÍPRAVA EXPERIMENTU
Betónové trámce o rozmere 40 x 40 x 160 mm boli účelovo uložené do priestoru svetlíka strešnej
konštrukcie v objekte kravína K-174 v Liptovskom Ondreji v roku 1987. Cieľom uloženia vzoriek
v objekte bolo získanie údajov o vplyve agresívneho prostredia na betónovú konštrukciu. Trámce boli
v objekte uložené 27 rokov, predpokladalo sa, že po dlhšom časovom úseku uskladnenia budú mať
44
2016 / 1
tieto vzorky zaujímavú výpovednú hodnotu z hľadiska poskytnutia cenných poznatkov o degradácii
betónu vplyvom agresívneho prostredia na základe chemickej analýzy.
Trámce boli z objektu K-174 prevezené a uskladnené v suchom prostredí laboratória, kde boli
roztriedené a označené. Z hľadiska triedenia do skupín sa zohľadňoval vzhľad, miera poškodenia,
povrchová štruktúra jednotlivých vzoriek. Dôležitým parametrom pre zatriedenie do skupín bolo aj
pôvodné značenie na vzorkách, ktoré naznačovalo, ktoré vzorky pochádzajú z rovnakej zámesi betónu.
Pôvodná receptúra týchto betónových trámcov sa totiž nezachovala, informácia z dostupného zdroja
hovorí, že dokumentácia bola v pôvodnom podniku skartovaná. Avšak vykonali sa pevnostné skúšky
[1], ktoré preukázali, že ide o vysokopevnostný betón.
Triedením vzniklo dvanásť skupín vzoriek, označených značkou 1a až 12b (Obr. 1). Väčšia časť
vzoriek vykazovala tuhú štruktúru (1a – 5b), menšia časť mala štruktúru pórovitú (6a -7c, 12a – 12b),
vzorky s označením od 1a - 7c a vzorky 12a - 12b boli bez výstuže, vzorky s označením od 8a – 11b
boli vystužené jedným prútom o priemere 12 mm. Z vizuálneho hľadiska vzorky nevykazovali
viditeľné poškodenie na ich povrchu, o čom svedčí aj fotodokumentácia, avšak sfarbenie povrchu
a zápach naznačovali chemické znečistenie.
Obr. 1 Triedenie vzoriek do skupín
3
CHEMICKÁ ANALÝZA
Chemická analýza, jej cieľ a náplň, je popísaná v [1]. Štandardnými postupmi sa získali poznatky o
obsahu škodlivých látok v trámcoch, čo umožnilo posúdiť nepriaznivý vplyv týchto látok na kvalitu
betónu. Aj u betónových trámcov (rovnako ako u stropných panelov) bol použitý fenolftaleínový test
a u vzoriek, po spracovaní na výluhy, sa stanovila alkalita na základe merania hodnôt pH. Stanovili sa
aj koncentrácie chloridových iónov [-Cl-], dusičnanov [-NO3-], amónnych solí [-NH4+] a
semikvantitatívne sa posudzovala aj prítomnosť síranov [-SO42-].
3.1
Príprava a meranie vzoriek
Betónové trámce sa podrobili v prvom kroku pevnostným skúškam, čo je popísané v [2]. Zostatkové
vzorky trámcov s pôvodným označením 1a – 12b sa do chemického laboratória previezli
v mikroténových vreckách s rovnakým označením. V laboratóriu boli rozdelené do dvoch skupín, na
skupinu vzoriek trámcov bez výstuže (1a – 7c a 12a – 12b), spolu 27 vzoriek, na skupinu vzoriek
trámcov s výstužou (8a – 11b), spolu 10 vzoriek. Z každej vzorky sa jej časť použila na
fenolftaleínový test a zvyšok vzorky sa použil na pomletie. Príprava výluhov (Obr. 2) a meranie
vzorek je popísané v [1].
45
2016 / 1
Obr. 2 Príprava výluhov ku skúškam
Po ukončení chemických skúšok sa namerané hodnoty spracovali, koncentrácie uvedené v mg/l sa
prepočítali na percentuálny obsah a výsledky sa zaznamenali v Tab. 1 a 2. Na Obr. 3 a 4 je pre
porovnanie priemerného obsahu chemických látok v jednotlivých skupinách uvedené grafické
znázornenie pre skupiny trámcov bez výstuže a grafické znázornenie pre skupiny trámcov s výstužou.
Ozn.
vzorky
pH[-]
chloridy
[%]
dusičnany
[%]
1a
1b
1c
1d
1e
1f
1g
1h
2a
2b
3a
3b
3c
3d
4a
4b
4c
4d
5a
5b
6a
6b
6c
7a
7b
7c
12a
12b
9,82
10,37
10,50
10,02
9,20
9,16
9,38
9,01
9,12
9,48
9,03
9,26
8,86
9,10
8,79
8,65
8,98
8,97
9,26
9,15
9,27
9,30
9,78
9,08
9,15
9,10
9,27
9,33
0,161
0,128
0,103
0,114
0,092
0,099
0,104
0,073
0,598
0,145
0,031
0,096
0,103
0,929
0,906
0,034
0,076
0,078
0,099
0,498
0,620
0,099
1,460
1,001
0,088
0,303
1,071
0,832
0,062
0,058
0,055
0,113
0,058
0,060
0,054
0,059
0,058
0,058
0,108
0,113
0,220
0,226
0,237
0,119
0,107
0,115
0,109
0,117
0,115
0,217
0,114
0,228
0,119
0,107
0,487
0,427
sírany
semikvant.
++
+++
+++
++
+
+++
++
++
+
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
++
+++
+
+++
+++
Tab. 1 Namerané hodnoty na trámcoch bez výstuže
46
amónne
soli [%]
0,049
0,047
0,044
0,045
0,048
0,044
0,043
0,047
0,046
0,047
0,043
0,045
0,044
0,045
0,047
0,048
0,043
0,046
0,044
0,047
0,046
0,043
0,046
0,046
0,048
0,043
0,049
0,043
Ozn.
vzorky
8a
8b
8c
9a
9b
10a
10b
10c
11a
11b
2016 / 1
chloridy
[%]
0,135
0,066
0,116
0,120
0,121
0,331
0,176
0,133
0,314
1,515
pH[-]
10,21
9,75
10,13
10,01
10,65
10,35
9,98
9,45
10,12
9,96
dusičnany
[%]
0,122
0,106
0,228
0,248
0,107
0,467
0,124
0,109
0,111
0,475
sírany
semikvant.
++
++
+++
++
++
+++
++
++
++
++
amónne
soli [%]
0,049
0,043
0,046
0,050
0,043
0,047
0,025
0,022
0,044
0,048
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
obsah chloridov
obsah dusičnanov
obsah amónnych solí
1
2
3
4
5
6
7
12
Skupiny trámcov bez výstuže
Obr. 3 Percentuálny obsah chemických látok – trámce bez výstuže
1
obsah chloridov
obsah dusičnanov
obsah amónnych solí
0,8
obsah [%]
obsah [%]
Tab. 2 Namerané hodnoty na trámcoch s výstužou
0,6
0,4
0,2
0
8
9
10
Skupiny trámcov s výstužou
11
Obr. 4 Percentuálny obsah chemických látok – trámce s výstužou
47
4
2016 / 1
VÝSLEDKY Z CHEMICKÉHO ROZBORU
Z hľadiska alkality (rozptyl pH 8,65 - 10,65) vzorky trámcov bez výstuže vykázali III. stupeň
karbonatácie, len v dvoch skupinách sa preukázal II. stupeň karbonatácie (Tab. 1). U trámcov
s výstužou bol preukázaný II. stupeň karbonatácie (Tab. 2). Fenolftaleinový test zaznamenal u trámcov
bez výstuže aj u trámcov s výstužou rôznu hĺbku karbonatácie (2 - 4mm), bol čiastočne pozitívny. U
štyroch trámcov hĺbka karbonatácie presiahla kryciu vrstvu betónom (17, 18 mm).
Cl [%]
Z hľadiska obsahu chloridových iónov sa ich množstvo posudzuje podľa hodnoty požadovanej
kategórie podľa Tab. 10 uvedenej v norme [3] a to na základe percentuálnej hodnoty chloridových
iónov vztiahnutej k hmotnosti cementu. Ako bolo uvedené v [1], pre betón s oceľovou výstužou je
medzná hodnota 0,4 % Cl- a pre prostý betón 0,1% Cl-. Priemerné hodnoty boli prepočítané a
vztiahnuté k hmotnosti cementu a sú uvedené na Obr. 5 a 6. Keďže pôvodná receptúra betónovej
zmesi nebola k dispozícii, pre účel vyhodnotenia merania boli zvolené tri hodnoty obsahu cementu v
betóne a to minimum, maximum a priemer z obvyklých hodnôt, a teda uvažovalo sa s informatívnou
hodnotou percentuálneho obsahu chloridových iónov vztiahnutou k hmotnosti cementu pre minimálne
tri rôzne možné zámesi.
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
min. %Cl/mc
priemer %Cl/mc
max. %Cl/mc
limitná
hodnota
1,0%Cl/mc
1
2
3
4
5
6
7
12
Vzorky trámcov bez výstuže
Cl [%]
Obr. 5 Percentuálny obsah Cl- k hmotnosti cementu
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
min. %Cl/mc
priemer %Cl/mc
max. %Cl/mc
limitná
hodnota
0,4%Cl/mc
8
9
10
11
Vzorky trámcov s výstužou
Obr. 6 Percentuálny obsah Cl- k hmotnosti cementu
Podľa nameraných výsledkov pre betónové trámce jednoznačne vyplynulo, že obsah chloridových
iónov prekračuje limitné hodnoty takmer u každej skupiny vzoriek aj pri maximálnej hodnote
48
2016 / 1
podielu množstva cementu. Je známe, že prítomnosť chloridových iónov v betóne nie je priaznivá
skutočnosť, ich vplyvom môže dôjsť k bodovej korózii výstuže.
Z hľadiska koncentrácie síranových iónov u sledovaných betónových trámcov bola preukázaná
pozitivita troma rôznymi stupňami a to slabá (+), stredne silná (++) a veľmi silná (+++) pozitivita.
Tento výsledok sa javí ako logický, vzhľadom na to, že trámce uložené vo svetlíkovom priestore
svojou vzájomnou polohou (poukladané vedľa seba a na sebe) mohli ovplyvniť prenikanie iónov
dovnútra.
Z hľadiska koncentrácie dusičnanových iónov najnižšie koncentrácie boli preukázané u skupiny
vzoriek bez výstuže, kde maximálna hodnota bola 0,487 % (-NO3-). U vzoriek s výstužou bola
maximálna hodnota 0,475 % (-NO3-).
Z hľadiska koncentrácie amónnych solí bola u skupiny trámcov bez výstuže maximálna hodnota
0,049 % (-NH4+), u skupiny trámcov s výstužou bola maximálna hodnota 0,050 % (-NH4+).
Z nameraných hodnôt je vidieť, že pri tejto skúške hodnoty kolísali najmenej. Z hľadiska ohrozenia
konštrukcie uvedené percentuálne množstvá amónnych solí nepredstavujú akútnu hrozbu.
5
ZÁVER
Uvedené výsledky naznačujú, že v agresívnom prostredí je dôležité sledovať obsah škodlivých látok
v betónovej konštrukcii. Ich koncentrácia nemusí byť nebezpečná, no na druhej strane môže dosiahnuť
také percentá, ktoré sú už pre konštrukciu neprijateľné. Chloridy spôsobujú nebezpečnú bodovú
koróziu výstuže, pri ktorej dochádza k náhlemu hĺbkovému úbytku prierezovej plochy výstuže.
Dusičnany spôsobujú postupnou chemickou reakciou výrazné zväčšenie objemu pevnej fázy, čo
spôsobuje degradáciu štruktúry cementového kameňa. Síranová degradácia betónu súvisí so vznikom
síranových minerálov, ktoré následne spôsobujú objemové zmeny vo vnútri štruktúry betónu.
Z hľadiska amónnych solí k degradácii cementového kameňa dochádza redukciou kyslíkových
zlúčenín dusíka na amoniak.
Zaujímavým poznatkom, ktorý vyplynul z uvedených skúšok a zo skúšok publikovaných v [1] je
skutočnosť, že prenikanie sledovaných chemických látok neovplyvňuje vo vysokej miere pevnosť
betónu. Obsah nameraných látok v zlomkoch stropných panelov a v trámcoch poukazuje na fakt, že
v betóne s vyššou pevnotou (trámce) je možné namerať vyššie koncentrácie látok než v betóne
s nižšou pevnosťou (stropné panely).
Záverom je možné skonštatovať, že pre betónové prvky určené do agresívneho prostredia treba
dôsledne navrhovať zloženie betónovej zmesi a to z hľadiska špeciálnych prímesí, ktorými je možné
eliminovať prienik škodlivých látok dovnútra konštrukcie.
Poďakovanie
Príspevok vznikol vďaka podpore grantového projektu VEGA 1/0661/16 - „Správanie sa nosných
prvkov z obyčajného a ľahkého betónu ovplyvnených teplotou.“
[1]
Priganc, Sergej; Hegedüsová, Iveta. Zhodnotenie stavu stropných panelov v agresívnom
prostredí. Czech Journal of Civil Engineering. 2015/2. ISSN 2336-7148.
[2]
Hegedüsová, Iveta; Priganc, Sergej. Analýza vlastností betónových panelov v agresívnom
prostredí. TU – SvF 2015. ISBN 978-80-553-2312-1.
[3]
STN EN 206-1.Betón. Časť 1: Špecifikácia, vlastnosti, výroba a zhoda. 2002.
49
2016 / 1
CHARACTERISTIC OF SIPHONIC ROOF DRAINAGE SYSTEM
– PRINCIPLES AND DESIGN CONDITIONS
Ing. Lenka Jágerská; Doc. Ing. Jana Peráčková, Ph.D.
ABSTRACT
Amount and intensity of rainfalls are increasingly changing by clime changing and increasing of
temperature variations. There is increase of torrential rains, which extremely burden the construction
by the huge volume of rainwater and thus effect on whole building construction. It is necessary safely
lead away this amount of rainfalls to remain the building construction undamaged. The method of roof
drainage mostly depends on the roof construction. Flat roofs are more sensitive to torrential rains, thus
there is very important to make proper design of drainage system and location of roof runoffs. There is
no Standard for dimensioning the Siphonic roof drainage system in Slovakia. In this article is shown
general procedure of design the siphonic roof drainage system, based on rules contained in the German
technical regulation VDI 3806 - Dachentwässerung with Druckströmung.
Key words: siphonic drainage, flat roof drainage, calculation procedure
1
DIFFERENCES BETWEEN GRAVITY
SIPHONIC DRAINAGE SYSTEM
DRAINAGE
SYSTEM
AND
Difference between gravity and siphonic system is shown on picture below. (Fig. 1)
Fig. 1 The difference between gravity and siphonic drainage system
•
•
A smaller number of roof runoffs. There is needed larger number of roof runoffs in gravity
system comparison with siphonic system. Gravity roof runoffs have lower flow rate, that is caused
by air in the gravity pipeline, wherein water constitutes 70 % of the pipe cross-section, and the rest
is filled with air. In the siphonic system, there are roof runoffs designed to prevent entry the air in
the pipe, therefore the pipes are totally filled with water (Fig. 2). Also in the same roof area, there
are smaller dimensions of roof piping.
Material saving. The gravity system has its own separate drain from every roof runoff but the
siphonic system has only one collecting pipe, that lead rain water from all runoffs to one drain
pipe (Fig. 2).
50
•
2016 / 1
Easier layout solution. The siphonic piping is led without slope, that allows lead the piping under
the roof for long distances. (Fig. 3).
Fig. 2 Difference between gravity and siphonic roof runoff [9]
A – gravity roof runoff with air, B – siphonic roof runoff without air.
Fig. 3 Example of flat roof drainage by siphonic system [7]
2
DESIGN PRINCIPLES
Siphonic roof drainage system works on a full bore flow, because of this, it is considered higher
rainfall rate in comparison with gravity drainage system. Full bore flow is achieved by using special
types of roof runoffs suitable for siphonic systems and by proper hydraulic calculation. A negative
pressure in full bore flow occurs by the action of gravity on mass of water in pipes creating a pressure
difference between roof drains and the transition to gravity drainage. Once the negative pressure starts
it is continuing by itself until it has appropriate conditions. These principles should be followed in the
design [4]:
•
•
•
•
•
all troughs in the roof must be fitted with at least one runoff (Chyba! Nenalezen zdroj odkazů.),
large roof surfaces (over 5000 m2) must be drained by at least two independent siphon drainage
systems,
in the transition area from a siphon to an open drainage system, the high kinetic energy of the
siphon pressure must be converted by reducing the velocity of flow to v < 2,5 m/s,
the combination of roof areas with different discharge time lags (coefficients of discharge), e.g. in
the case of intensively planted roofs, extensively planted roofs, gravel-covered and non-gravelcovered roofs, in one siphon drainage system is to be avoid,
roofs areas with extremely differing pitches or on very different levels should not be drained via a
single downpipe,
51
•
2016 / 1
the roof runoffs on green roofs are to be protected by means of inspection shaft or surrounded by a
strip of gravel at least 50 cm wide protected by a leaf trap grille should be protected by inspection
shaft or should be surrounded by 50 cm gravel border.
Fig. 4 Siphonic roof runoff set in gutter [10]
3
CALCULATION PROCEDURE
For the dimensioning of roof drainage system with siphon action, the rain volume flow (Qr v l/s)
which is fed into the drainage system, when the reference rainfall rate (r v l/(s. m2)) occurs, is decisive.
The proportion of rainfall which actually runs off depends on the shape and surface properties of the
surface on which it falls and the flow conditions. [4] The rain volume flow is calculated by:
Qr = r ⋅ C ⋅ A
(l/s)
(1)
where:
r
– reference rainfall rate, by [5] is 0,030 l/(s.m2),
C
– coefficient of drainage, by [6], (tab. 1) ,
A
– the surface area in m2, on which rain will fall, as projected in the ground plan, (Fig. 5).
Fig. 5 The surface area „A“(A=B.L in m2, where L is length of roof gutter and B is plan projection of the
roof gutter to the ridge) [1]
Types of drainage areas
Coefficient of drainage C (-)
a)
Roofs, balconies, terraces
1,0
Roofs with permeable upper layer thicker
0,5
a)
2
than
100roofs
mm of over 10 000 m the coefficient of drainage may be considered as C = 0,8
for flat
Tab. 1 Coefficient of drainage [6]
When the rain volume flow of a roof surface Qr is known, the necessary number of roof runoffs is
designed as:
52
2016 / 1
nv =
Qr
Vv
(ks)
(2)
where:
Qr
– calculated rain volume flow in l/s by (1),
Vv
– estimated capacity of roof runoff given by producer in l/s.
Minimal number of roof runoffs, rounded to the nearest whole number (axial distance between the
roof runoffs must not exceed 20 metres) [4]
The basis for the hydraulic calculation of roof drainage with a siphon system is Bernoulli’s
equation for a steady flow of an incompressible fluid with constant density. This state of flow is only
achieved in operated completely full without any air input [4].
The flow path with connection of all roof runoffs is designed after determining the
number of roof runoffs and its location on roof surface. The available pressure in flow path is
calculated as:
∆p disp = ∆hdisp ⋅ ρ ⋅ g
(Pa)
(3)
where:
Δhdisp – difference in level in m between roof lining and partially filled pipeline, (the transition
to gravity drainage system),
ρ
– density of water at 10 °C is 1000 kg/m3,
g
– gravity acceleration 9.81 m/s2.
The calculation of pressure losses starts in the most unfavourable (the longest) flow path. The
pressure loss difference in parts following in a row along the flow path must not exceed 10 kPa (100
mbar). Preliminary pressure losses Rpr at 1 m of pipes in the most unfavourable flow path are:
R pr =
∆p disp
1,2 ⋅ l tras
(Pa/m)
(4)
where:
Δpdisp
– the available pressure in flow path in Pa,
ltras
– total length of the longest flow path (pipe) in m,
1,2
– coefficient comprising the expected pressure losses as 20 % of l.R.
The dimension of each part of the pipes are designed by design diagram for the chosen type of
material [4] through calculated rain volume flow Qr calculated by equation (1) and through
preliminary pressure losses Rpr calculated by equation (4).
The real pressure losses in parts of flow path are calculated by equation:
∆p = ∑(l ⋅ R + Z )
(Pa)
(5)
where:
l
– the length of part of flow path in m,
R
– linear pressure loss due to pipe friction determined according to the type of pipe
material in Pa/m, set by the design diagram of piping producer,
53
Z
2016 / 1
– pressure loss due to local resistance in Pa/m calculated by equation (6).
v2 ⋅ ρ
Z = ∑ζ ⋅
2
(Pa/m)
(6)
where:
ζ
– isolated drag coefficient, (tab. 2),
v
– the real flow velocity in pipes in m/s, set by the design diagram of piping producer,
ρ
– density of water at 10 °C is 1000 kg/m3.
bend 15°
bend 30°
ζ (-)
0,1
0,3
bend 45°
0,4
bend 70°
0,6
bend 90°
0,8
reduction
0,3
Y-branch
0,6
Transition to partially filled pipe
1,8
Pipe fitting
Tab. 2 Isolated drag coefficient ζ of curved and branches [4]
A reduction of the pipeline in the direction of flow for hydraulic reasons is permitted, but as rule
should be adopted only in downpipes or vertical pipes. An enlargement of the diameter over the course
of downpipe generally leads to a breakdown in siphon system and for that reason should definitely by
avoided.
When determining the diameter for siphon drainage system the smallest permitted bore is DN 40
(minimal internal diameter 32 mm). To ensure the self-cleaning effect in the pipes, the minimum flow
velocity should be more than v = 0,7 m/s. [4]
In the hydraulic calculations, the numerical value for the vacuum pressure must not be less than 90 kPa. If the calculated value of vacuum is lower than -90 kPa, there is a risk of cavitation flow
(bubbles of air in the pipes) and therefore the desired efficiency of system could not be achieved.
Estimated internal pressure (vacuum) is calculated for each part of flow path as:
pi = ∆hi ⋅ ρ ⋅ g −
vi2 ⋅ ρ
− ∑(l ⋅ R + Z )...i
2
(Pa)
(7)
The operating pressure in pipes given by producer should be taken in to consideration in the final
design [4].
4
CONCLUSION
The design of siphonic roof drainage system is based on hydraulic fluid flow. If all conditions of
design are followed there is an expectation that the proposed system will work properly. The siphonic
roof drainage system is suitable for large roof surfaces, the manual calculation procedure is very
laborious and cannot exclude the risk of errors. Therefore, most of designers turns to companies that
ensure correct design of this system and also guarantees their system.
54
2016 / 1
Literature
[1]
PERÁČKOVÁ, Jana - JÁGERSKÁ, Lenka [Laščeková, Lenka]. Podtlakový systém
odvodnenia striech. In TZB Haustechnik. Roč. 19, č. 4 (2011), s. 42-44. ISSN 1210-356X
[2]
LAŠČEKOVÁ, Lenka: Navrhovanie podtlakového systému odvodnenia striech. In Sanhyga
2010: 15.medzinárodná konferencia/Piešťany, 14.-15.10.2010. Bratislava: Slovenská
spoločnosť pre techniku prostredia ZSVTS, 2010, s.107-116. ISBN 978-80-89216-35-2
[3]
VALÁŠEK, Jaroslav.: Úpravy pre bezpečné odvodnenie striech, TZB Haustechnik. č.3 (2008)
[4]
VDI 3806 Dachentwässerung mit Druckströmung, 2000
[5]
STN EN 12056-3:2002 Gravitačné kanalizačné systémy vnútri budov. Časť 3: Odvodnenie
striech. Navrhovanie a výpočet
[6]
STN 73 6760 – Kanalizácia v budovách. 2009
[7]
Catalog: Akatherm Sison – Vákuový systém odvodnení střech
[8]
Keidel GmbH, Learning Siphonic Roof Drainage, http://www.learning-siphonic-roofdrainage.com/contents.html
[9]
Catalog: ZURN Siphonic Drain System, www.zurn.com
[10]
Catalog: Fullflow Group Limited, http://www.fullflow.com/
[11]
Catalog: WAVIN Ekoplastik s.r.o., http://www.wavin.cz/
55
2016 / 1
TVORBA A VIZUALIZÁCIA 3D MAPY PRIEMYSELNÉHO
ZÁVODU
CREATION AND VISUALIZATION OF 3D MAPS OF INDUSTRIAL ENTERPRISE
Ing. Ján Ježko, Ph.D.
ABSTRAKT
Cieľom príspevku je priblížiť programové prostriedky vhodné na tvorbu účelovej digitálnej mapy.
Stručne je popisovaný grafický systém MicroStation, KOKEŠ, podrobnejšie softvér ATLAS a Atlas
DMT, vrátane jeho základných vlastnosti, rozširujúcich modulov a samotnej tvorby 3D modelu a jeho
vizualizácie na príklade účelovej digitálnej mapy závodu.
Klíčová slova: Digitálna mapa, programové prostriedky pre tvorbu grafiky, tvorba 3D modelu.
ABSTRACT
The aim of the article is approach of the software suitable for the specific digital map creation. Briefly
the graphic software MicroStation and KOKEŠ are described, more detailed the software ATLAS and
Atlas DMT, including its basic attributes, expansion modules and straight creation of 3D model and its
visualization in the example of creation a specific digital map of enterprise.
Key words: Digital map, program tools for creating graphics, 3D modeling.
1
1.1
ÚVOD
Grafický systém MicroStation
Program patrí do skupiny grafických programov označovaných ako „CAD“ programy (Computer
Aided Design). Svojimi vlastnosťami sa program MicroStation radí do kategórie programovateľných
graficko-informačných systémov pracujúcich v rovine aj v priestore. Jeho použitie je veľmi široké –
od elektrotechniky, strojárenstva cez stavebníctvo, architektúru, až po mapovanie, geodéziu a
geograficko-informačné systémy (GIS), všade tam, kde je nutné vytvárať grafickú technickú
dokumentáciu.
Program MicroStation umožňuje vytvárať výkresy pomocou základných prvkov (entít) ako sú čiary,
body, oblúky, kružnice, krivky a multičiary. Tieto prvky umožňuje kombinovať do zložitejších
štruktúr, modifikovať ich, kopírovať, premiestňovať, otáčať, umožňuje takto vytvorené prvky
združovať do užívateľských knižníc prvkov, a iné.
Ďalšími dôležitými vlastnosťami tohto programu je možnosť spájania grafických informácií výkresu
s textovými údajmi, čo umožňuje vytvorenie si vlastného GIS, ako aj možnosť dopĺňať základné
prostredie programu o ďalšie komponenty za pomoci programovacích jazykov MicroStation Basic,
MDL (MicroStation Development Language), JMDL (Java MDL). Aplikácie vytvorené týmito
programovacími jazykmi sa stávajú súčasťou MicroStationu a umožňujú užšiu špecializáciu, či
využitie programu. Sú to napríklad: Mkataster, aplikácia na komplexné riešenie ROEP (register
obnovenej evidencie pozemkov) v rámci katastrálnych území, ďalej Groma, aplikácia výpočtových
56
2016 / 1
geodetických úloh v prostredí programu MicroStation, či Geo, aplikácia určená na tvorbu
geometrických plánov [1].
1.2
Grafický systém KOKEŠ
Systém KOKEŠ, je interakčný grafický systém užívateľsky orientovaný na odbor geodézie a na
geoinformačné systémy. Umožňuje riešenie rôznych geodetických a konštrukčných výpočtov,
vytváranie a aktualizáciu kresby máp, vedenie popisných údajov k objektom a bodom mapy,
digitalizáciu grafických podkladov, grafické a tlačové výstupy na plotery a tlačiarne. Je prepojený
s ďalšími geodetickými, grafickými a databázovými systémami.
Vo svojich výpočtových nástrojoch má obsiahnutú celú škálu bežných geodetických výpočtových
riešení. Medzi základné dátové množiny systému KOKEŠ patrí okrem zoznamu súradníc a rastra aj
výkres. Výkres obsahuje vektorové dáta, mapu alebo jej časť. Vedľa grafických dát – bodov, línií
a textov – môže výkres obsahovať atribúty, textové elementy a líniové elementy.
K základnému prostrediu systému je možné pripojiť viaceré nadstavby, špecificky zamerané na užšiu
problematiku prevažne geodetických riešení, napríklad nadstavbu na tvorbu vektorovej katastrálnej
mapy (VKM), na tvorbu geometrických plánov, na tvorbu registrov obnovenej evidencie pozemkov
(ROEP), či na prepojenie systému KOKEŠ so softvérovým prostredím programu ATLAS určeného na
tvorbu vrstevníc a digitálnych modelov terénu.
1.3
1.3.1
Softvér ATLAS
Program KRES
Hlavným účelom programu Kres je poskytnúť grafické prostredie pre tvorbu grafických aplikácií a
výstupov nad digitálnym modelom terénu (DTM) Atlas. V programe Kres možno vytvárať grafické
dokumenty (výkresy) obsahujúce vektorovú aj rastrovú kresbu.
Všetky objekty v dokumente sú organizované v stromovej štruktúre, podobnej štruktúre adresárov
(zložiek) na disku počítača. Stromová štruktúra poskytuje možnosť určenia súradnicovej sústavy (príp.
skupiny súradnicových sústav) pre svoje „podobjekty". To umožňuje napr. pri rozmiestnení viac
rezov a pôdorysov na jednom liste pracovať striedavo na ľubovoľnom z týchto objektov vždy v
správnej súradnicovej sústave bez nutnosti akéhokoľvek prepínania, či jednoduché premiestňovanie
objektov so všetkými pripojenými podobjektami. Ďalšou vlastnosťou stromovej štruktúry je to, že
podobjekty môžu prijímať grafické vlastnosti (farbu čiary a pod.) od objektov, ku ktorým sú
pripojené.
Program podporuje aj systém pomenovaných hladín, ktorých môžeme vytvoriť aj niekoľko tisíc a
objekty do nich zaraďovať nezávisle na stromovej štruktúre. Hladiny môžu tiež určovať grafické
vlastnosti objektov. Objekty možno rozdeliť na obecné, ktorými sú napr. úsečky, oblúky, krivky,
texty, obdĺžniky a pod., a objekty význačné či aplikačné, ktorých vlastnosti sú dané ich zvláštnym
určením. Väčšinou sú už výsledkom nadstavbových aplikácií. Takými objektmi sú napríklad pôdorys,
model terénu či zostava rezov [3].
1.3.2
Atlas DMT
Atlas DMT je základné prevedenie softvéru Atlas, obsahuje vlastný kresliaci program (grafický
editor). Okrem špeciálnych funkcií týkajúcich sa DMT je možné ho použiť aj na bežné kreslenie –
úsečky, polygóny, výplne, šrafy, typy čiar a pod..
57
2016 / 1
Hlavným účelom programu Atlas DMT je tvorba, upravovanie digitálnych modelov terénu (DMT)
a vytváranie grafických výstupov nad nimi [4].
Dôležitou časťou je programové prostredie, ktoré umožňuje rýchly a efektívny vývoj nadstavbových
aplikácií nad digitálnym modelom, alebo bez neho. Možno ho považovať za aplikáciu CAD, ktorá
poskytuje niektoré služby nedostupné v iných grafických systémoch.
1.3.3
Základné vlastnosti digitálneho modelu terénu Atlas DMT
Dôležitou vlastnosťou softvéru je čítanie zoznamu bodov (x, y, z), prípadne lomových hrán
z najrôznejších zdrojov, ako sú:
•
geodetické merania,
•
fotogrametria – údaje z leteckých družicových snímok,
•
digitalizácia máp – pomocou tabletu, z naskenovaného rastru priamo na obrazovke,
•
využitie vektorizovaných vrstevníc,
•
import DXF súborov z CAD a GIS programov,
•
možnosť dávkového načítania bodov do hotového modelu.
Atlas DMT umožňuje spracovanie veľmi rozsiahlych dát (až 10 miliónov bodov). Špeciálne vyvinuté
algoritmy pracujú priamo s hladkou plochou – nedochádza teda k dodatočnému vyhladzovaniu
a k nepresnostiam z neho vyplývajúcich, výhodou je teda :
•
rýchle vytvorenie plochy i spracovanie rozsiahlych údajov,
•
práca s nepravidelnou trojuholníkovou sieťou,
•
možnosť definovať 5 typov lomových hrán,
•
podpora rôznych súradnicových systémov, vrátane systému JTSK a Gauss-Krüger,
•
funkcia na výškovú generalizáciu plochy ( vypustenie „nadbytočných“ bodov môže výrazne
zredukovať veľkosť modelu a tým zefektívniť prácu).
Interaktívny grafický editor plochy umožňuje rýchlu a komfortnú prácu s modelmi:
•
rýchla kontrola vstupných dát, možnosť interaktívnej opravy bez nového generovania modelu,
•
možnosť modelovania a úprav terénu priamo na obrazovke,
•
okamžitá kontrola priebehu reliéfu pomocou vrstevníc, profilov a ďalších informácií [4].
Okrem toho, systém poskytuje ďalšie nástroje pre prácu s plochou, ako porovnávanie, sčítanie,
odčítanie a prelínanie dvoch plôch, práca s oblasťou v modely, prenos do iného modelu, zhustenie či
zriedenie bodového poľa a transformácia (afinná, podobnostná, identické body).
1.3.4
Rozširujúce moduly
K základnému prevedeniu softvéru Atlas je možné si zaobstarať rozširujúce moduly. Existuje päť
rozširujúcich modulov, a to FOTO, DESIGN, ŤAŽBA, OBJEM, REZY, GENERAL, 3D RASTER
a 3D OBJEKTY a aplikácie TOK, CESTY, KANAL, VODA, PLYN, ERÓZIA, ŤAŽBA a ďalšie.
FOTO
Modul Foto rozširuje možnosti použitia DMT o prácu s rastrami v pôdoryse, rýchly 3D pohľad na
model a vizualizáciu, vrátane mapovania rastrov na 3D povrchu, hmlu, animáciu a ďalšie funkcie. 3D
58
2016 / 1
náhľad na model a vizualizáciu obstaráva modul 3D RASTER. Ten je súčasťou rozšírenia Foto
a umožňuje rýchly perspektívny pohľad na model a vytváranie vizualizačných vstupov.
DESIGN
Obsahuje sadu nástrojov pre vyňatie časti DMT (oblasti), jej editáciu a upravovanie mimo pôvodný
"veľký" model a následné vrátenie na pôvodné miesto. Tieto nástroje umožňujú i "prepísanie" časti
DMT novým modelom, získaným buď novým meraním alebo projektom. Umožňuje výpočet
rozdielového modelu medzi dvoma plochami - napr. pri terénnych úpravách a jeho znázornenie v
situácii napr. farebnou škálou (výkopy, navážky). Jeho súčasťou je i funkcia pre vyhladenie terénu pri "neučesaných" údajoch, ktoré vznikajú napr. z fotogrametrie, je možné potlačiť lokálne nerovnosti.
ŤAŽBA
Je to špeciálne prevedenie pre ťažobnú činnosť, a to výpočty objemu vrstiev a plánovanie ťažby.
REZY
Modul obsahuje najrôznejšie spôsoby generovania pozdĺžnych a osových priečnych rezov nad
zadaným polygónom, ich rozmiestnenie, popis a editáciu. Umožňuje prispôsobiť výkresy rezov
požiadavkám najrôznejších profesií a spracovávať v jednom dokumente pôdorys i rezy so zachovaním
všetkých vzájomných väzieb. Rezy a profily sú dynamicky prepojené s polygónom, čo znamená, že
pri zmene jeho vedenia sa rezy automaticky prepočítajú.
OBJEM
Počíta kubatúry medzi dvoma plochami (DMT), typicky medzi zameraním starého a nového stavu
alebo zameraním a projektom.
GENERAL
Je to modul pre generalizáciu – znižuje počet bodov výškopisu podľa zadanej výškovej tolerancie. Je
vhodný najmä pre spracovanie rozsiahlych dát z fotogrametrie a vektorizovaných vrstevníc. Pri DMT
vzniknutých z vektorizovaných vrstevníc sa prejavujú typické chyby – terasy na hrebeňoch a kaskády
v údoliach. General vie tieto chyby rozoznať a odstrániť.
3D RASTER a 3D OBJEKTY
3D Raster a 3D Objekty slúžia na rýchly perspektívny pohľad na model a na vytváranie statických
a dynamických vizualizácií terénu.
3D Raster je výstupný modul pre znázornenie plochy pomocou trojuholníkovej siete, hrán, vrstevníc,
šrafovaní, plôšok a osvetlením, farebnej hypsometrie a sklonov, to všetko vrátane animácie pohľadov
vo formáte AVI. Je tu i možnosť zobrazenia rastrových dát (mapa, ortofoto) v 3D.
Pri využití 3D Objektov je možné zobrazenie porastov, budov a iných objektov do DMT. Objekty
natočené k pozorovateľovi je možné umiestňovať do DMT buď jednotlivo alebo do zvolenej oblasti
alebo pozdĺž zvolenej línie [4].
2
2.1
TVORBA DIGITÁLNEJ MAPY AREÁLU ZÁVODU
Realizácia zberu údajov
Zber údajov bol realizovaný vo dvoch úrovniach, prvá - vybudovanie podrobného polohového
a výškového bodového poľa, druhá - meranie polohopisu a výškopisu. Predmetom zberu údajov
a zobrazenia bola časť areálu závodu (KÚ, Bratislava V) v rozsahu 11 ha.
59
2.2
2016 / 1
Podrobné meranie polohopisu a výškopisu
Priestorové súradnice potrebné pre tvorbu účelovej mapy boli určené prístrojom TOPCON GTS 6A
s internou registráciou meraných údajov z bodov PPBP. Vzhľadom na presnosť PPBP a presnosť
použitého prístroja bola poloha meraných podrobných bodov určená s polohovou presnosťou mxy =
0.04 m a výšky so strednou výškovou chybou mh = 0.04 m.
Výpočet súradníc a výšok podrobných bodov bol vykonaný v počítačovom prostredí pomocou
programového vybavenia WIN KOKEŠ.
3
3.1
TVORBA 3D MODELU
Príprava vstupných údajov
Pre tvorbu DMT v uvedenej lokalite bolo potrebné pripraviť najprv vstupné údaje. Hlavným zdrojom
údajov boli textové súbory z geodetických zápisníkov a výkresy vo formáte DXF. Základným
zobrazením DMT je trojuholníková sieť, ktorá vzniká generovaním. Generovanie nepravidelnej
trojuholníkovej siete sa vykonáva v dvoch fázach.
Prvá fáza je generovanie prvotnej siete, jednotlivé body súboru sú postupne pripájané ku vznikajúcej
trojuholníkovej sieti (obr. 1, [2]) tak, aby vznikal konvexný obal. V tejto fáze sa neberie ohľad na tvar
trojuholníkov. V druhej fáze generovania sa zavedú do siete povinné spojnice. Sieť je modifikovaná
tak, aby body, ktoré sú uvedené v predpise povinných spojníc, boli spojené hranami siete.
Obr. 1 Trojuholníková sieť– generovanie modelu z formátu DXF
3.2
3.2.1
Príprava údajov pre objekty budov
Založenie výkresu a export objektov (budov)
Po založení nového výkresu v hlavnom menu je potrebné vyberať položku „Model – Nový model –
Založit i s půdorysem“ a z adresára DMT vyberať DMT uvedenej lokality.
60
2016 / 1
Pre možnosť „zhmotnenia“ vybraných objektov je potrebné v prvom rade vytvoriť nové hladiny,
vyvolať dialóg hladín „Objekty – Hladiny“ a vytvoriť novú hladinu „steny“.
V importovanom výkrese si označíme vybraný objekt (budovu). Príkazom menu „Krajina – Spustit
stěny“ (obr.2) ich vytvoríme. V menu „Krajina – Hladiny pro export stěn“ vyberieme hladiny
„strechy“ a „steny“ a zadáme „Export“. Týmto príkazom sú objekty pripravené na zobrazenie budov
[2].
Obr. 2 Krajina – Spustit stěny – Vytvorenie stien z pôdorysných polygónov
3.2.2
Individuálne textúry (fasády)
Individuálne textúry nám poskytujú možnosť na jednotlivé steny budov „prilepiť“ skutočnú podobu
daného objektu. Je ich možné získať fotografovaním a uložením do vhodného adresára.
Obr. 3 Vytvorenie stien z fotografickej snímky
3.2.3
Pri tvorbe fasády vyberieme polygón
steny, na ktorý chceme „prilepiť“ fasádu.
Klepneme na neho pravým tlačidlom myši
a v kontextovom okne vyberieme položku
„Jmeno“. Tu vyplníme meno rastra (fasády),
ktorý prislúcha danej stene. Postup opakujeme do
vyčerpania
pripravených
fasád.
V panely
POGledov
„Stĕnové
objekty“
vyberieme
„Individuálni fasády“ a tu nalistujeme zložku
s textúrami. Po potvrdení sa nám na stenách
budov zobrazia individuálne textúry [2].
Export objektov do krajiny
Do scény (krajiny) možno vložiť pripravené 3D objekty – guľa, valec, ihličnatý a listnatý strom, alebo
je možné objekt nahradiť textúrou – fotografiou objektu (obr. 3). Môže to byť napr. rastlina, lampa,
lavička, postava. Každý typ objektu musí mať svoju hladinu, ktorú si vytvoríme v programe Kres
„Objekty – Hladiny“.
Pre vkladanie objektov do krajiny si vyberieme položku menu „Krajina – Vlož objekt pro
POGledy“ (obr. 4).
61
2016 / 1
Obr. 4 Vlož objekt pro POGledy – panel pre vkladanie objektov do krajiny
V panely zadáme šírku a výšku objektu a umiestnime ho do pôdorysu. V prípade, že mienime vkladať
háj alebo alej stromov, teda viac rovnakých objektov naraz, nakreslíme v pôdoryse pomocou polygónu
obrys hájika alebo trasu aleje. Potom polygón vyberieme a cez „Krajina – Vlož objekty pro POGledy
do oblasti...“ vložíme objekty do pôdorysu. Posledným bodom v príprave objektov do scény je
„Krajina – Export objektov“ [2, 3, 4].
Po zvolení pohľadu na scénu v POGledoch stlačíme tlačidlo
. V panely „Bodové objekty“ (obr. 5)
nastavíme spôsob zobrazenia typov objektov podľa jednotlivých hladín.
Obr. 5 Bodové objekty
3.3
Príprava scény
. Táto
Vo výkrese, ktorý sme si pripravili vo výkresových súradniciach nakreslíme úsečku
úsečka predstavuje smer pohľadu. Umiestnime ju preto tak, aby smerovala do miest, ktoré si chceme
prehliadnuť. Vyvoláme ovládací panel menu „Krajina – 3D pohled na model“ (obr. 6) a nastavíme
podľa uváženia. Výsledný podhľad na časť 3D modelu je na obr. 7, [2].
62
2016 / 1
Obr. 6 3D– panel nastavenia pohľadu na model terénu
Obr. 7 3D pohľad na model
4
ZÁVER
Výsledok tvorby účelovej mapy môže byť mapa grafická, číselná alebo digitálna. Trieda presnosti,
mierka a v neposlednom rade aj obsah mapy vychádza z účelu, pre ktorý je mapa tvorená.
Pre oblasť projektovania, realizácie a rekonštrukcie stavebných objektov je výhodné využiť i
prezentovaný softvér, ktorý umožňuje v prostredí PC riešiť túto problematiku rýchlo a efektívne.
[1]
SOKOL, Š.: Náležitosti geometrických plánov. Znalectvo, č. 2/2000, USI – TU Žilina, s.7-14.
[2]
MIČEKOVÁ, E.: Geodetické práce pri tvorbe účelovej digitálnej mapy. Diplomová práca,
Katedra geodézie SvF STU Bratislava, 2006, 58s.
[3]
Podrobná užívateľská príručka softvéru Atlas.
[4]
www.atlasltd.cz.
63
2016 / 1
VIRTUAL REALITY AS MARKETING TOOL FOR DEVELOPER
PROJECTS
Ing. Pavol Kaleja; prof. Ing. Mária Kozlovská, Ph.D.
ABSTRACT
Virtual reality, in area of software and hardware equipment, experiencing very rapid develop
worldwide. This equipment should give realistic experience to observer in virtual reality environment.
Devices for control and display virtual reality environment are very important in this area.
Contribution in the introductory part describes the categorization of virtual reality in construction and
architecture with regard to the virtual reality tools that are widely used in marketing of development
projects. These technologies radically improve communication between developers and clients,
especially in the phase when the building is not built yet, but the developer has to start sell real estate
(or rent it). In the case study are presented marketing tools based on virtual reality implemented for
development project Paseo Grunty in Kosice.
Key words: Virtual reality, Marketing mix, Dynamic visualizations
1
INTRODUCTION
The rapid development of information and communication technology also enables rapid progress of
various modern forms of marketing. Example applications of modern forms of marketing on the basis
of information and communication technology is the application tools of virtual reality (VR) within
development projects, whether it is the construction of residential buildings or retail buildings. Selling
of real estate can begin before their realization. The success of the presentation and sale of real estate
lies on effective marketing (Ryoo at al., 2016). The clients are often in contact with the development
project primarily through its visualization (Wergles N., Muhar A., 2009). Therefore this area is
constantly and rapidly developing to satisfy customer needs for obtaining as much information about
the project as possible. The current trend moves virtual reality as a modern marketing tool closer to the
customer. Visualization development from static to dynamic and immersive forms of presentation in
virtual reality (W. A. abdelhameed 2013). These technologies make it possible to enable a client to
browse all the premises in an apartment building. He receives information about the apartment layout,
size of rooms, the price of the apartment and, of course, on its orientation relative to the cardinal.
Virtual reality can simulate the view from the window designs even though the apartment buildings
does not yet exist. According to our survey, 94% of potential users would like to use tools of virtual
reality in the process of acquisition of immovable property (Budzák, 2016). Therefore, the standard
approach to vendor marketing mix (Wongleedee K. 2015), can be significantly upgraded thanks to
VR.
2
VIRTUAL REALITY AS A MARKETING TOOL
The basis of VR is to display the real environment as faithfully as possible in an artificial virtual
environment and work with this environment in real time. Virtual reality is actually a shift from simple
( two-dimensional ) human interaction with the machine , to a position where this interaction takes
place in three-dimensional environments. These methods tend to be enhanced by the use of special
peripherals that provide visual, tactile, auditory and positional interaction (Saturday, Hrozek 2013).
For virtual reality in general , the following characteristics are valid :
• all actions take place in real time , preferably immediately in response to user action ,
64
2016 / 1
•
virtual world and the objects placed in it have three-dimensional character , or at least create
the impression,
• Users are allowed to enter the virtual world and move in it by different paths ( walks , flies ,
jumps, quickly moves to a pre-defined location),
• virtual world is not static and therefore the user can manipulate its parts , while virtual bodies
run on animation curves , and affect the user and each other.
By (Saturday, Hrozek 2013) Virtual reality in construction due to dynamics of the observer and the
environment can be divided into four basic categories described below.
SESO - static environment and static observer
Virtual reality in marketing has been used for many years by means of static visualizations of interior
and exterior, by which developers and architects present their projects (Kaleja, Kozlovsky 2014). The
group of static visualization is therefore now also its most common form. In a static visualization we
are talking about static image rendering (imaging of 3D) models, which cannot be manipulated in real
time. The notice of static visualization is thus limited to the image content when it is observed. An
example would be rendering of any building. In a static visualization observer can watch a stillrendered images of the object in the environment (Fig. 1).
Fig. 1 Static visualizations of development project Paseo Grunty Košice
DESO - Dynamic environment and static observer
In this category we include virtual reality video tours, thus higher form of visualizations, represented
by camera motion in a virtual environment, which is not be modified. Camera movement is precisely
given and except for the general action (Rew, Play, Pause, Stop, FF) it cannot be redefined in any way.
The alternatives are also video presentation GIF picture.
SEDO – Static environment and dynamic observer
This includes the most common panoramic tours of exteriors and interiors (Fig. 2). 360 degree
panoramic tour is based on the principle where the user can control scanning cameras. The camera can
be rotated 360 ° degrees horizontally around the y-axis and 360 ° degrees vertically about the x axis.
Two types of visualization grade 360 °. 360 ° image rendering speed and 360 ° video rendering speed.
In case of 360 ° visualizations Rendering images through observation point are defined in one place
and the image that the user can watch is static and unchanging. For videos, the user can move the
camera on the path traversed by the camera in a virtual environment but it cannot be controlled. If the
user wants to see some place or further details, they simply stop the video and can look around. In
either case, however, elements of the observer in a virtual environment can be edited.
65
2016 / 1
Fig. 2 360° panoramic visualizations of development project Paseo Grunty Košice
DEDO - dynamic environments and dynamic observer
Dynamic Virtual Reality is the highest form of virtual reality that lets 3D objects and virtual
environments themselves in some way modify and thus obtain more necessary information. With
dynamic virtual reality (VRDEDO) interactive environment allows us to move around the building,
pass the building interior, simulate different environmental conditions in real time to adjust the
architectural design and many other features that are based on the unlimited possibilities of virtual
reality. These functions can therefore be helpful to all participants in the construction, whether it is a
developer, architect, designer, contractor or individual user. This categorie is also a very popular for
the technology of mixed reality (AR) (Mesárošová, Hernandez, Mesároš 2014).
• All four categories of VR can significantly promote the project level information within its
marketing mix in all its parts:
• Product- through a clear understanding a client has a clear idea of the product and the size of
the apartment, the apartment layout, the view from the apartment window designs.
• Price- VRDEDO applications allow clients to have updated information on the price in respect
of a particular apartment.
• Distribution road- VR applications are spreadable online which is the most effective form of
distribution.
• Promotion- visualization and applications VRDEDO are often a key form of promotion of the
project.
3
TREATMENT FOR VR THE RESIDENTIAL HOUSE - CASE STUDIES
VRDEDO
The Faculty of Civil Engineering Technical University has implemented the key marketing tools for
the residential building project Paseo Grunty Kosice ( Fig . 3 ). Developer required processing an
environment that benefited all four categories of virtual reality SESO , DESO , SEDO , DEDO. The
project offers 55 residential units with balcony (or terrace ) and 60 underground parking spaces in an
enclosed area . The project offers apartments in energy class A , where each apartment comes with a
parking spot in the underground garage and housing cell in the hallway of the apartment.
66
2016 / 1
Fig. 3 Development project Paseo Grunty Košice
Processing and marketing tool using virtual reality technology generally requires software and
hardware which include drone, data processing equipment and equipment for displaying virtual reality
. The software package is primarily where software development and visualization applications arise .
In order to be able to simulate the view from the terraces of each apartment, and yet existing building ,
we had to take a picture of a site by the Drone ( Fig . 4 ).
Fig. 4 Photoshooting with drone for simulation of view from apartments windows
Developer could present the project of a yet unrealized apartment building in a fully dynamic virtual
environment that supports glasses Oculus Rift and start selling apartments before starting construction.
We are talking about interactive virtual tour of categories dedo (VPDEDO) (Fig. 5), which is a
separate Windows applications programmed in Unity 3D development software. This application
allows the client before the execution of the works:
•
freely walk around the whole complex of residential building,
•
enter into any room and underground garage apartment building,
67
•
2016 / 1
VR decorate each apartment by the furniture from the information database received about
each apartment after entering into it,
•
understand orientation relative to the cardinal points through real-time North Star, freely
wandering around nearby,
•
•
watch a view from every window of the construction and residential building terraces,
together with the architect developer pass the subject and discuss at a retail location or online.
A)
Action buttons
Menu of teleport for
virtual environment
Informations about current
apartment
Orientation
1.
2.
3.
B)
68
2016 / 1
C)
D)
Fig. 5 Graphical User Interface VRDEDO
A) Graphical User Interface VRDEDO, B) Menu of teleport for virtual environment, C) Free
walkthrough around object D) Control options of VRDEDO
With the ability of virtual reality a client may walk around the building and a residential area seen with
a broader relationship and view from every window of the construction, balcony or terrace from a
human perspective (Fig. 6). Finally, the layout of housing can be seen, with the size of individual
rooms, their illumination and overall impression. Interactive virtual tour in the category dedo
(VRDEDO), the user can run on their PC without the need for additional installation of any other
software. Very effective use of VRDEDO can also be found at the point of sale, when the developer of
the project with the client can pass through objects, presenting the details of the project (Fig. 7).
VRDEDO is often used in the opening events of development projects.
4
CONCLUSION
The possibilities of virtual reality technologies today are very effective at removing barriers in
communication between the developer and his client. Finally, these technologies allow the launch of a
marketing campaign development project or the actual sale of the property long before starting the
project. The present classification of virtual reality technologies in view of the dynamics of the
observer and the environment allows us to classify each VR technology available in construction and
architecture. The present study confirms the possibility of practical application of VR through
VRDEDO built project in the Paseo Grunty Košice. It also affirms the effective impact on increasing
the information level of the marketing mix of the project.
Acknowledgment
VEGA - 1/0677/14: Research of construction efficiency improvement through MMC technologies
ITMS: 26220120018: Support of excellent integrated research centre of progressive building
construction, material and technology
69
2016 / 1
Literature
[1]
Mesárošová, A., Hernandez, Manuel, F. - Mesároš, P. 2013: Augmented reality as a part of
integrated designing and modeling the parameters of construction projects, Košice : TU
[2]
Ryoo J., Jeon J. Q., Lee Ch. 2016. Do marketing activities enhance firm value? Evidence from
M&A transactions, Original Research Article European Management Journal, Volume 34,
Issue 3, Pages 243-257
[3]
Kaleja, P., Kozlovská, M. 2014. Dynamické vizualizácie ako podporný nástroj pre oceňovanie
povrchových úprav a interiérov stavebných projektov In: Oceňovanie a riadenie stavebných
projektov 2014 : Zborník vedeckých prác. - Wambeek : EuroScientia, 2014 P. 36-43. - ISBN
978-90-822990-1-4
[4]
Lopkerd, P., Jinuntuya, P. 2009. Interactive 3D simulation system in game engine based
collaborative virtual environment for architectural design communication, 2009 TAIWAN
CAADRIA: Between Man and Machine - Integration, Intuition, Intelligence - Proceedings of
the 14th Conference on Computer-Aided Architectural Design Research in Asia, Scopus-7940
[5]
Wongleedee K. 2015, Marketing Mix and Purchasing Behavior for Community Products at
Traditional Markets Original Research Article Procedia - Social and Behavioral
Sciences, Volume 197, Pages 2080-2085
[6]
Wergles N., Muhar A. 2009. The role of computer visualization in the communication of
urban design—A comparison of viewer responses tovisualizations versus on-site visits
Original Research Article Landscape and Urban Planning, Volume 91, Issue 4, Pages 171-182
[7]
Sobota, B., Hrozek, F. 2013 Virtuálna realita a jej technológie / - 1. vyd. - Košice : TU - 158
s.. - ISBN 978-80-553-1500-3.
[8]
Abdelhameed W. A. 2013,Virtual Reality Use in Architectural Design Studios: A Case of
Studying Structure and Construction, Original Research Article, Procedia Computer
Science, Volume 25, Pages 220-230
70
2016 / 1
VYUŽITÍ ODPADŮ PŘI PŘÍPRAVĚ ALKALICKY
AKTIVOVANÝCH KOMPOZITŮ
UTILIZATION OF WASTE PRODUCTS IN THE PREPARATION
OF ALKALI-ACTIVATED COMPOSITES
Ing. Josef Koňařík; Ing. Stanislav Staněk
ABSTRAKT
Česká a evropská legislativa je zaměřena na ochranu životního prostředí, udržitelného rozvoje
a recyklovatelnost. Nicméně v oblasti stavebnictví jsou stále nejhojněji zastoupena pojiva na bázi
portlandského cementu, ačkoli jeho výroba negativně ovlivňuje životní prostředí těžbou přírodních
zdrojů a vytvářením emisí CO2.
Vhodným řešením tohoto problému se jeví použití alternativních pojiv. Tento příspěvek stručně
popisuje nejčastěji používané suroviny pro přípravu alkalicky aktivovaných systémů a vlastnosti
připravených kompozitů, v závislosti na použitých surovinách.
Klíčová slova: Odpad, alkalicky aktivovaný
ABSTRACT
Czech and European legislation is focused on environmental protection, sustainable development
and recyclability. However in the area of construction industry there are still the greatest extent
represented binders based on Portland cement, although its production negatively affects
the environment by the mining of natural resources and by creating CO2 emissions.
A suitable solution of this problem seems to be the use of alternative binders. This paper briefly
describes the most commonly used raw materials for the preparation of alkali-activated systems and
properties of prepared composites, depending on the feedstock.
Key words: Waste, Alkali-activated
1
ÚVOD
Alkalicky aktivované systémy představují skupinu alternativních bezcementových pojiv, připravených
za studena z amorfních aluminosilikátů pomocí sloučenin obsahujících alkalické kovy. K alkalické
aktivaci jsou nejčastěji používána vodní skla, hydroxidy a uhličitany [1, 8, 14].
Výzkumu těchto hmot je věnována pozornost již od 50. let 20. století, dosud však i přes využití
nejmodernějších analytických metod nebyly veškeré hydratační procesy a konečné produkty procesu
alkalické aktivace zcela a jednoznačně identifikovány. V současnosti se tyto kompozity a jejich
produkty dělí zejména dle obsahu CaO v pojivové složce na hmoty s vysokým obsahem CaO, při
jejichž hydrataci vznikají CSH gely a hmoty s nízkým obsahem CaO, u kterých dochází ke vzniku
geopolymerních vazeb. [2, 3, 7, 15].
71
2016 / 1
Aktuálně jsou ve stavebnictví alkalicky aktivované systémy využívány minimálně. Jejich rozšíření
brání kromě používání silných žíravin při jejich výrobě také vysoká proměnlivost kvality výstupů v
závislosti na podmínkách přípravy a vlastnostech vstupních surovin. [4, 5]
Výhodami alkalicky aktivovaných materiálů jsou vysoké pevnosti v tlaku, značná odolnost proti
agresivnímu prostředí či vysokým teplotám. V současnosti jsou ceněny také pro své adsorpční
vlastnosti. Při případném použití alkalicky aktivovaných systémů ve stavebním průmyslu je jejich
silnou stránkou také možnost zpracovávat při jejich výrobě kamenivo, jež není vhodné pro použití do
betonu jak z hlediska granulometrie, tak i z pohledu chemického složení. [1, 2, 6, 10].
2
SUROVINY PRO ALKALICKOU AKTIVACI
Nejčastěji jsou v rámci výzkumu ověřovány vlastnosti kompozitů připravených alkalickou aktivací
vysokopecní strusky, popílku nebo metakaolinu, přičemž zejména využití popílků, jako hojně
skládkovaného odpadního produktu je velmi žádoucí [11].
2.1 Popílky
Popílky jsou odpadní produkty vznikající při spalování uhlí, jedná se o heterogenní materiál
o zrnitosti 0/1 mm, který je zachycován v odlučovačích. Chemické, fyzikální a technologické
vlastnosti popílku jsou závislé na technologii spalovacího procesu a na složení spalované hmoty.
Charakteristické složení popílků vzniklých spalováním černého nebo hnědého uhlí je představováno
50
%
SiO2,
25 – 30 % Al2O3 a 3 - 8 % Fe2O3. V malém množství jsou přítomny oxidy Ti, Ca, Mg, Na, K a S. [13]
Dle hodnocení ekonomické, energetické a ekologické náročnosti jsou nejvhodnějším pojivem
do alkalicky aktivovaných pojiv popílky především z hnědého, méně z černého uhlí. Pro alkalickou
aktivaci popílků jsou nejčastěji používány jako aktivátory hydroxidy sodné a draselné a vodní skla
sodná, draselná a lithná. Jako zdroj vápenatých iontů je vhodné přidat strusku nebo portlandský
slínek [13].
2.2 Vysokopecní struska
Vysokopecní strusky jsou latentně hydraulické látky, vznikající jako vedlejší produkt při výrobě
surového železa ve vysokých pecích. Při rychlém ochlazování taveniny strusky vodou dochází
ke stabilizaci sklovité fáze. Strusky sklovitého charakteru mají latentně hydraulické vlastnosti,
v zásaditém prostředí reagují na hydráty podobně jako portlandský slínek. Vysokopecní strusky
zpravidla obsahují 30 – 50 % CaO, 30 – 43 % SiO2, 5 – 18 % Al2O3, 1 – 15 % MgO, v malém
množství se vyskytují oxidy Fe a Mn. Nežádoucí je přítomnost sulfidů Fe a Mn, neboť tyto sloučeniny
mají za následek pomalý rozpad granulovaných strusek, což vede ke zhoršování fyzikálně mechanických vlastností vyrobených produktů [15].
Vysokopecní granulovaná struska je pro výrobu směsných cementů používána od roku 1945.
S narůstajícím měrným povrchem strusky dochází k nárůstu pevností, podle druhu a složení strusky
se tento nárůst projevuje v počátečním období tvrdnutí směsí, nebo dochází k nárůstu dlouhodobých
pevností [13, 15].
72
2016 / 1
2.3 Metakaolin
Metakaolin vzniká výpalem kaolinů, kaolinitických jílů a jiných surovin při teplotách 550 - 750 ºC.
Metakaoliny obsahují typicky 55 – 62 % SiO2, 37 – 42 % Al2O3, 0,6 - 1,5 % Fe2O3 a dále oxidy titanu,
draslíku, vápníku, hořčíku a sodíku [5, 6, 7, 9].
V České republice vyrábí průmyslově metakaoliny například České lupkové závody, a.s., Nové
Strašecí, Keramost, a.s., závod Kadaň a Sedlecký kaolín, a.s., Božičany.
Pro alkalickou aktivaci metakaolinu jsou jako aktivátory používány roztoky hydroxidu sodného nebo
draselného, dále křemičitany a vodní skla.
2.4 Aktivátory
Jedná se o alkalické sloučeniny, jež způsobují a významně ovlivňují proces tuhnutí a tvrdnutí směsí.
Nejčastěji jsou používány hydroxidy sodné a draselné, křemičitany ve formě vodních skel sodných,
draselných, lithných a sodnolithných, případně hlinitany a uhličitany.
Jsou ze všech surovin potřebných pro alkalickou aktivaci finančně nejnáročnější, proto se hledají
průmyslové odpady alkalického charakteru, které by k tomuto účelu byly vhodné. Jedná se například
o vedlejší produkty z výroby celulózy a papíru a rovněž odpady z hliníkáren [1].
Hydroxidy sodné a draselné jsou silně zásadité anorganické látky, v pevné fázi ve formě peciček nebo
granulí, silně hygroskopické, dobře rozpustné ve vodě a v alkoholu. Při nižších teplotách začínají
v roztoku krystalizovat. Vyrábí se elektrolýzou roztoku chloridu sodného (draselného).
Uhličitan sodný se vyrábí z chloridu sodného a vápence tzv. Solvayovým způsobem za použití
amoniaku, nebo z minerálu trona. Uhličitan draselný se vyrábí z přírodního chloridu draselného [12].
Vodní sklo je vodný roztok nejčastěji křemičitanu draselného nebo sodného, vyrábí se tavením
uhličitanu sodného (draselného) s křemenným pískem při teplotě přibližně 1400 ºC, za vzniku
sodnokřemičité (draselnokřemičité) frity, jejíž následné rozpouštění ve vodě se provádí při zvýšené
teplotě a tlaku v rotačních nebo stacionárních autoklávech. Průměrná hustota vodního skla je
1300 – 1500 kg/m3 [12].
Vodní sklo se pro přípravu alkalicky aktivovaných hmot upravuje nejčastěji pomocí hydroxidu
sodného tak, aby se silikátový modul, vyjadřující poměr látkového množství oxidu křemičitého k
látkovému množství oxidu sodného v molech, pohyboval v rozmezí hodnot 1 - 2 [5].
2.5 Plniva
Pro přípravu alkalicky aktivovaných systémů je možno použít nekvalitní kamenivo, například
demoliční odpady, kyselé písky z plavení kaolinu, odpady z těžby kameniva nebo také struskové
kamenivo, tedy plniva, jež jsou svým chemickým složením nebo granulometrií nevhodná pro použití
do betonových směsí.
Na základě výzkumných prací se jeví, že alkalicky aktivované hmoty lze s výše uvedenými plnivy
připravovat a výsledné kompozity dosahují pevnostních vlastností obdobných, jako betony s
portlandským cementem a standardním typem plniva. [1, 2, 3, 4]
3
VLASTNOSTI ALKALICKY AKTIVOVANÝCH HMOT
Hmoty připravené alkalickou aktivací strusky dosahují v závislosti na použitém typu aktivátoru
po 28 dnech zrání pevností v tlaku 30 – 100 MPa, při hydrotermálních podmínkách jejich výsledné
73
2016 / 1
pevnosti vzrůstají až na 180 MPa. Tyto materiály jsou vysoce odolné proti působení agresivních látek.
Takto připravené hmoty se využívají na speciální práce, hlavně pro fixace těžkých kovů
a radioaktivních odpadů [10].
Alkalicky aktivované popílky dosahují pevností v tlaku 20 – 60 MPa, po přidání jemně mleté strusky
se pevnosti v tlaku po 360 dnech pohybují až okolo 160 MPa [13, 14].
Při alkalické aktivaci metakaolinu jsou jako aktivátory používány roztoky hydroxidu sodného nebo
draselného, dále křemičitany a vodní skla. Kompozity z metakaolinu dosahují pevnosti v tlaku
10 – 80 MPa, z hlediska ekonomické náročnosti jsou však ze všech pojiv nejméně vhodné [13, 14].
4
VÝHODY ALKALICKY AKTIVOVANÝCH HMOT
Hmoty připravené alkalickou aktivací mají schopnost vázat do své struktury těžké kovy a radioaktivní
odpad, aniž by došlo ke změně jejich morfologie, nebo k výraznému ovlivnění procesu tuhnutí a
tvrdnutí jako tomu je u cementových směsí. Na základě zkoušek vyluhovatelnosti těžkých kovů byly
tyto systémy shledány vhodnou matricí pro fixaci těžkých kovů [10].
Tyto hmoty jsou rovněž mimořádně odolné proti působení agresivních látek z prostředí, ať se již jedná
o vodu z kyselých dešťů, hladovou vodu, mořskou, nebo odpadní vodu. Tato korozní odolnost je
způsobena hutnou mikrostrukturou, minimální pórovitostí a přítomností fází zeolitického
charakteru. [1 - 4].
Struskoalkalické betony mají přibližně o 15 % nižší tepelnou vodivost než betony z portlandského
slínku. Díky nízké zamrzavosti alkalické směsi je lze využít k betonování za minusových teplot,
a to až do -30 ºC [5].
Byla rovněž prokázána vysoká soudržnost s ocelí, což je výhodné především ve vyztužených
betonech [5].
Nezanedbatelnou výhodou je možnost použití nekvalitního kameniva z různých průmyslových
odpadů, a to včetně struskového kameniva. Při smísení s alkáliemi a vodou totiž reaguje povrch
struskového kameniva s pojivem, což příznivým způsobem ovlivňuje nárůst pevností kompozitu [1].
Pro přípravu těchto hmot nejsou potřebná žádná speciální zařízení, současné prostředky používané při
výrobě betonů jsou k jejich výrobě zcela postačující.
Mezi další nezanedbatelné výhody alkalicky aktivovaných materiálů patří minimální smrštění,
vodonepropustnost, žáruvzdornost, vývin menšího množství hydratačního tepla, jež až o polovinu
menší než u portlandského cementu, což umožňuje výrobu masivních stavebních prvků. Kladem jsou
také vysoké počáteční pevnosti, kdy pevnosti v tlaku po 2-4 hodinách mohou dosahovat až 25 MPa.
Výhodou je možnost urychlení nárůstu pevností pomocí proteplování, přičemž se doba tvrdnutí
z několika hodin může zkrátit na několik minut při zahřívání na teplotu 85 ºC a dokonce i jen na
několik sekund při použití mikrovln [13, 16, 17].
5
ZÁVĚR
Alkalicky aktivované hmoty mají značný potenciál pro využití nejen ve stavebním průmyslu. Jejich
širokému využití ve stavební praxi brání především potřeba značné technologické kázně během
procesu alkalické aktivace, jejíž nedodržení vede v konečném důsledku k výraznému kolísání hodnot
sledovaných parametrů.
74
2016 / 1
Jako reálné se jeví použití těchto materiálů nejprve do nenosných, výplňových nebo dekoračních
stavebních prvků, jež budou v případě nutnosti snadno vyměnitelné a použití do nosných konstrukcí
umožnit až při splnění podmínky deklarování udržitelné kvality výsledných produktů.
Literatura
[1]
J. Brandštetr, “Struskoalkalické betony”, Stavivo, no. 3, pp. 110-114, 1984.
[2]
J. Brandštetr and J. Havlica, “Zeolity v maltách a betonech”, Materiály pro stavbu, no. 6, pp.
48-50, 2000.
[3]
J. Brandštetr, D. Koloušek, J. Vorel, T. Opravil, and P. Bayer, “Geopolymery, geopolymerní
cementy a betony”, SILIKA, no. 7-8, pp. 208 - 211, 2005.
[4]
J. Brandštetr and P. V. Krivenko, “Alkalické cementy a betony”, SILIKA, pp. 26 – 28, 1999.
[5]
J. Brandštetr, O. Meluzín, J. Kohut, and Š. Zavřel, “Příprava a některé vlastnosti
struskoalkalických betonů”, Stavivo, pp. 182-188, 1986.
[6]
Kolektiv autorů, “Současný stav výzkumu v oblasti geopolymerů“, Česká rozvojová agentura,
O.P.S, pp. 385, 2005.
[7]
J. Davidovits, “Geopolymers, Inorganic polymeric new materials”, Journal of Thermal
Analysis, no. 37, pp. 1633 - 1656, 1991.
[8]
J. Davidovits, Nové dějiny pyramid. Olomouc: Fontána, 2006.
[9]
Sborník z konference „Metakaolin 2008“, Vysoké učení technické v Brně, pp. 108, 2008.
[10]
M. Minaříková, “Fixace těžkých kovů v matrici geopolymeru”, Disertační práce, Praha, 2004.
[11]
J. Starý a kolektiv, “Surovinové zdroje České republiky“, Nerostné suroviny. MŽP, Geofond,
pp. 240, 2005.
[12]
L. Svoboda a kolektiv, “Stavební hmoty“. JAGA, Bratislava, 2005.
[13]
F. Škvára, “Alkalicky aktivované materiály geopolymery“. Ústav skla a keramiky, VŠCHT,
Praha, 2005.
[14]
F. Škvára a kolektiv, “Concrete based on fly ash geopolymers“. Ústav skla a keramiky,
VŠCHT v Praze, Praha, 2007.
[15]
V. Tomková, Vliv fázového složení a mikrostruktury na funkční vlastnosti geopolymerních
systémů z technogenních pucolánů. Ostrava, 2008.
[16]
J. Vlček, “Materiálové využití strusek z metalurgie železa a oceli metodou alkalické aktivace”,
Habilitační práce, Ostrava, 2008.
[17]
S. D. Wang, X. C. Pu, K. L. Scrivener, and P. L. Pratt, “Alkali-Acivated Slag Cement and
Concrete: A Rewiew of Properties and Problems”, Advances in Cement Research, no. 7, pp.
93-102, 1995.
75
2016 / 1
NEDESTRUKTIVNÍ ZKOUŠENÍ STŘÍKANÉHO BETONU
NONDESTRUCTIVE TESTING OF SHOTCRETE
Ing. et Ing. Lukáš Kopecký
ABSTRAKT
Stříkané betony jsou v současné době používány stále častěji zejména na menších stavbách v
pozemním stavitelství, kde je stříkaný beton aplikován ručním způsobem nástřiku. Kvalita takových
konstrukcí nebývá příliš často kontrolována a to především díky náročnosti provedení běžně
používaných destruktivních zkoušek. Pro popis kvality betonových konstrukcí lze však využít i
nedestruktivních zkušebních metod založených na rychlosti průchodu ultrazvukového impulsu
konstrukcí. Provedený experiment zaměřený na ověření vhodnosti jednotlivých metod ultrazvukového
prozvučování zkušební desky a jádrových vývrtů z ní vyrobených ukázal, že nejlepší shody výsledků
pro popis homogenity dosáhneme při použití metody nepřímého prozvučování zkušební desky a
přímého prozvučování jádrových vývrtů. Provedení ověření kvality stříkaného betonu pomocí přímého
či polopřímého ultrazvukového prozvučování je však v praxi obtížné a proto předložený článek
navrhuje řešení.
Klíčová slova: Stříkaný beton, kvalita betonu, pevnost v tlaku, rychlost šíření ultrazvukového impulzu
ABSTRACT
Sprayed concrete is recently used mainly for creating small structures in building construction, where
sprayed concrete is placed by manual spraying way. Quality of small constructions is not often
checked because of difficulties of making ordinarily used destructive tests. For description of concrete
construction quality is possible to use nondestructive testing based on velocity of ultrasound impulse
through structure. Experiment was based on checking of appropriateness of using ultrasound testing
measured on test slab and cores made from test slab. Experiment shows that the best results for
describing homogeneity were obtained by semi-direct ultrasonic testing and direct ultrasonic testing on
cores. Verification of the shotcrete quality using direct or semi - directultrasonic testing is difficult to
do in the reality and therefore this article proposes a solution.
Key words: Shotcrete, concrete quality, compressive strength, velocity of spreading, ultrasound
impuls
1
ÚVOD
S rozvojem použití stříkaných betonů nejen v podzemním stavitelství ale také v pozemním stavitelství
jsou na stříkané betony kladeny stále výší kvalitativní požadavky. Kvalita betonových konstrukcí je
kontrolována zejména u velkých staveb, při použití velkého objemu stříkaného betonu. U menších
staveb, kde je prováděn nástřik stříkaného betonu manuálně, je kvalita betonu kontrolována zřídka a to
zejména v důsledku nákladů na provádění kvalitativních zkoušek. Tyto zkoušky jsou nejčastěji
destruktivního charakteru a poškozují konstrukci, z níž jsou odebrány. Stále častěji se začíná využívat
nedestruktivního zkoušení betonových konstrukcí, které je pouze doplňováno menším množstvím
destruktivních zkoušek. Výsledky nedestruktivních zkoušek nejsou schopny plně nahradit vypovídající
hodnotu zkoušek destruktivních, ale umožňují výrazně snížit počet destruktivních zásahů do
76
2016 / 1
konstrukce. Jejich nenáročné provedení a nízké finanční náklady pak umožňují provedení zkoušek
kvality nástřiku i u malých staveb, kde by běžně kvalita nástřiku zkoušena nebyla.
2
PŘÍPRAVA EXPERIEMNTU
Důležitým faktorem vypovídajícím o kvalitě betonové konstrukce je především její pevnost a
stejnorodost (homogenita). Stejnorodost betonové konstrukce lze hodnotit na základě objemové
hmotnosti, pevnosti a rychlosti šíření ultrazvukových vln materiálem. Hodnoty objemové hmotnosti a
pevnosti pro hodnocení kvality betonové konstrukce lze stanovit pouze z výsledků provedených
destruktivních zkoušek. Popis kvality betonové konstrukce využívající výsledky zkoušky rychlosti
průchodu ultrazvukového impulzu je metodou nedestruktivní a proto mu v tomto článku bude
věnována největší pozornost.
Rychlost průchodu ultrazvukového impulzu byla stanovena na základě měření doby průchodu
ultrazvukových vln vzorkem pomocí přístroje Tico (firmy Proceq) se sondami 82 kHz. Pro stanovení
rychlosti průchodu ultrazvukového impulzu byly využity metody přímého a polopřímého
prozvučování zkušebního tělesa a metody přímého prozvučování jádrových vývrtů zkušebního tělesa.
2.1
Výroba zkušebních těles
Pro potřeby experimentu bylo zkušební těleso odebráno na stavbě, kde byl stříkaný beton aplikován
ručním způsobem suchou technologií nástřiku a tvořil krycí vrstvu pilotové stěny. Suchá směs
stříkaného betonu byla vyrobena v certifikované betonárně a voda byla do směsi přidávána v průběhu
nástřiku operátorem trysky. Složení betonové směsi stříkaného betonu popisuje Tab. 1.
třída betonu
CEM II 32,5 R kamenivo 0 – 4 mm popílek voda
300
1703
100
150
SB 15 (C12/15)
Tab. 1 Receptura v kg na 1m3 betonu
Odběr vzorků stříkaného betonu v in situ byl proveden do formy odpovídající požadavků normy ČSN
EN 14488-1 [1] o rozměrech 500x500x150mm. Zkušební těleso bylo ponecháno po dobu 28 dní na
stavbě, aby podmínky zrání betonové směsi odpovídaly podmínkám zrání betonu v reálné konstrukci.
Ze zkušební desky bylo odvrtáno 9 vývrtů tvaru válce o průměru 100mm a výšky 150mm (Obr. 1).
Podstavy vývrtů byly mechanicky zarovnány a byla výška upraveného vývrtu100mm. Následně bylo u
vývrtů provedeno měřením rychlosti průchodu ultrazvukového impulzu, kdy budič i přijímač byly
umístěny v ose jádrového vývrtu (Obr. 5).
Obr. 1 Rozmístění jádrových vývrtů [4]
77
3
3.1
2016 / 1
EXPERIMENT
Příprava měření
Po 28 dnech zrání bylo zkušební těleso převezeno do laboratoře. Pro měření doby průchodu
ultrazvukového impulzu zkušebním tělesem bylo nutné navrhnout rozmístění měřících bodů pro
sondy. Měřící body (Obr. 2) byly rozmístěny po obvodu vzorku tak, že první bod byl ve vzdálenosti
50 mm od kraje desky. Následně byly vyznačeny další body, jejichž osová vzdálenost byla 100 mm.
Tímto způsobem byly vyznačeny body v na sobě rovnoběžných stěnách (body 1, 2, 3, 4 a 5) a
totožným způsobem byly vyznačeny body na zbývajících dvou stěnách (body 1´, 2´, 3´, 4´ a 5´).
Po vyznačení bodů byla změřena jejich vzájemná vzdálenost.
Obr. 2 Rozměření měřících bodů[4]
3.2
Metoda přímého prozvučování zkušební desky
Při metodě přímého prozvučování byl měřen čas průchodu ultrazvukového impulzu mezi dvěma
rovnoběžnými bočními stěnami. Nejprve byl budič a přijímač měřící sondy umístěn do
protilehlých bodů - nejprve 1-1, následně 2-2, 3-3, 4-4, 5-5. U každého měření byl čas průchodu
ultrazvukového impulzu změřen 3x. Z naměřených hodnot byl stanoven aritmetický průměr.
Následně byl budič a přijímač umístěn v kolmém směru na původní měření a byl měřen čas
průchodu ultrazvukového impulzu mezi body 1´-1´, 2 – 2´, 3´- 3´, 4 - 4´ a 5´ - 5´. Uložení budiče a
přijímače je pro jednotlivé experimenty ukázáno na Obr. 3.
Obr. 3 Schéma přímého prozvučování [4]
3.3
Metoda polopřímého prozvučování zkušební desky
Při metodě polopřímého prozvučování byly rychlosti průchodu ultrazvukového impulsu stanoveny ve
dvou oblastech. Dělící osa jednotlivých oblastí byla vedena úhlopříčně zkušební deskou. Jednotlivé
oblasti jsou znázorněny na Obr. 4.
78
2016 / 1
Měření bylo nejprve provedeno v oblasti I., kdy byl budič umístěn v bodě 1 a přijímač v bodě 1´.
Následně byl přijímač postupně přemístěn do bodu 2´, 3´,´4,´ 5´. Budič byl po provedení první série
měření přemístěn do bodu 2 a následně byla provedena opět série měření mezi body 2 a body 1´, 2´,
3´, 4´, 5´. Budič byl stejným způsobem postupně přesunut z bodu 1 až do bodu 5. Celkem bylo
provedeno pět sérií po pěti měřeních. Každé měření bylo provedeno 3x a byl stanoven průměr každého
měření. Shodným způsobem bylo provedeno měření v oblasti II.
Obr. 4 Schéma polopřímého prozvučování [4]
3.3.1
Metoda přímého prozvučování jádrových vývrtů
Pro doplnění informace o ověření vhodnosti metod přímého a polopřímého prozvučování byl
experiment doplněn o měření doby průchodu ultrazvukového impulsu jádrovými vývrty. Na jádrových
vývrtech tvaru válce byl budič a přijímač umístěn vždy v ose jádrového vývrtu Obr. 5.
Obr. 5 Schéma přímého prozvučování jádrových vývrtů (B-budič, S-snímač)
3.3.2
Zkouška pevnosti v dostředném tlaku
Jako doplňková zkouška ke zkoušce rychlosti šíření ultrazvukového impulzu na jádrových vývrtech
byla zvolena zkouška pevnosti v dostředném tlaku dle normy ČSN EN 12390-3[2]. Účelem zkoušky
bylo porovnat spojitost hodnot rychlosti šíření ultrazvukového impulzu s hodnotami pevnosti betonu
v tlaku na jádrových vývrtech. Pevnost byla zkoušena na hydraulickém lise EDT 1600, s rychlostí
zatěžování 0,6 MPa/s ± 0,2 MPa/s .
4
4.1
VYHODNOCENÍ EXPERIMENTU
Porovnání rychlosti šíření ultrazvuku
Ze změřených časů průchodu ultrazvukového impulzu zkušebními tělesy po známé dráze (vzdálenost
budiče a přijímače) byla stanovena rychlost šíření ultrazvukového impulzu. Rychlost šíření
79
2016 / 1
ultrazvukového impulzu byla vypočtena z naměřených hodnot dle normového vztahu dle ČSN 73 13
71 [3]:
[ .
=
]
L – vzdálenost mezi budičem a přijímačem [mm]
T – čas, který uplyne při průběhu impulsu měřící základnou [µs]
Vypočítané rychlosti byly znázorněny pomocí povrchových grafů, kde jsou pomocí izolinií viditelná
jednotlivá pásma se stejnotou rychlostí průchodu ultrazvukových vln
4.1.1
Přímé prozvučování zkušební desky
Z vypočtených průměrných výsledků rychlosti šíření ultrazvukového impulzu metodou přímého
prozvučování je zřejmé, že zkušební deska je stejnorodá ve všech částech. Ve střední části byla
rychlost ultrazvuku v jednom z měřených směrů vyšší, což se ale neprojevilo při měření provedeném
ve směru kolmém na směr prvního měření. Lze tedy konstatovat, že na základě metody přímého
prozvučování se deska jeví jako stejnorodá.
1
2
3
4
5
1
1´
2
2´
3
3´ 3900-4000
4
4´
5
5´
[m.s-1]
3900-4000
3800-3900
1
2
3
4
3800-3900
5
Obr. 6 Přímé prozvučování zkušební desky[4]
4.1.2
Polopřímé prozvučování zkušební desky
Z průměrných rychlostí šíření ultrazvuku zjištěných metodou polopřímého prozvučování je naopak
zřejmá různorodost zkušební desky. Při porovnání grafů v obrázku 6 je zřejmé, že oba grafy jsou
téměř totožné, pouze osově obrácené. Nepřímá metoda měření nám poskytuje přesnější popis zkušební
desky, což je také dáno tím, že je v diagonálním směru provedeno více měření (více kombinací bodů
jednotlivých měřících bodů.
80
2016 / 1
1
1´
2
3
4
5
1´
2´
2´
3900-4000
3900-4000
3´
3´
3800-3900
3700-3800
3700-3800
4´
4´
3600-3700
3600-3700
5´
1
2
3
4
3800-3900
5´
5
Obr. 7 Polopřímé prozvučování zkušební desky[4]
4.1.3
Přímé prozvučování a stanovení pevnosti v tlaku jádrových vývrtů
Stanovené rychlosti šíření ultrazvukového impulzu jednotlivými jádrovými vývrty jsou znázorněny
v prostorovém grafu na Obr. V. Při porovnání grafů na Obr. 7 a 8 se lze domnívat, že metoda přímého
prozvučování jádrových vývrtů a metoda polopřímého prozvučování celé zkušební desky vykazuje
obdobné výsledky.
Při porovnání jádrových vývrtů, u kterých byla vypočtena vyšší rychlost šíření ultrazvuku s vývrty, u
kterých byla vypočtena vyšší pevnost v tlaku, dojdeme k závěru, že rozložení vyšších rychlostí šíření
ultrazvuku nekoreluje s rozložením vyšších pevností betonu v tlaku. Lze tedy konstatovat, že u
provedených měření nebyla nalezena souvislost mezi rychlostí šíření ultrazvukového impulzu a
pevností v tlaku.
1
2
3
1
2
8
9
7
6
4
3
1
5
1´
[m.s-1]
2´
4
5
3900-4000
3800-3900
3´
4´
3700-3800
2
1
8
3600-3700
7
5´
3
2
9
6
4
5
3
4
1´
2´
[MPa]
3´
45-50
40-45
4´
5
50-55
35-40
5´
Obr. 8 Rychlost šíření ultrazvuku při přímém prozvučování a pevnost v tlaku na jádrových vývrtech[4]
5
ZÁVĚR:
Z výsledků experimentu lze usuzovat, že pravděpodobně nejvhodnější metodou pro stanovení
homogenity betonových konstrukcí pomocí rychlosti šíření ultrazvukového impulzu zkušebním
tělesem je metoda polopřímého prozvučování. Toto konstatování potvrzují i výsledky zkoušek
provedených na jádrových vývrtech, které téměř přesně korelují s hodnotami naměřenými u
deskového zkušebního tělesa. Na reálné konstrukci je však provedení metody měření polopřímým
81
2016 / 1
prozvučováním značně obtížné, neboť je většinou konstrukce přístupná pouze z jedné strany.
Provedení jádrových vývrtů je zase poměrně nákladné a dochází při něm k poškození konstrukce. Jako
vhodná alternativa měření se nabízí metoda měření rychlosti ultrazvuku, při které je snímač a budič
přikládány podle zvoleného rastru na přístupný povrch konstrukce. Tato metoda však vyžaduje velké
množství měření. Jako vhodné se pak jeví využití přístrojů, které umožňují nepřímé prozvučování
přiložením soustavy sond na povrch konstrukce. Tyto sondy umožňují měření i při přístupu
konstrukce pouze z jedné strany, kdy dochází ke zpětnému odražení ultrazvukového vlnění od
vnitřního líce konstrukce zpět do přijímače. Příkladem takového přístroje může být výrobek od
firmy Proceq Pundit PL-200PE se sondou 50 Hz a pulzním převodníkem, který umožňuje
zjišťování tloušťky konstrukce, detekci a lokalizaci vad a plošné skenování konstrukce v reálném
čase.
Z výsledků provedených experimentů rovněž vyplývá, že není možné prokázat přímou závislost
rychlosti šíření ultrazvuku a pevností v tlaku. Pro ověření možné závislosti by však bylo potřeba
provést měření na více zkušebních tělesech.
[1]
ČSN EN 14488-1Zrušení stříkaného betonu - Část 1: Odběr vzorku čerstvého a ztvrdlého
betonu, ČNI 2006
[2]
ČSN EN 12390-3 Zkoušení ztvrdlého betonu - Část 3: Pevnost v tlaku zkušebních těles,
ÚNMZ, Praha 2009
[3]
ČSN 73 13 71 Nedestruktivní zkoušení betonu - Ultrazvuková impulzová metoda
zkoušení betonu, ÚNMZ, Praha 2011
[4]
KOPECKÝ, Lukáš. Hodnocení kvality provedení ručně stříkaného betonu. Brno, 2016.
Disertační práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební. Vedoucí práce Doc. Ing.
Karel Dočkal,.CSc.
82
2016 / 1
VERIFICATION OF SELECTION METHODOLOGY FOR ETICS
REMEDIATION MEASURES
Ing. Marek Petro, Ph.D; Doc. Ing. Naďa Antošová, Ph.D.
ABSTRACT
Technology for ETICS repair information are unsystematic, they are narrowed down to remediation of
cracks plaster, and also solutions aesthetic character shortcomings or mechanical damage. The method
of choosing remediation ETICS failure is usually based on a subjective decision. The research was
mapping criteria according to which there is a choice of remediation measures and surveys their
importance. When choosing remediation, results were used from previous analysis of available
technologies and databases remediation measures. In the experiment was verified methodology of
selection based on preferred criteria, expressing the impact of remediation methods on the life of
ETICS. In the conclusions are set out shortcomings-stage decision-making process and the reasons for
the application of multicriteria decision model.
Key words: ETICS, repair,
1
INTRODUCTION
The term and form of construction remediation relate mainly with their technical condition and the
actual remaining durability. Remedial measures should be planned so that the construction would
preserve required rate reliability at minimum costs for maintenance, repair or reconstruction. In
practice, most of the technological solutions on the ETICS remediation are beginning to plan at a time
when the failures are identified on the construction. In fact, the cost of secondary repair solution,
protection of constructions implemented before the development of construction and implementation
failures are a fraction of the total costs invested for the reconstruction or renovation of the work [1].
The same principle approach to the issue also covers the construction of thermal insulation composite
systems. The current view of solution the ETICS shortcomings is narrowed to the area of identification
failures, finding the causes of failures and the subsequent learning from mistakes which consists in
adjusting the normative principles (adjusting the policy design, the technological rules, adjusting the
principles of implementation, maintenance ...). Information about repair technologies are
unsystematic, narrowed down to cracks remediation of the final layer, to address shortcomings of
aesthetic character, or lack of mechanical damage. Even if there is occurrence of any repair technology
of ETICS failures, the manner of their selection is usually based on a subjective decision more or less
erudite owner or building manager.
2
METHODOLOGY OF WORK
The basic hypothesis of this work is the selection of appropriate remediation technologies for specific
ETICS problem on a number of factors, i.e. based on the criteria and conditions for implementation.
The linkage exists among particular criteria and we assume their reflection in the result. However, they
often act against each other, they are mutually exclusive, or where appropriate, cumulative. The goal
of efficient design is achieving the acceptable consistency. Each of the criteria requires deeper
analysis, comprehensible expression of the content with the possibility to respond on meet criteria, and
express the importance of criteria - to determine the degree of preference and achieve an objective or
an acceptable compliance. The entry conditions for a proposal on the issue of the use of possible
remediation technologies are defined in the database of remediation intervention. The entry conditions
depend on the extent of damage, the actual thermo-technological properties of the failure type, and the
possibility of achieving the quality of implementation, comply with the climatic conditions during the
repair implementation, security options or lifetime extension, achievement of the required or improved
83
2016 / 1
thermo-technological properties. The general principle: the wider range conditions will suit the
proposal of remediation measure, the greater functionality will be guaranteed.
CRITERIA
THE ENTRY CONDITIONS
A. Physical
1. Marginal conditions
Propos
B. Technological
2. Materials database
3. Technologies
C. Economic
Fig.no.1: Statement of the linkages between criteria and entry conditions of the selection [Author]
Excessive favouritism of one group of criteria or suppression of other group generally results in the
distorted information, i.e. inappropriate, uneconomical and incorrect choice. The research work
therefore consisted in criteria survey, according to which there is a choice of remediation measures
and in the importance survey, which is given to an individual criteria. The decision-making process for
selecting the repair technology includes a number of factors (not in order of importance):
§ Intervention price
§ Labour intensive repairs, remediation,
§ Fulfil the functional requirements of ETICS with the identified failure,
§ Extent of the failure,
§ ETICS age,
§ Lifetime of remediation intervention,
§ Economic efficiency and more...
In principle, each factor is the expression of physical properties set of ETICS, technological conditions
and restrictions set at implementation of remediation measures that stand in opposition to the
economic aspect. Economic point of view can be expressed by the lifetime of carried out intervention
or by extension of the age ETICS after the remediation measures [5]. In cases where a subjective
decision depends on several criteria, methods of multi-criteria evaluation are most frequently used in
technical sciences, which are, for example, paired comparison of the importance of individual criteria
[4].
In the long term research of preferences of the individual criteria importance that were reflected by the
owners or managers of buildings with ETICS construction, the importance of each criterion emerged
according to the following table (according to specification criteria [5]):
Name of criterion
Importance
[%]
Mechanical resistance and stability of ETICS
19.44
Thermo-technical requirements
19.44
Volume change
9.72
Labour intensity of remediation intervention
8.33
Conditions of implementation
5.56
Compliance with the original construction and
1.39
84
2016 / 1
remediation intervention
Lifetime of technology intervention,
18.06
The cost of further maintenance
2.78
Age and lifetime of ETICS
15.28
Scheme no.1: Output from the applied research of importance preferences of the criteria for the selection
of remediation technologies [5].
It follows from the above such a method of selection of remediation measures, which prefers technical
indicators of ETICS obtained after intervention and further durability of the building construction.
Fig.no.2: Scheme for the selection of remediation measure [Author]
Analyzed and summarized technologies were used in determining the impact of technology choice on
the lifetime of ETICS, suitable for solving the most frequently occurring failures by [3, 6, 8]. The
selection was made from a repair and remediation measures database of ETICS according to [5],
which can be used for several types of failures, whether in the basic alternative I (conservative), or
alternative II (radical).
3
EXPERIMENT
Reflection of experiment work consisted in verification methodology that allows decision making in
the planning process and operational solution to insulation system failures. The criteria are economic
indicators expressed in price for each appropriate remediation intervention and possibility to keep or
extend the lifetime of existing insulation construction.
3.1 Input data
Selected object for the implementation of the verification selection methodology had applied the
construction of additional thermal insulation without further specification. For comparison with the
85
2016 / 1
standard requirements of the findings it shows that the object of construction insulation lagging behind
in strata according to [10], [11] the following extent:
•
Separation of final adjusting from reinforcing layer (formation of air bubbles in 35% of
the total area).
Surface cracks in the shape of a Y.
Continuous cracks copying the position of insulation plates.
Pillow effect.
•
•
•
Probes into strata were conducted for the specification of the materials and technologies, and they
showed used material and the method of implementation as follows:
•
•
•
The base under insulation construction consists of brickwork with cavities.
Insulation material consists of polystyrene in the thickness of 60 mm.
Anchoring of insulators with the number of anchors 2 per one square meter at an object
height of nine meters.
Bonding of insulating plates on targets, when connecting insulation surface with base
constitute less than min. 40% of the surface.
The absence of diagonal grids in the corners of window openings
Locally detected insufficient anchorage length of anchors in the base
Incorrect way of reinforcing layer implementation in which the reinforcing grid was not
covered with mortar on both sides.
•
•
•
•
Insulation age was 20 years, whilst the basic ETICS durability is 30 to 35 years according to [12]. The
detection range of anomalies was after detailed diagnostics 30-50% of the total area of the facade.
Functional and thermo-technical criteria of ETICS construction did not meet the present requirement
for thermal insulation [11].
3.2 Decision-making process
The basic expectation of remediation measure is a balance of the investments made to the lifetime of
the intervention. Proposal of variant remediation measures resulting from research and diagnosis is as
follows:
I.
II.
III.
Total remediation - reconstruction of the building construction,
Additional insulation construction, “re-insulation" of already existing ETICS renovation of existing ETICS construction,
New reinforcing layer - the repair of ETICS construction.
Alternative technologies enter into the decision-making process, and they are considered to meet the
required technical criteria for insulation and also the feasibility in the given conditions (reconstruction,
restoration, and repair).
3.3 Impact of remediation methods on the lifetime of the ETICS
Any technical intervention into the building structure has own economic dimension, which can be
represented by the costs and causes prolonged physical lifetime of the construction [7]. Knowing the
cost of remedial measure (No), knowledge of first cost of building construction (C), residential value
of construction (H) and basic residential value of construction (Tz) extending of lifetime can be
determined (ΔT) as follows [7].:
=
∗
86
/
[year]
(1) [7]
2016 / 1
Conditions of correct results of expressed residential life are a reflection of the cost of repairs at the
same price level as the cost of acquisition.
Fig. no.3: Relationship of remediation interventions for extending the lifetime of the construction [7]
Relationship No.1 [7] has been used for reflecting the impact of the remediation method selection for
the lifetime of the building structure, and shows the impact on the investments involved in building or
construction on the overall lifetime of the building and its extension. Costs (No) in this case are an
estimate of the cost of implementation of alternative remediation measures. The costs expressed taking
into account economic criteria for the selection of remediation measures. Basic durability is
considerate into the calculation, taking into account the actual technical condition of the lower level
interval according to [14], which corresponds to 30 years.
Alternative technologies
Total labour
content
[Nh/m2]
1.993
Price
[€/1m2] excluding VAT
I.
Total remediation - (reconstruction)
43.41
II.
“Re-insulation” (renovation)
1.640
37.26
III.
New reinforcing layer (repair)
1.229
25.60
Scheme no.2: Economic indicators of alternatives solutions for insulation failures (Author)
The difference of the cost between the alternative I. and alternative II. is minimal. Alternative I
becomes the new construction, from which is expected to achieve the status of the current
characteristics and requirements. However, taking into consideration the age of representative building
(50 years) and its basic lifetime (80 years), extend the lifetime of ETICS construction can be
considered with taking into account the end of lifetime of the whole building. Reflecting the impact of
the funds in the overall costs of the national team Repair surfaces to extend the life of insulation is
processed according to [7] and shown in the following graph:
87
2016 / 1
Fig. no.4: Diagram of the impact of remediation methods to extend the lifetime of the ETICS
construction. Prepared by [7]. Legend: red: var. I., blue: var.II., green: var. III.
From the consideration that the overall structure is a representative age 50 and the primary life is 80
years, the life extension of the graph bounded by a maximum value of the whole life of the building.
Lifetime extension when using different technologies depict below scoreboard:
I.
II.
III.
Lifetime of thermal insulation
Estimated basic Lifetime extension
Alternative technologies
lifetime [year]
by remediation
[year]
Total
remediation
30
30
(reconstruction)
“Re-insulation” (renovation)
30
30
New reinforcing layer (repair)
30
20.5
Scheme no.3: Evaluation of alternatives solutions of insulation failures in term of lifetime extension (the
author)
4
CONCLUSIONS AND DISCUSSION
From the experiment we could assume that the selection process carried out on the base of majority
position of preferred criteria delivers clear result and simple model for selection. The first two options
do not show differences when assessing the impact of selection of remediation technologies on the
ETICS lifetime. This condition is caused by a negligible difference of funds allocated for remediation
measures as well as boundary conditions, which are given by the total remaining lifetime of the
building. Last alternative with the shortest lifetime requires the lowest cost and given the overall age
of the building, it is not appropriate to exclude this alternative from selection. The first two
alternatives with the final effect are getting closer to the requirements for the energy performance of
buildings required to 2020. It is also necessary to point out the risks of implementation arising from
the stress of existing base construction by new anchorage or additional anchoring. Details solutions of
overlapping construction by roof cladding, tinsmith elements, shifting the window openings into the
inside lining, and thus change the course of isolines in these critical details. Other risks arise with the
lack of empirical observations and proof of lifetime of remediation measures alternatives no. II and III.
The lifetime extension expressed in terms of financial cost is then at the level of theoretical
assumptions.
Based on experimental observations of impact selection of remediation measures on ETICS durability
it is clear that the one-stage decision-making model by preferred criteria cannot be considered as final
and effective process. The basic hypothesis of multi-criteria decision-making requirement was
confirmed, i.e. in the decision-making process should be taken into account additional physical,
88
2016 / 1
technical and technological criteria and entry boundary conditions, despite the fact that the survey was
evaluated as the criteria with the minimal importance.
LITERATÚRA:
[1]
ANTOŠOVÁ, N: Životnosť a údržba zateplenia obvodového plášťa. Vedeckoodborná
konferencia. ISBN 978-80-232-0301-1,Realizácia a ekonomika stavieb. Október 2009
Trenčianske Teplice.
[2]
BILČÍK, J. – DOHNÁLEK, J.: Sanace betonových konstrukcí, Bratislava 2003, str.
23,Vydavateľstvo Jaga group, v.o.s., ISBN 80-88905-24-9
[3]
GREGUŠ, M.: Technologické riziká pri realizácií kontaktných zateplovacích systémov,
Bratislava 2010
[4]
MLYNAROVIČ, V. – HOZLÁR, E.: Viackriteriálne rozhodovanie, Ekonomická univerzita
v Bratislave, 1993
[5]
PETRO, M.: Kontaktné zatepľovacie systémy (ETICS) – Poruchy a ich odstránenie,
Vydavateľstvo Tribun EU 2013, ISBN: 978-80-263-0539-2
[6]
SLOBODA, P.: Nejčastejší nedostatky při provádení vnějších tepelně izolačních kontaktních
systému (ETICS) a jejich následné poruchy. S-Therma Olomouc, 01/2007
[7]
SOMOROVÁ, V. a kol.: Optimalizácia nákladov spravovania stavebných objektov metódou
facility managementu, Bratislava 2007, str. 123, Vydavateľstvo STU Bratislava, ISBN 978-80227-2782-2
[8]
WITZANY, J. - ČEJKA, T. - PAŠEK, J. - ZIGLER, R., Průzkum vad a poruch povrchové
úpravy kontaktního zateplovacího systému na vybraných panelových objektech, In: Setkání
kateder a ústavů pozemního stavitelství ČR a SR. Praha: Fakulta stavební ČVUT v Praze, 2005,
s. 1-8.
[9]
STN 73 2901: Zhotovovanie vonkajších tepelnoizolačných kontaktných systémov (ETICS),
SUTN, Bratislava 2008
[10] STN 73 2902: Vonkajšie tepelnoizolačné kontaktné systémy (ETICS). Navrhovanie
a zhotovovanie mechanického pripevnenia na spojenie s podkladom.
[11] STN 73 0540 1-4: Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. 2002
[12] ETAG 004: Vonkajšie zložené tepelnoizolačné systémy s omietkou (ETICS), Európska
organizácia pre technické osvedčovanie, 2004
89
2016 / 1
DOPAD REALIZÁCIE BETÓNOVEJ KONŠTRUKCIE NA
ŽIVOTNÉ PROSTREDIE
THE IMPACT OF THE IMPLEMENTATION OF THE CONCRETE STRUCTURE ON THE
ENVIRONMENT
Ing. Katarína Prokopčáková, PhD.; Ing. Miriam Ledererová, Ph.D.
ABSTRAKT
Životné prostredie sa stáva významným rozvojovým potenciálom krajiny a snahou je minimalizovať negatívne
vplyvy pôsobiace na jeho kvalitu. Požiadavky zabezpečenia ochrany životného prostredia sú čoraz náročnejšie
na kvalitatívne vlastnosti stavebných materiálov, stavebných strojov a pod., z tohto dôvodu výber vstupných
prvkov pre stavebnú výrobu musí vychádzať z konfrontácie súčasného stavu s požiadavkami zabezpečovania
maximálnej efektívnosti stavebných výrobných procesov pri minimalizovaní negatívnych vplyvov na životné
prostredie.
Kľúčové slová: životné prostredie, betonáž, stavebné stroje
ABSTRACT
Environment is becoming a significant development potential of a country and the effort dwells in minimizing
the negative impacts affecting its quality. Requirements of securing the environmental protection are more
demanding when it comes to qualitative properties of construction materials, building machines, technological
building processes, etc. Due to this it is necessary to derive from the confrontation of the current status with
requirements of securing maximum effectiveness of the building production process at minimizing negative
impacts on the environment.
Key words: environment, concreting, building machines
1
ÚVOD
Životné prostredie je komplexný mnohozložkový systém vytvorený a určený fyzikálnym, chemickým
a biologickým prostredím a sociálnym prostredím, v ktorom človek žije a realizuje svoje biologické,
materiálne, sociálne i kultúrne potreby. Vytváranie a ochrana životného prostredia je podmienená
spoločenským zriadením, rozsahom ekonomickej aktivity a kultúrnou úrovňou obyvateľstva určitej
krajiny. Tieto skutočnosti ovplyvňujú technickú a technologickú úroveň materiálnej produkcie,
funkčné využitie priestoru pre bývanie, zamestnanie a urbanizáciu krajiny a kvalitu života spoločnosti
i jedinca. Nerovnomerný a diferencovaný vývoj v jednotlivých častiach sveta a neregulovateľné
exponenciálne zvyšovanie výroby spôsobuje určité problémy, ktoré však nemožno riešiť tkz. nulovým
rastom, pretože nemožno zastaviť vedecko-technický pokrok, a tým ani rozmach ekonomiky vo svete.
Industrializácia, ekonomický aj vedecko-technický rozvoj zapríčinili zvýšenie znečistenia prostredia.
Stavebníctvo je súčasť životného cyklu a žiaľ v rámci výstavby jednotlivých stavieb vplýva
nepriaznivo na životné prostredie. Preto je potrebné navrhnúť dôležité opatrenia na zníženie
negatívnych dopadov na životné prostredie pôsobením výstavby. Účelom tohto príspevku je poukázať
na vplyv realizácie stavebného procesu na životné prostredie, poukázať na alternatívne riešenie
betonáže betónovej konštrukcie v súvislosti s otázkami ochrany životného prostredia a eliminovať
negatívne dopady realizácie procesu na životné prostredie.
90
2
2016 / 1
STAVEBNÝ PROCES - BETONÁŽ
Betonárske procesy predstavujú celý rad činností a operácií, ktorých výsledkom je betónová
konštrukcia. Táto konštrukcia musí zodpovedať kvalitatívnym požiadavkám na konštrukciu i na
stavbu ako celok a zároveň cieľom je i dosiahnutie maximálnej elektívnosti realizácie. Táto
efektívnosť zjednodušene spočíva v úsilí o dosiahnutie maximálnych výsledkov s vynaložením
minimálneho množstva spoločensky nutnej práce. Potom konečným cieľom nie je len akési technické
riešenie s akými si hospodárskymi účinkami, ale konkrétne optimálne riešenie s najlepšími
technickými výsledkami, ktoré z cieľov vyplývajú, s priaznivými pracovnými podmienkami,
minimalizácia dopadov na prostredie a s najvyšším dosažiteľným hospodárskym efektom. Samotný
betonársky proces predstavuje čiastkové procesy ako :
•
výroba betónu,
•
doprava betónu – primárna, sekundárna,
•
spracovanie betónu – ukladanie (betonáž), zhutňovanie, ošetrovanie,
•
kontrola kvality
2.1 Betonáž stavebnej konštrukcie a životné prostredie
Kvalita ŽP sa stáva jedným z významných faktorov úspešnosti firiem, pričom zavádzanie systému
environmentálneho manažérstva je procesom zvyšujúcim environmentálne správanie sa firiem. Norma
ČSN EN ISO 14001:2005 Systém environmentálneho managementu okrem iného vymedzuje pojmy
environmentálny aspekt a environmentálny dopad [1].
Environmentálny aspekt (EA) je prvok činností, výrobkov alebo služieb, ktorý môže ovplyvniť ŽP.
Je to činnosť, ktorú možno ovplyvniť. Environmentálny vplyv (EV) je akákoľvek zmena v ŽP, či už
priaznivá alebo nepriaznivá, ktorá je spôsobená činnosťou, výrobkami alebo službami organizácie.
Táto zmena čiastočne alebo úplne vyplýva z environmentálnych aspektov organizácie. Organizácia
musí vytvoriť a udržiavať postupy na identifikáciu environmentálnych aspektov svojich činností,
výrobkov alebo služieb, ktoré môže operatívne riadiť a pri ktorých možno predpokladať, že ich
ovplyvňuje, aby určila aspekty, ktoré majú alebo môžu mať významné vplyvy na ŽP [3]. A to platí aj
pri betonárskych procesoch – realizácií betónových konštrukcií.
Medzi kľúčové prvky životného prostredia, ktoré berieme do úvahy patria:
•
voda,
•
ovzdušie,
•
odpady,
•
hluk a vibrácie,
•
pôda a zeleň.
Technológie realizácie betónovej konštrukcie sú rôzne a pre voľbu existuje množstvo kritérií
a rozhodnutí, avšak pre porovnanie dopadov na životné prostredie sa vychádza z týchto možností
nasadenia mechanizácie a spôsobu realizácie :
1.
Betonáž pomocou vežového žeriava s bádiou
2.
Betonáž pomocou mobilného betónového čerpadla
3.
Betonáž pomocou kombinácie mobilného betónového čerpadla spolu s vežovým
žeriavom a bádiou.
Postupy realizácie sú riešené pre konkrétne vyhotovenie betónovej konštrukcie – stropná konštrukcia,
ale uvedené poznatky možno zovšeobecniť pri dodržaní technologických postupov v konkrétnych
podmienkach výstavby.
91
2.1.1
2016 / 1
Realizácia betonáže pomocou vežového žeriava s bádiou
V rámci sekundárnej dopravy ide o vežový žeriav. Medzi jeho najväčšie nevýhody patrí jeho
hlučnosť, čo už môže spôsobiť pri dlhodobom pôsobení nepriaznivé následky u človeka, a taktiež to
nepriaznivo pôsobí na okolitú prírodu a krajinu. Medzi ďalšie jeho nevýhody patrí čiastočne to, že
musí byť napojený na prívod elektrickej energie. Preto je potrebné vykopať ryhy pre elektrickú
prípojku, pričom môže dôjsť k narušeniu pôdy – prírody a krajiny, prípadne živočíšnych hniezd.
Ďalšou nevýhodou je, že vežový žeriav musí byť na stavenisko dovezený. Na jeho prevoz sa používajú
nákladné automobily a na jeho montáž a demontáž mobilné autožeriavy. Tieto prostriedky vytvárajú
emisie, čím môžu znečistiť ovzdušie. A taktiež ich nesprávnou údržbou môže dôjsť k úniku
pohonných látok. Pri premiestňovaní bádie sa použije vežový žeriav, ktorého vplyvy na životné
prostrediu sú vyššie spomenuté. Samotná bádia avšak taktiež vplýva na ŽP, a to tým, že pre bádiu je
potrebné vytvoriť odstavnú plochu, ktorá bude spevnená, a preto dochádza k väčšiemu zabratiu
staveniska. Ďalším negatívnym dopadom je to, že po použití bádie je potrebné zabezpečiť jej očistenie,
aby nedošlo k zatuhnutiu čerstvého betónu na jej vnútornej strane, čím vzniká odpad vo forme betónu.
Pri umývaní sa totiž môžu dostať zvyšky betónu do pôdy, či podzemnej vody, prípadne priamo do
kanalizácie bez očistenia. Takisto je nutné vytvoriť vodovodnú, kanalizačnú prípojku a ORL, ktorá sa
však stane neskôr súčasťou staveniska.
2.1.2
Realizácia betonáže pomocou mobilného betónového čerpadla
Najväčší negatívny vplyv má samotné mobilné betónové čerpadlo, ktoré pôsobí nepriaznivo na pôdu
a podzemnú vodu. A to tým, že pri nesprávnej údržbe a nekontrolovaní vozidla, môže byť čiastočne
poškodené, a tým z neho môžu unikať pohonné látky a oleje, ktoré sa následne vsakujú do podložia.
Najmä v prípade tomto, keďže betónové čerpadlo je po určitú dobu betonáže umiestnené na odstavnej
ploche. V zmysle hlučnosti, betónové čerpadlo vytvára hlučnosť ako pri prejazde i pri samotnom
čerpaní. Jeho hladina hluku sa pohybuje vo výške približne 85 dB. Výškou hladiny hluku sa ohrozuje
zdravie pracovníkov. V tomto prípade dochádza aj ku znečisťovaniu ovzdušia, teda k vzniku
prašnosti, ktorá sa vytvára prejazdom mobilného betónového čerpadla. Pri výjazde musí byť čerpadlo
očistené z dôvodu nevynášania zvyškov nečistôt na verejnú komunikáciu. Samotné betónové čerpadlo
nepriaznivo vplýva aj na prírodu a krajinu, a to tým, že je nutné vytvorenie odstavnej plochy, ktorej
realizácia môže v určitom zmysle taktiež pôsobiť negatívne na životné prostredie. A to najmä tým, že
v prípade nedostatočnej plochy, je potrebné zaistiť plochu pre jeho odstavenie a bezproblémové
otáčanie. Preto môže vzniknúť situácia, pri ktorej bude potrebné vykonať výrub krovín, či stromov a je
potrebný väčší záber staveniska. Ďalej to môže byť znečistenie vôd a pôdy pri potrebe umývania
potrubia čerpadla. A takisto dochádza i k väčšiemu znečisteniu mobilného betónového čerpadla od
čerstvého betónu, je nutné ho očistiť, umyť, pričom sa musí vybudovať vodovodná a kanalizačná
prípojka a ORL, čím vzniká odpad vo forme čiastočiek betónu.
2.1.3
Realizácia betonáže pomocou kombinácie mobilného betónového čerpadla spolu s vežovým
žeriavom s bádiou
V danom spôsobe realizácie stavebného procesu sú spojené všetky vplyvy na životné prostredie, ktoré
vznikli v predchadzajúcich spôsoboch realizácie. Ide o ich kombináciu. Pri všetkých alternatívach
pôsobia na životné prostredie aj autodomiešavače. Avšak ich údržbu a kontrolu má zabezpečovať ich
poskytovateľ, dodávateľ. Preto jednotlivé dopady v rámci autodomiešavačov sa zohľadňujú len
v menšej miere, nakoľko autodomiešavače nie sú odstavené na stavenisku. Medzi faktory, ktoré
spôsobujú negatívne dopady, považujem najmä znečisťovanie ovzdušia, a teda emisie, ktoré
92
2016 / 1
autodomiešavače produkujú. Ďalej je to prašnosť pri pojazde po staveniskovej komunikácií,
vynášanie nečistôt na verejnú komunikáciu a možný únik pohonných hmôt.
Tab. 1 Zhodnotenie dopadov na životné prostredie [2]
Na základe celkového zhrnutia, znázorneného pomocou tabuľky, je možno konštatovať, že najväčší
negatívny vplyv na samotné aspekty životného prostredia majú najmä stavebné stroje. V danom
prípade ide o mobilné betónové čerpadlo, ktoré svojou činnosťou vplýva nepriaznivo na všetky
aspekty životného prostredia. Betonáž pomocou vežového žeriava s bádiou, kde sa nevyskytuje
betónové čerpadlo z hľadiska dopadov na ŽP je najmenej zaťažujúca, avšak táto metóda nemusí byť
najvhodnejšia z ostatných hľadísk, ako časové, či ekonomického.
2.2 Návrh opatrení na zníženie dopadov na životné prostredie.
Návrh opatrení je zameraný predovšetkým na opatrenia týkajúcich sa :
•
zabezpečenie pracovníkov,
•
zabezpečenie stavebných mechanizmov.
Konkrétne opatrenia pre konkrétny proces potom predstavujú:
• Pri manipulácií s vežovým žeriavom vzniká hlučnosť, ktorá ohrozuje okolité prostredie. Pri
dlhodobom pôsobení stavebných strojov so zvýšenou hlučnosťou je potrebné používať ochranné
slúchadlá.
• Samotný vežový žeriav je potrebné pravidelne kontrolovať a zabezpečovať jeho údržbu.
• Realizácia elektrickej prípojky pre vežový žeriav sa musí realizovať podľa príslušných výkresov,
aby nedošlo k poškodeniu okolitej pôdy, prírody.
• Pri čistení bádie sa musí zabrániť úniku zvyškov betónu do pôdy, kanalizácie, podzemnej vody,
a to tým, že čistenie bude prebiehať na vyhradenom mieste. Najprv sa bádia ručne očistí od
zvyškov betónu, pričom sa zvyšky betónu vložia do príslušného kontajnera. V prípade zaschnutia
betónu sa použije prípravok ANTI CEM na odstránenie zaschnutého betónu. Potom sa bádia očistí
93
2016 / 1
mokrým spôsobom od zvyšných častí betónu a mazív, použitých na správny chod bádie
prostredníctvom ORL. Ten sa ponechá po dokončení stavby aj pre bežnú prevádzku parkoviska.
• Pri betonáže pomocou betónového čerpadla, je najdôležitejšie udržiavať betónové čerpadlo
v dobrom technickom stavbe. Preto musí byť v pravidelnej perióde kontrolované, musí mať platnú
STK a EK- zabezpečí sa uvoľňovaniu emisií do ovzdušia, k úniku pohonných hmôt do pôdy
a k nadmernému hluku.
• oplotenie staveniska a kropenie staveniskovej komunikácie zabraňuje zvýšeniu prašnosti pri
pohybe strojov po stavenisku . Taktiež pri výjazde môže dochádzať k vynášaniu nečistôt na verejnú
komunikáciu, a tak sa musí betónové čerpadlo očistiť, v danom prípade suchým ručným spôsobom,
oškrabávaním.
3
ZÁVER
Negatívne ovplyvňovanie životného prostredia je v ostatnom štvrťstoročí také výrazné a ekologická
rovnováha sa narušuje do takej miery, že príroda nebude schopná bez vedeckej regulácie zabezpečiť
základné podmienky pre zdravý rozvoj človeka na Zemi. Tieto zásahy človeka do životného prostredia
prestali mať len miestny a regionálny charakter, ale majú celosvetový /globálny/ účinok [4].
Stavebná výroba nesporne patrí k činiteľom, ktoré negatívne ovplyvňujú životné prostredie a našou
úlohou je minimálne zaoberať sa otázkou eliminácie dopadov stavebnej výroby na životné prostredie.
Uvedený článok je príspevkom k riešeniu problematika ochrany životného prostredia a záverom je
nutné konštatovať, že pri realizácií stavebných procesov, nie vždy je zostávať pri otázke efektívnosti.
Za určitých podmienok môžu byť na prvom mieste aj iné hľadiská, ktoré musíme brať do úvahy
a celkové riešenie výstavby dostáva iný rozmer. Takýmito hľadiskami môžu byť :
•
bezpečnosť a ochrana pracovníkov,
•
ochrana životného prostredia,
•
špecializované práce v priebehu realizácie procesu,
•
kvalita výsledného produktu mechanizovaného procesu,
•
znižovanie energetickej náročnosti.
Riešenie problémov v systémoch výstavby je vzhľadom na ich „špecifickosť“ možné len dokonalou
prípravou, projektovaním, individuálnym prístupom k hodnoteniu vnútornej štruktúry stavebných
procesov s ohľadom na okolie.
[1]
Gašparík, J. 2003. Environmentálne manažérstvo v stavebnej organizácii. Bratislava,
Vydavateľstvo STU v spolupráci s CEMAKS
[2]
Prokopčák, L. 2015 : Vplyv prostredia na mechanizované stavebné procesy. 25rd Annual PhD Student
Conference on Architecture and Construction Engineering, Building Materials, Structural Engineering,
Water and Environmental Engineering, Transportation Engineering, Surveying, Geodesy, and Applied
Mathematics. Bratislava, SR, CD-ROM, s. 356-362.
[3]
Szalayová, S. 2012: Environmentálne aspekty v stavebníctve I. Brno: Tribun EU, 76 s.
[4]
Waris, M. et all,, 2014 Environmental implications of onsite mechanization in the Malaysian
construction industry, WIT Transactions on Ecology and The Environment, Vol 181, Press
www.witpress.com, ISSN 1743-3541 (on-line) doi:10.2495/EID140131
94
2016 / 1
SÍDLA LEŽIACE V ZÁZEMÍ MIEST V ČASE A PRIESTORE
SETTLEMENTS LOCATED IN THE BACKROUND CITIES IN TIME AND SPACE
doc. Ing. arch. Alžbeta Sopirová, Ph.D.
ABSTRAKT
Slovensko sa vyznačuje rôznou intenzitou decentralizačných tendencií. Podstata tohto procesu spočíva
v priestorovom premiestňovaní obyvateľstva – ich návrat alebo únik z jadra mesta na jeho okraj, zvyšovaní
miery urbanizácie prímestskej zóny, čo má dopad na štruktúru vidieckeho osídlenia a urbanizáciu krajiny.
Príspevok sa ťažiskovo venuje dopadu suburbanizačného procesu na priestorové prejavy rozvoja urbánnej
štruktúry vidieckych sídiel Bratislavskej aglomerácie, ktorá patrí k priestorom najintenzívnejšie atakovaným
novými investičnými zámermi.
Klíčová slova: zázemie mesta, suburbánna zóna, vidiecke sídla, rozvoj urbánnenej štruktúry
ABSTRACT
Slovakia is characterized by different intensities of decentralization tendencies. The nature of this
process lies in the spatial movements of the population - their return or an escape from the city core to
the edge, increasing rates of urbanization suburban area, which has an impact on the structure of the
rural population and urbanization of the country. The paper deals with focal impact of suburbanization
processes on spatial manifestation of urban infrastructure development of rural settlements of the
Bratislava agglomeration, one of the most intense areas attacked by new investment plans.
Key words: background city, suburban area, rural settlements, development of urban structure
1
SÚČASNÝ STAV PROBLEMATIKY NA SLOVENSKU
Zmena režimu na Slovensku po roku 1990, následné zavedenie trhového prostredia a jeho
sprístupnenie hypotekárnymi úvermi, vyvolalo proces decentralizácie niektorých, pôvodne mestských
funkcií do sídiel ležiacich v zázemí miest. V týchto sídlach sa postupne prejavuje transformácia
sociálneho a fyzického prostredia z vidieckeho na (pred)mestské – suburbánne. Sprievodným znakom
tohto procesu je odliv obyvateľov z mesta, ich sťahovanie do sídiel v jeho zázemí. Súvisí to s túžbou
obyvateľov po pokojnejšom, kvalitnejšom bývaní, v atraktívnejšom prostredí, v dostupnosti práce
a služieb, ktoré sú sústredené v jadrovom meste.
Na Slovenku, v dynamicky sa rozvíjajúcich regiónoch, suburbanizačný proces spôsobil extenzívne
prerastanie, tzv. „rozsídľovanie“ ťažiska osídlenia do okrajových častí mesta a prímestskej zóny. Táto
zóna je tvorenej okolitými vidieckymi sídlami a „medzipriestorom“, t.j. priestorom voľnej krajiny,
ktorá vypĺňa územie medzi zastavanými plochami a funkčne heterogénnymi areálmi.
Medzipriestor, ak nie je dostatočne legislatívne chránený, môže byť potenciálnym územím pre prienik
nových funkcií, ktoré sú z rôznych dôvodov vyčleňované z intravilánu mesta (dopravná a technická
infraštruktúra, podnikateľské a obchodné zóny, výrobné a skladové areály, rekreačné a zábavné centrá
a hlavne rezidenčné zóny). „Intenzita dosahu účinnosti priestorového rozpínania ťažiska osídlenia do
zázemia je úmerná pozícii mesta v sídelnej štruktúre, jeho veľkosti a atraktivite ako aj hospodárskej
dynamike rozvoja regiónu. Prienikom nových funkcií do katastrálnych území vidieckych sídiel môžu
tieto získavať nové rozvojové stimuly a zdroje príjmov“ (Sopirová, 2013, s. 7).
95
2
2016 / 1
RESIDENČNÁ SUBURBANIZÁCIA V PODMIENKACH SLOVENSKA
Rezidenčné podnikateľské stratégie na Slovensku realizujú svoje zámery v sídlach ležiacich
v záujmovom území miest, s cieľom obsadzovať „voľný priestor“, vyhľadávať a skupovať
disponibilné a ekonomicky výhodné pozemky. Tento proces je sprevádzaný plošnou expanziou,
kvantitatívnym rastom týchto sídiel na úkor plôch poľnohospodárskej často aj lesnej pôdy. Vplyvom
suburbanizácie sa hranice medzi mestom a jeho zázemím stavajú čoraz menej zreteľnými. Jednotlivé
priestory sa navzájom ovplyvňujú, dopĺňajú a potrebujú, dá sa konštatovať, že „vzťah medzi dnešným
aglomerovaným zázemím a mestom je vzťahom závislosti“ (Hnilička, 2005, s. 27). Vzniká akési
„prechodné územie“, v ktorom sa miešajú mestské aj vidiecke znaky, miera urbanity a rurality, je to
priestor prelínania rôznorodých sociálnych a kultúrnych charakteristík.
Nová rezidenčná výstavba je sprevádzaná množstvom dlhodobo neriešených problémov. Prebiehajúci
stavebný rozvoj sa dá charakterizovať „investičnými zámermi často bez jasnej koncepcie, ktoré na
seba nenadväzujú, pôsobia viac chaoticky či individualisticky“ (Smolec, 2016, s. 2).
Medzi najzávažnejšie problémy rezidenčnej výstavby radíme:
-
sociálne, ktoré sa prejavujú polarizáciu a často napätím medzi pôvodnou komunitou
a novými obyvateľmi - „výsledky štatistického
prieskumu so 135 respodentami
preukázali, že viac ako 50% obyvateľov sa nových developerských projektov skôr obáva“
(Štefancová, 2014, s. 75);
-
priestorové, ktoré sa vyznačujú živelnou, rozbujnenou výstavbou, ktorá mení hmotovopriestorovú štruktúru a architektonický dizajn pôvodného územia, narúša koexistenciu
obce s okolitou krajinou, vytvára nové dominanty, priehľady a prináša nezvratné zmeny
do obrazu a siluety sídla (obr. č. 1);
Obr. 1 Živelná výstavba nových obytných zón mení hmotovo-priestorový obraz sídla - obec Rovinka,
ktorá leží v zázemí Bratislavy /foto: Sopirová, 2013/
-
funkčné, ktoré sa odrážajú v kvantitatívne a často aj kvalitatívne nepostačujúcej základnej
obchodnej a školskej vybavenosti, chýbajúcich službách, zariadeniach pre šport a relax, čo
spôsobuje každodennú migráciu „novousadlíkov“;
-
ekonomické, ktoré v dôsledku nových, často vynútených investícií, zvyšujú rozpočet obce;
-
ekologické, sprevádzané zmenou priorít vo využívaní krajiny, porušením dlhodobo
vytváranej krajinnej štruktúry, fragmentáciou a degradáciou ekosystémov, znižovaním
ekologickej stability;
-
infraštrukturálne, ktoré vyvolávajú záťaž na existujúcu technickú infraštruktúru, ktorá nie
je dimenzovaná na požadované zvýšené kapacity,
-
dopravné - nové územia nie sú pokryté hromadnou dopravou, obyvatelia sú závislí na
automobilovej doprave, čo spôsobilo neplánovanú záťaž na regionálnu komunikačnú sieť.
96
3
2016 / 1
ZNAKY NOVEJ OBYTNEJ VÝSTAVBY V ZÁZEMÍ BRATISLAVY
Bratislavská aglomerácia patrí k najdynamickejšie sa rozvíjajúcim mestským regiónom Slovenska.
Rezidenčná suburbanizácia sa v tomto priestore realizuje v niekoľkých vývojových etapách - nástup sa
začal prejavovať v od polovice 90-tych rokov minulého storočia, na intenzite nabrala v období rokov
2002 až 2009. Prispela k tomu platná legislatíva, ktorá umožnila zjednodušený proces povoľovania
investičných zámerov vo vidieckych sídlach s počtom do 2000 obyvateľov, len na základe
územnoplánovacieho podkladu. Mierna stagnácia suburbanizačného procesu nastala v rokoch 2010 –
2015, ako odraz presýtenia realitného trhu, pri ktorom ponuka voľných plôch výrazne prevýšila
potenciálny dopyt. V súčasnosti trh s nehnuteľnosťami opäť ožíva, záujem je však hlavne o byty
v meste. Rozvoj satelitných lokalít stagnuje. Investori si postupne uvedomujú, že okrem pekného
rodinného domu musia potencionálnemu záujemcovi ponúknuť aj „pridanú hodnotu“.
Pri upriamení pozornosti na stavebný “boom“, ktorý sa za ostatné roky realizoval v suburbanizačnom
zázemí Bratislavy, môžeme konštatovať, že najviditeľnejšími stavebnými zásahmi sú poznačené
vidiecke sídla, ktoré sa nachádzajú vo vzdialenosti cca 20 až 30 km od centra a súčasne ležia pozdĺž
hlavných dopravných a sídelných rozvojových osí, ktoré expandujú aj na územia susedných štátov
Rakúska a Maďarska. Medzi rozhodujúce kritéria pre priestorovú lokalizáciu rezidenčnej funkcie patrí
kvalita životného prostredia a atraktivita krajiny, v ktorej sa sídlo nachádza. Rozsiahla výstavba je
spravidla výsledkom vstupu silného investora do územia, ktorý realizuje rodinné aj bytové domy
v existujúcej štruktúre aj v okrajových častiach. Vidiecke sídla sú postupne „prerastané“ novými
objektmi a „obrastané“ obytnými zónami.
Novú rezidenćnú obytnú výstavbu charakterizujú nasledovné znaky:
-
priestorová segregácia, ktorá sa prejavuje porušením historicky vytváranej pôdorysnej
stopy a urbánnej textúry, vznikom novej matrice ulíc, ignorujúcej existujúce vzťahy
a väzby na pôvodnú hmotovo-priestorovú a funkčno-prevádzkovú štruktúru (obr. č. 2),
často vytvára nepriechodné bariéry v území v podobe slepých ulíc, uzavretých pre
verejnosť, ktoré nahrádzajú absentujúce verejné priestory v obytných zónach (obr. č. 3);
Obr. 2 Chýba vzájomná väzba medzi novou a pôvodnou štruktúrou – Bratislava MČ Rusovce
Obr. 3 Hrebeňová uličná štruktúra so slepými ulicami – obec Hamuliakovo
-
monofunkčnosť územia - plošná koncentrácia funkcie bývania v rodinných a bytových
domoch, deficit pracovných príležitostí, „parazitovanie“ na pôvodných zariadeniach
občianskej a športovej vybavenosti, dopravnej aj technickej infraštruktúre obce;
97
2016 / 1
-
neurčitá sociálno-priestorová identifikácia, ktorá sa prejavuje nedostatkom kvalitných
verejných priestorov s funkčnou a významovou diferenciáciou (od parkov a oddychových
plôch až po detské ihriska); vysoké, nepriehľadné oplotenia, ktoré vymedzujú úzky,
stiesnený uličný priestor bez zelene, chodníkov a možnosti parkovania (ulica len pre autá),
v dôsledku čoho sa obyvateľ uzatvára do súkromia svojho domu (obr. č. 4);
-
monotónnosť prostredia spôsobená opakovaním rovnakých typov objektov, výrazových
prostriedkov, materiálov a prvkov, čo vedie k strate identity, jedinečnosti a regionálnej
rôznorodosti (obr. č. 5);
Obr. 4 Monotónna ulica rodinných domov, bez zelene a možnosti parkovania – obec Chorvátsky Grob
Obr. 5 Opakovanie rovnakých výrazových prostriedkov – obec Kvetoslavov /foto: Sopirová, 2013/
-
nedokončenosť – nová obytná výstavba sa spravidla realizuje dvoma spôsobmi:
- investor postaví celú lokalitu a predáva hotové domy, ak však skrachuje alebo sa dostane
do konkurzu, územie zostáva dlhodobo rozostavané, nehnuteľnosti chátrajú, ich hodnota
sa postupne znižuje (obr. č. 6),
- investor vybuduje len infraštruktúru a predáva stavebné pozemky, na ktorých
individuálny stavebník realizuje dom podľa vlastného projektu – lokalita sa buduje
etapovite , t.j. výstavba je v permanentnom procese (obr. č. 7);
Obr. 6, 7 Dlhodobo rozostavané kolónie rodinných domov – obec Miloslavov /foto: Sopirová, 2013/
-
preferencia ekonomických kritérií, ktorá sa vyznačuje zvyšovaním intenzity využitia
územia, výstavbou na malých pozemkoch s vyšším koeficientom zastavanosti; úsporou
plôch na úkor verejných priestorov, parkov, detských ihrísk, úzkych jednosmerných
komunikácií bez chodníkov; uprednostňovaním služieb na komerčnej báze (materské
škôlky, zdravotnícke a športové zariadenia);
98
-
2016 / 1
strata miestnej identity v dôsledku prieniku mestských funkcií a vzorov na vidiek,
realizácia „importovanej“ architektúry, ktorá sa vyznačuje výstavbou mestských víl (obr.
č. 8), apartmanových foriem bývania, ktoré viažu na seba aj rekreáciu, rozľahlých
prízemných rodinných domov, ktorých zastavaná plocha presahuje viac ako 50% výmery
pozemku a ich mierka, proporcie a farebnosť sú v kontraste s pôvodnou vidieckou
architektúrou;
Obr. 8 Výstavba mestských víl „na zelenej lúke“ pri obci Tureň /foto: Sopirová, 2013/
Obr. 9 Bytové domy tvoria nové vstupné brány do obce Hamuliakovo /foto: Sopirová, 2015/
-
4
komercionalizácia a akcentácia vstupov do sídla - dopĺňanie pôvodnej scenérie novými
dominantami, ktoré svojou mierkou aj architektonickým dizajnom, prinášajú nenávratné
zmeny do vnútorného aj vonkajšieho obrazu a pomešťujú priestor; (obr. č. 9).
EXTRÉMNY STAVEBNÝ ROZVOJ
Vidiecke sídla, ktoré v územných plánoch obcí majú naplánovaný rozvoj, ktorý niekoľkonásobne
zväčšuje výmeru pôvodného zastavaného územia obce, počet obyvateľov a mení prioritné funkčné
využitie obce (obr. 10).
Obr. 10 Obec Nový Svet, nachádza sa vo vzdialenosti 25 km od Bratislavy a 5 km od mesta Senec, ktorá
mala v roku 2011 len 71 obyvateľov, ale v katastrálnom území naplánované veľké investičné zámery –
územie zamerané na ťažbu štrku, ktoré po vyťažení sa transformuje na rekreačnú funkciu s vodnými
plochami (Územný plán obce Nový Svet Zmeny a doplnky, spracovateľ Sopirová, 2013)
99
5
2016 / 1
TRANSFORMÁCIA ŠPECIFICKÝCH ÚZEMÍ NA OBYTNÉ FUNKCIE
Špecifickým problémom je transformácia pôvodných poľnohospodárskych a výrobných areálov a
objektov, záhradkárskych a chatových osád na obytnú alebo inú funkciu.
Dlhodobo opustené, funkčne nevyužívané poľnohospodárske objekty, majú spravidla, v dôsledku
zanedbanej údržby nevyhovujúci stavebno-technický stav. Negatívny dopad na životné prostredie
predstavujú areály a územia poznačené reálnymi alebo potencionálnymi ekologickými záťažami. Tieto
predstavujú neprekonateľné ekonomické bariéry pre sanáciu a možné funkčné využitie. V prípade, ak
sa bývalé poľnohospodárske areály a objekty stanú predmetom kúpy, tak je to spravidla z dôvodu
hodnoty pozemku, ktorý sa nachádza v atraktívnej a výhodnej polohe z hľadiska dopravnej
dostupnosti a vybudovanej technickej infraštruktúry. Investor spravidla objekty asanuje, areál sanuje
a následne buduje novú obytnú zónu.
Transformáciu špecifickej rekreačnej funkcie pôvodných záhradkárskych a chatových osád na obytné
územie, určené pre trvalé bývanie, nepriamo podporuje v súčasnosti platná legislatíva. Pravidlá, ktoré
regulovali výstavbu objektov v záhradkárskych osadách (max. 25 m2 - zastavaná plocha záhradnej
chatky), v rekreačných a chatových oblastiach (max. 80 m2 – zastavaná plocha rekreačného objektu),
boli v roku 2000 zrušené, čím sa otvoril priestor pre neregulovanú výstavbu. „Najväčším problémom
funkčnej transformácie týchto území je existujúca dopravná infraštruktúra, tvorená úzkymi účelovými
komunikáciami priemernej šírky 3,0 m až 3,5 m. Ich rekonštrukcii na optimálnu šírku prístupových
komunikácií bránia samotní vlastníci, ktorí nechcú presunúť vybudované ploty a zariadenia technickej
infraštruktúry“ (Sopirová, 2013, s. 9).
6
ZÁVER
Proces suburbanizácie sa nedá zastaviť. Prijateľnými stratégiami a územnoplánovacími nástrojmi sa
môžu regulovať jeho negatívne dopady na sídlo a krajinu. Vzhľadom na to, že intenzita aj efektivita
využitia urbanistickej štruktúry väčšiny sídiel ležiacich v zázemí miest na Slovensku je veľmi nízka „priemerná hustota zastavaného územia vidieckych sídiel sa pohybuje v rozpätí 8,5 až 33,2 ob./ha“
(Sopirová, 2013, s. 48) a tendencie postupného záberu nových plôch poľnohospodárskej pôdy na
stavebné účely narastajú, ďalší rozvoj suburbanizačného priestoru by sa mal sústrediť na:
-
„útlm extenzívneho rozvoja a intenzifikáciu vnútornej štruktúry vidieckych sídiel“
(Sopirová, 2014, s. 55),
-
zavedenie prísnejších legislatívnych nástrojov, ktoré obmedzia novú výstavbu na plochách
poľnohospodárskej pôdy.
Pre dosiahnutie plnohodnotného a efektívne fungujúceho obytného prostredia, ďalší rozvoj novej
výstavby vo vidieckych sídlach, by sa mal povoľovať len pri splnení nasledovných predpokladov:
-
vybudovaní potrebnej technickej infraštruktúry v predstihu pred obytnou výstavbou,
-
zvýšení miery polyfunkčnosti územia nových obytných zón, efektívnejším využitím
územia s optimálnym premiešaním funkcií bývania, občianskej vybavenosti, služieb,
rekreácie, športu a práce, čím sa dosiahne dostatočná hustota obyvateľov na pokrytie
územia hromadnou dopravou,
-
dosiahnutí „rovnováhy urbánneho prostredia doplnené prírodným prostredím, rovnováhy
aktívneho života doplnené oddychom, rovnováhy komerčného a nekomerčného vybavenia,
rovnováhy spoločných, poloverejných a súkromných priestorov“ (Bašová, 2014, str. 10).
100
2016 / 1
[1]
BAŠOVÁ, Silvia: Urbánna vitalita, ALFA 2/2014, FA STU Bratislava, ISSN 1135-2679, str.
10
[2]
HNILIČKA, Pavel: Sídelní kaše, Otázky k suburbánní výstavbě rodinných domu,
Vydavatelství ERA group, spol. s r.o, 2005, ISBN 80-7366-028-8, str. 27
[3]
SMOLEC,Michal: Projekt CENTROP – Rozvoj Bratislavy na zelenej lúke, Bratislava News,
máj 2015
[4]
SOPIROVÁ, Alžbeta: Súčasnosť a trendy urbanistického rozvoja vidieckych sídiel na
Slovensku, Habilitačná príca, FA STU Bratislava, 2013, str. 7, 9,48
[5]
SOPIROVÁ, Alžbeta: Sídla v zázemí miest, Slovensko v priestore po dvadsiatich rokoch,
ALFA 3/2014, FA STU Bratislava, ISSN 1135-2679, str. 55
[6]
ŠTEFANCOVÁ, Lucia: Valorizácia mestotvorných štruktúr, doktorantská práca FA STU
Bratislava, 2014, str. 75
101
2016 / 1
PŘÍPRAVA A ZKOUŠENÍ TEPELNĚ-IZOLAČNÍCH
ALKALICKY AKTIVOVANÝCH HMOT
PREPARATION AND TESTING OF HEAT-INSULATING ALKALI-ACTIVATED
MATERIALS
ABSTRAKT
Příspěvek se zabývá přípravou alkalicky aktivovaných systémů s tepelně-izolačními vlastnostmi, kde
byly jako plnivo použity materiály s nízkou objemovou hmotností. Experiment byl zaměřen na
stanovení pevností v tlaku a součinitele tepelné vodivosti připravených kompozitů.
Cílem je příprava izolačních materiálů na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky. Stanovené
pevností v tlaku a součinitelé tepelné vodivostí testovaných kompozitů kvalitativně odpovídají
komerčně dostupným stavebninám.
Klíčová slova: Tepelně-izolační, alkalicky aktivovaný, vysokopecní granulovaná struska, lehčené
kamenivo
ABSTRACT
The paper deals with a laboratory research and development of alkali activated system with
heat-insulating properties, where, such as fillers low density materials were used.
The experiment was focused on compressive strengths and heat conductivity of prepared
materials. The values of compressive strengths and thermal conductivity of tested admixtures
qualitatively correspond to commercially available building material..
Key words: Heat-insulating, Alkali-activate, granulated blast furnace slag, lightweight Aggregate
1
ÚVOD
Aktuální vývoj cen energií a zároveň zvyšující se ekologické nároky na provedení staveb nás při
výstavbě nutí vyhledávat nové materiály a také nové konstrukční systémy, aby energetické ztráty při
užívání byly minimalizovány. Současný stavební trh nabízí mnoho variant, jak tepelné ztráty staveb
eliminovat, využívá k tomu především tradiční postupy a také tradiční materiály, a to zejména v
oblasti pojivových systémů. V závislosti na požadavcích na stavby je však nutné řešit také trvale
udržitelný rozvoj stavebnictví při šetrném využívání přírodních zdrojů. Z tohoto důvodu musíme
hledat cesty, jak v co nejvyšší míře zpracovávat odpadní materiály a minimalizovat těžbu výhledově
nedostatkových surovin.
V současnosti je pozornost zaměřena na výzkum a vývoj alkalicky aktivovaných systémů, jež by
mohly v budoucnosti alespoň parciálně nahradit pojiva na bázi cementu. [6, 9] Jedná se o kompozity,
v nichž se jako pojivové složky uplatňují především druhotné suroviny technogenního původu, u nichž
jsou latentně hydraulické vlastnosti vybuzeny pomocí alkalického aktivátoru. U těchto materiálů lze
kombinováním jednotlivých vstupních složek a také podmínek okolního prostředí během jejich
102
2016 / 1
přípravy, dosáhnout různých konečných vlastností v závislosti na požadavcích při zamýšleném použití
v konstrukci. [1, 3 - 7, 9, 10]
Cílem experimentu je vývoj tepelně izolačního materiálu, který by konečnými vlastnostmi vyhověl jak
pevnostním tak i tepelně izolačním požadavkům pro použití ve výstavbě. Vzhledem k širokému
množství možných plniv je výzkum zaměřen především na stanovení fyzikálně-mechanických a
tepelně-izolačních vlastností.
2
SUROVINY POUŽITÉ V EXPERIMENTU
Na základě předchozích výzkumných prací byla pro experiment zvolena matrice vysokopecní jemně
mleté granulované strusky (GVS) alkalicky aktivované pomocí upraveného vodního skla sodného,
jehož silikátový modul byl upraven na hodnotu 2,0. Jelikož je předpokladem, že u připraveného
kompozitu bude plnivo plnit funkci tepelně-izolační a pojivo bude tvořit jeho nosnou kostru, byla
zvolena varianta alkalicky aktivované vysokopecní strusky s využitím sodného vodního skla. [1, 8]
V rámci výzkumu tedy byly jako vstupní suroviny použity granulovaná vysokopecní struska, vodní
sklo, hydroxid sodný a voda pro zlepšení reologie výsledné směsi.
Jako plniva s tepelně izolační funkcí byly pro experiment vybrány materiály s nízkou objemovou
hmotností, konkrétně expandovaný perlit (experlit), expandovaný vermikulit, keramické kamenivo
Liapor, recyklovaný polystyren Ekostyren, expandovaný písek Siopor, odpadní pórobeton,
recyklované sklo REFAGLASS, odpadní třísky, odpadní korek a konopné pazdeří.
3
PŘÍPRAVA HMOT
Alkalicky aktivované systémy jsou aktuálně podrobovány podrobnému průzkumu mnoha výzkumných
pracovišť, ve stavební praxi jsou však zatím využívány pouze minimálně. Proto byla všechna
zkušební tělesa připravena a následně zkoušena podle norem pro zkoušení malt, cementů a betonů. [1,
8]
Vzhledem ke značné rozdílnosti použitého plniva (různá nasákavost, granulometrie, objemová
hmotnost) bylo již na začátku experimentu zřejmé, že není možné receptury sjednotit podle některého
z parametrů tak, aby mohly být na jeho základě výsledky jednotlivých kompozitů porovnávány mezi
sebou, cílem byla především maximalizace tepelně-izolačních vlastností.
Cílem práce bylo najít u každého z použitých materiálů ideální poměr mezi pojivovou složkou a
plnivem pro získání co nejlepšího poměru mezi výslednými pevnostními parametry a tepelně
izolačními vlastnostmi, a to s ohledem na bezproblémovou zpracovatelnost při případném použití v
průmyslové výrobě.
Základem pro přípravu všech záměsí je ověřená receptura [1] na bázi alkalicky aktivované
granulované vysokopecní strusky (GVS), v níž byl jako plnivo použit normový písek. Složení této
referenční receptury je uvedeno v tab. 1. Pevnosti v tlaku u této receptury dosahovaly po 28 dnech
zrání průměrné pevnosti převyšující 90 MPa, referenční směs tedy plnila předpoklad, že pojivová
složka bude tvořit nosnou kostru vytvořeného kompozitu.
Materiál
Množství
GVS [g]
450
Aktivátor [ml]
118,6
Voda [g]
90
Tab. 1 Složení referenční receptury [1]
103
Normový písek [g]
1350
2016 / 1
V první fázi experimentu byly směsi připraveny podle receptury referenční směsi. Plnivo bylo
vzhledem k jeho nízké objemové hmotnosti nutno dávkovat objemově. Na základě měření bylo
zjištěno, že 1350 g normového písku z referenční receptury odpovídá objemu 800 ml ve volně
sypaném stavu. Následně tedy byly zpracovány receptury obsahující vždy 800 ml tepelně izolačního
materiálu jako plniva, GVS a aktivátor dle referenční záměsi, a bylo zjišťováno potřebné množství
vody pro vhodnou zpracovatelnost směsí. [2]
V průběhu experimentálních prací pak byla postupně upravována množství jednotlivých složek
v závislosti na stanovených požadavcích. Na základě porovnání výsledků pevnostních parametrů,
konzistencí a zpracovatelnosti u jednotlivých směsí, byly vybrány pro další zkoušky následující
receptury. Konečná složení jednotlivých receptur jsou uvedena v tab. 2.
Vzorek
Liapor
Vermikulit
Experlit
Ekostyren
Siopor
Pórobeton
Refaglass
Odpadní třísky
Odpadní korek
Konopné pazdeří
GVS [g]
450
585
585
450
675
450
750
650
650
650
Aktivátor [ml]
119
154
154
119
178
118
178
233
233
233
Voda [g]
80
300
220
90
225
250
375
276
98
200
Množství plniva [ml]
1300
1300
1300
800
900
600
1500
800
800
1000
Tab. 2 Složení výsledných receptur
4
VÝSLEDKY
U připravených směsí byly stanoveny pevnosti v tlaku po 7 a 28 dnech zrání, objemové hmotnosti
ve vlhkém stavu (po vyjmutí z vlhkostní skříně), objemová hmotnost vysušeného vzorku v sušárně
při teplotě 105 °C do ustálení hmotnosti a součinitel tepelné vodivosti u vysušeného vzorku. Výsledky
jsou zaznamenány v tab. 3.
Vzorek
Liapor
Vermikulit
Experlit
Ekostyren
Siopor
Pórobeton
Refaglass
Odpadní třísky
Odpadní korek
Konopné pazdeří
Pevnost
v tlaku po 7
dnech
Pevnost
v tlaku po 28
dnech
Obj. hm.
vlhký vzorek
Obj. hm.
vysušený
vzorek
Součinitel
tepelné
vodivosti
[MPa]
13,3
5,9
20,3
5,5
1,8
0,3
8,1
0,5
0,2
0,1
[MPa]
23,4
17,1
21,7
5,5
4,8
1,1
16,4
6,1
5,3
2,7
[kg.m-3]
1250
1570
1380
880
1360
1680
2000
1100
1000
1330
[kg.m-3]
1150
1130
1070
840
570
1100
1000
880
780
890
[W.m-1.K-1]
0,237
0,165
0,219
0,123
0,114
0,222
0,147
0,073
0,154
0,035
Tab. 3 Pevnosti, objemové hmotnosti a součinitel tepelné vodivosti těles
104
Pevnost v tlaku MPa
25
2016 / 1
23,4
21,7
20,3
20
17,1
15
16,4
13,3
10
8,1
5,9
5
5,5 5,5
6,1
4,8
1,8
5,3
2,7
1,1
0,3
0,5
0,2
0,1
0
Druh plniva
Pevnosti v tlaku po 7 dnech zrání
Pevnost v tlaku po 28 dnech zrání
Obr. 1 Porovnání pevností v tlaku po 7 a 28 dnech zrání
Z výsledků (obr. 1) je zřejmé, že nejvyšších pevností v tlaku po 28 dnech zrání bylo dosaženo u směsí
s plnivy Liapor, experlit, vermikulit a Refaglass. Pouze minimální pevnosti na hranici 1 MPa byly
zjištěny u směsi s plnivem pórobeton, u směsi s konopným pazdeřím se pevnosti v tlaku blížily 3 MPa.
K nejvýraznějšímu nárůstu pevností v intervalu 7 až 28 dní došlo u směsí s vermikulitem, Liaporem a
Refaglass, naopak u směsi s Ekostyrenem již po 7 dnech zrání pevnost nenarůstala.
Z obr. 2 je zřejmé, že nejnižší objemové hmotnosti ve vysušeném stavu dosahovala směs s plnivem
Siopor a Ekostyren. Naproti tomu nejvyšší objemové pevnosti ve vysušeném stavu byly zjištěny u
směsi s plnivem Liapor a vermikulit. Nejčastěji se objemové hmotnosti vysušených vzorků
pohybovaly v rozmezí cca 800 - 1150 kg.m-3.
Nejnižšího součinitele tepelné vodivosti bylo dosaženo u směsí s plnivem konopné pazdeří a odpadní
třísky (obr. 3). Tyto směsi se na základě součinitele tepelné vodivosti řadí mezi materiály vysoce
tepelně izolační (λ → 0,03 - 0,10 W.m-1.K-1) [8], i přesto, že objemová hmotnost se u připravených
těles pohybovala na hodnotě 890 kg.m-3 resp. 880 kg.m-3.
105
2016 / 1
Objemová hmotnost kg/m3
2500
2000
2000
1680
1570
1500
1380
1250
1150 1130 1070
1000
880
1360
1330
1100
840
1100
1000
1000
890
880
780
570
500
0
Druh plniva
Objemová hmotnost vlhký vzorek
Součinitel tepelné vodivosti λ
Obr. 2 Porovnání objemových hmotností těles
0,25
0,237 0,219
0,222
0,2
0,165
0,154
0,147
0,15
0,123
0,114
0,1
0,073
0,05
0,035
0
Druh plniva
Obr. 3 Součinitel tepelné vodivosti kompozitů
106
2016 / 1
Všechny ostatní připravené receptury se při stanovení součinitele tepelné vodivosti pohybovaly
v rozmezí hodnot 0,10 - 0,24 W.m-1.K-1, řadí se tedy mezi materiály s dobrými tepelně izolačními
vlastnostmi (λ → 0,10 - 0,30 W.m-1.K-1) [8], i když i zde je překročen obecný předpoklad objemové
hmotnosti v rozmezí 500 - 800 kg.m-3, a to až o cca 350 kg.m-3.
5
ZÁVĚR A DISKUZE
Výsledky provedených laboratorních zkoušek prokazují, že se i alternativní kompozity na bázi
alkalicky aktivovaných systémů mohou uplatnit při výrobě tepelně-izolačních stavebních materiálů.
Použitím lehkého kameniva do alkalicky aktivovaných systémů vznikají hmoty s nízkým součinitelem
tepelné vodivosti. V souvislosti se snižováním objemové hmotnosti dochází ke zhoršování
pevnostních vlastností, díky použití matrice s alkalicky aktivovanou struskou jsou však pevnosti v
porovnání s komerčními výrobky dostačující.
Je nutné konstatovat, že možnosti vylehčení materiálu nebyly zcela vyčerpány, dalším snížením
objemové hmotnosti vlivem zvýšení podílu plniva je možno dosáhnout ještě lepších tepelně-izolačních
vlastností, toto by ovšem v konečném důsledku znamenalo další snížení pevnostních parametrů, což
již v případě většiny testovaných receptur není žádoucí.
Ačkoli jsou obecně laboratorní výsledky testovaných směsí na bázi alkalicky aktivovaných strusek
pozitivní, nejsou tyto materiály téměř vůbec zaváděny do stavební praxe. Důvodem jsou především
problémy s udržitelností kvality produktů v přímé závislosti na široké variabilitě podmínek při procesu
alkalické aktivace.
6
LITERATURA
[1]
J. Boháčová, ”Studium vlivu různých typů plniv na vlastnosti geopolymerních systémů na bázi
alkalicky aktivovaných strusek”, Bakalářská práce. Ostrava, 2008.
[2]
J. Boháčová, M. Vavro, S. Staněk, ”Properties of Thermal Insulating Alkali Activated System
Research and Development”. TRANSACTIONS of the VŠB - Technical University of
Ostrava. Civil Engineering Series. No. 2, vol. XI, paper 19, Ostrava, 2011.
[3]
J. Brandštetr, “Struskoalkalické betony”, Stavivo, no. 3, pp. 110-114, 1984.
[4]
J. Brandštetr and J. Havlica, “Zeolity v maltách a betonech”, Materiály pro stavbu, no. 6,
pp. 48-50, 2000.
[5]
J. Brandštetr, D. Koloušek, J. Vorel, T. Opravil, and P. Bayer, “Geopolymery, geopolymerní
cementy a betony”, SILIKA, no. 7-8, pp. 208 - 211, 2005.
[6]
J. Brandštetr and P. V. Krivenko, “Alkalické cementy a betony”, SILIKA, pp. 26 – 28, 1999.
[7]
J. Brandštetr, O. Meluzín, J. Kohut, and Š. Zavřel, “Příprava a některé vlastnosti
struskoalkalických betonů”, Stavivo, pp. 182-188, 1986.
[8]
S. Staněk, ”Vývoj tepelně-izolačního materiálu na bázi alkalicky aktivovaných systémů”, Teze
disertační práce, Ostrava, 2015.
[9]
F. Škvára, Alkalicky aktivované materiály - geopolymery. Praha, 2007. ISBN 978-80-7080004-1
[10]
S. D. Wang, X. C. Pu, K. L. Scrivener, and P. L. Pratt, “Alkali-Acivated Slag Cement and
Concrete: A Rewiew of Properties and Problems”, Advances in Cement Research, no. 7,
pp. 93-102, 1995.
107
2016 / 1
METÓDY PRÍSTUPU PRI NAVRHOVANÍ NOVÝCH
VEREJNÝCH PRIESTOROV VO VIDIECKYCH SÍDLACH PRÍPADOVÁ ŠTÚDIA BERNOLÁKOVO
METHODS OF APPROACH FOR DESIGNING NEW PUBLIC SPACES
IN RURAL SETTLEMENTS - CASE STUDY BERNOLÁKOVO
Ing. arch. Lucia Štefancová, Ph.D.
ABSTRAKT
Článok sa zaoberá rôznymi metódami prístupu pri navrhovaní nových verejných priestorov vo
vidieckych sídlach. Pomocou prípadovej štúdie Bernolákova - lokality „Nová lúka“ sú na 4 odlišných
návrhoch prezentované idey vnímania verejných priestorov. Nové verejné priestory sú odlišné podľa
vplyvu, aký bude mať nová zóna na celé Bernolákovo. Návrhy sú urbanisticky tzv. odstupňované od
vytvárania monofunkčnej obytnej zóny, cez rekreačnú zónu Bernolákova, až po návrhy nového
centra/subcentra obce. Záver je doplnený o štatistický prieskum zameraný na očakávania od novej
zóny medzi súčasnými obyvateľmi Bernolákova a Bratislavčanmi, ktorí by sa do novej zóny
perspektívne prisťahovali.
Kľúčové slová: vidiecke sídlo, verejný priestor, námestie, ulica, Bernolákovo, metódy navrhovania
ABSTRACT
The article deals with different methods of approach for designing new public spaces in rural
settlements. A case study Bernolákovo - site "Nová lúka" presents four designs with different ideas of
what public space means in rural settlement. New public spaces are different according to the future
impact of the zone on a whole Bernolákovo. Urban studies are gradated from the creation of monofunctional residential zone, through recreation zone of Bernolákovo, til designing of the new
center/sub-center of the settlement. The conclusion is completed by a statistical survey focused on the
expectations of the new zone between existing residents of Bernolákovo and Bratislavians who would
be the prospective newcomers in the zone.
Key words: rural settlement, public space, square, street, Bernolákovo, design methods
1
VEREJNÉ PRIESTORY VIDIECKYCH SÍDIEL NA SLOVENSKU
Vo verejných priestoroch vidieckeho sídla sa v minulosti aj dnes odohráva život jeho obyvateľov.
Spravidla to bolo centrum obce vo forme námestia alebo ulice, na ktorých stáli kostol - hostinec obecný úrad. Postupom času sa k nim pridali ďalšie funkcie ako základná občianska vybavenosť
(obchod, škola), kultúrny dom, požiarna zbrojnica a pod. „Súčasný stav vidieckych námestí, zdedený z
obdobia socializmu je taký, že mnohé postrádajú logické a aktívne funkčné využitie. Stali sa
nezaujímavými, nevľúdnymi, upadajúcimi, zanedbanými „miestami nikoho“ s absenciou funkcií.
Významné objekty občianskej vybavenosti, ktoré sú ich súčasťou, sú často nefunkčné, stavebne
chátrajú, prípadne sa nahrádzajú novostavbami.“(Sopirová, 2015, s.105)
V mnohých obciach prebieha demografický nárast obyvateľstva a plánuje sa tvorba nových obytných
zón na momentálne „zelených lúkach“. Relatívne veľké územia pri súčasných trendoch navrhovania si
108
2016 / 1
žiadajú adekvátne vytváranie spoločenských verejných priestorov pre život komunity. „Smer
skvalitňovania vnútornej štruktúry navodzujú najmä zákonitosti pretvárania a zákonitosti vzťahové. Z
oblasti zákonitostí pretvárania ide najmä o zákonitosti valorizačného charakteru, ktoré navodzujú
gradáciu, zhutňovanie, zväzovanie, zdokonaľovanie alebo rozvoj.“ (Alexy, 1999, s.62) Pri návrhu
novej obytnej zóny je treba metodicky postupovať vzhľadom na moderné trendy, potreby obce ale aj
na názory obyvateľov, ktorí majú rôzne očakávania od novej štvrte.
2
PRÍPADOVÁ ŠTÚDIA - BERNOLÁKOVO
Bernolákovo je perspektívne vidiecke sídlo pri Bratislave, ktoré je obľúbeným bydliskom pre
súčasných obyvateľov, ako aj pre Bratislavčanov, ktorí si realizujú sny o bývaní v rodinnom dome.
Bernolákovo bolo vybrané ako prípadová štúdia na overenie 4 rôznych metód navrhovania nových
verejných priestorov ako súčasť novej obytnej zóny.
2.1
Súčasný stav Bernolákova
Bernolákovo (historicky slov. Čeklís, Čeklýs aj Lužnica ; maď. Cseklész; nem. Landschütz, chorv.
Čekliš) je obec na Slovensku v okrese Senec. Obec je známa v medzinárodných kruhoch ako stredisko
golfového športu. Nachádza sa tu golfové ihrisko, ktoré bolo na Slovensku vybudované ako prvé. V
súčasnosti je Bernolákovo dynamicky sa rozvíjajúcou obcou s perspektívou do budúcnosti. Rozloha
obce je 2843 ha a počet obyvateľov ku dňu 31.12.2015 je 6408 [6]. Počet obyvateľov s trvalým
pobytom v Bernolákove neustále rastie vďaka domovej výstavbe aj prirodzenému prírastku.
Schválením Smerného územného plánu sa vytvorili podmienky pre výstavbu rodinných domov v
nových oblastiach obce a súčasne bola vyčlenená oblasť pre podnikateľské aktivity, ktoré smerujú von
zo zastavaného územia obce a sústreďujú sa pri štátnej ceste Bratislava - Senec. Hlavné mesto vo
vzdialenosti 20 km od Bernolákova „spôsobuje efekt procesu expanzie na úkor podrobenia si krajiny a
vytvára prostredie, ktoré v súčasnosti nie je ani mestom, ani vidiekom“ (Marcelli, 2009, s.201).
Obr. 1 Širšie vzťahy obce Bernolákovo (zľava poloha obce pri hlavnom meste, v strede funkčná analýza,
vpravo špecifikácia lokalít „Nová lúka“ a centrum obce)
2.2
Demografický predpoklad pre obec Bernolákovo
Pri štatistickom zisťovaní a sčítavaní obyvateľov Bernolákova v roku 2011 sa vytvoril predpoklad
rapídneho nárastu počtu obyvateľov do roku 2013. V súčasnosti počet prihlásených obyvateľov k
trvalému pobytu každým rokom rastie. Iba 7% obyvateľov je neprihlásených k trvalému pobytu. Z
hľadiska polohy obce v aglomerácii hlavného mesta sa predpokladá zväčšovanie, intenzifikácia sídla,
nárast mestskosti a počtu obyvateľov.
109
2016 / 1
Obr. 2 Demografický predpoklad nárastu obyvateľov s trvalý pobytom v obci Bernolákovo [6]
2.3
Predpoklad urbanistického vývoja obce Bernolákovo
Centrum Bernolákova tvorí obecný úrad, kultúrny dom, základná škola a základná občianska
vybavenosť. Súčasné verejné priestory, ktoré dané funkcie prepájajú, sa sústreďujú okolo centrálneho
námestia s parkovými úpravami a posedením. S narastajúcim počtom obyvateľov a zväčšovaním
intravilánu obce obytnou funkciou sa verejné priestory urbánneho charakteru námestia či ulice
doplnenej občianskou vybavenosťou a kultúrnym charakterom nezačali ďalej rozvíjať. Dnešné
centrum obce nezodpovedá súčasným požiadavkám na navrhovanie a využívanie spoločných
priestorov. Územný rozvoj obce je navrhovaný južným smerom, kde v súčasnosti prebieha výstavba
nových obytných zón. „Výsledky analýz preukázali priaznivejší stav sídelnej zelene v staršej zástavbe
obce Bernolákovo oproti novovzniknutým obytným zónam, ktoré najviac obývajú mladé rodiny s deťmi
a ktorých stav nie je priaznivý. Okrem vegetácie chýbajú detské ihriská, odpočívadlá, plochy pre
stretávanie, rekreáciu a trávenie voľného času.“ (Gécová, 2015, s.108) Južne za riekou Čierna voda,
sa nachádza lokalita „Nová lúka“ na tzv. „zelenej lúke“, ktorá je vhodným územím na aplikáciu
rôznych metód, ako pristupovať pri návrhu novej obytnej zóny s novými verejnými priestormi v duchu
hodnôt spolupatričnosti, vzájomných kontaktov a identifikácie obyvateľov s miestom kde žijú.
Obr. 3 Identita obce Bernolákovo (vľavo panoráma, vpravo centrum mesta) [7]
2.4
Lokalita „Nová lúka“
Prípadová štúdia sa zameriava na nezastavanú lokalitu v Bernolákove s rozlohou 20 ha, ktorá je
územným plánom navrhovaná ako štruktúra s prevahou bývania. Riešené územie „Nová lúka“ sa
nachádza v juhovýchodnej časti obce Bernolákovo na území medzi brehom rieky Čierna voda a
dopravným ťahom smerom do obce Nová Dedinka. Na tomto území je zelená lúka s rozrastajúcou sa
výstavbou rodinných domov bez občianskej vybavenosti, ktorá v súčasnosti málo vyhovuje potrebám
obce.
110
3
METÓDY
PRÍSTUPU
PRIESTOROV
2016 / 1
PRI
NAVRHOVANÍ
NOVÝCH
VEREJNÝCH
Na lokalite „Nová lúka“ sa uskutočnil výskum v podobe 4 študentských urbanistických štúdií, ktoré sa
zamerali na návrh novej obytnej zóny s jej novými verejnými priestormi. Každý návrh bol spracovaný
inou metodikou v prístupe nazerania na to, čo znamená verejný priestor vo vidieckom sídle. Návrhy
predstavujú spektrum 4 odlišných metód v navrhovaní verejných priestorov od monofunkčnej obytnej
štvrte s minimálnymi verejnými priestormi, cez relaxačnú športovo-rekreačnú zónu Bernolákova až po
novú urbanizovanú štvrť s nový centrom malého mesta.
Obr. 4 Schwarzplany so 4 návrhmi lokality „Nová lúka“ (autori návrhov sú uvedení v obrázku)
3.1
Metódy v navrhovaní pre novú obytnú štvrť s novými verejnými priestormi (VP)
01. 5 % VP je urbánneho charakteru, 30 % VP je rekreačného charakteru, 65 % VP sú ostatné
/pokračovanie rozvoja vidieckeho sídla s prevažujúcou funkciou bývania s min. verejnými priestormi
/vytvorenie rekreačnej zóny Bernolákova s parkovým charakterom doplnenej bývaním s verejnými
priestormi športovo-relaxačného charakteru
/vytvorenie nového subjadra paralelne fungujúceho so súčasným centrom, ktoré zabezpečuje potreby
obyvateľov celého Bernolákova
/vytvorenie nového centra Bernolákova s verejnými priestormi a funkciami zodpovedajúcimi
štandardu malých miest
111
3.2
2016 / 1
Popis návrhov novej obytnej štvrte Bernolákova s novými verejnými priestormi
NÁVRH č. 01. Vytvorenie monofunkčnej obytnej zóny s prevahou bývania v typologicky rôznych
formách zástavby. Novonavrhované verejné priestory v zóne sú lokalizované ako centrálne námestie s
doplnkovou občianskou vybavenosťou. Severná hranica pozdĺž rieky Čierna voda je uvažovaná ako
rekreačná lineárna prechádzková zóna.
Ideou návrhu je vytvorenie novej zóny s podobným charakterom ako je štruktúra Bernolákova
(8% zastavanosť), ktorá má spĺňať požiadavky nových obyvateľov a nemá ambíciu vyriešiť
funkčné nedostatky celého mesta.
NÁVRH č. 02. Vytvorenie monofunkčnej obytnej zóny s prevahou bývania podľa súčasných trendov,
pričom nové verejné priestory v zóne sú navrhované ako rekreačná parková zóna s rozšíreným
vodným kanálom z Čiernej vody. Doplnkovo je navrhnuté centrálne námestie s občianskou
vybavenosťou. Severná hranica pozdĺž rieky Čierna voda je uvažovaná ako rekreačná lineárna
prechádzková zóna.
Ideou návrhu je vytvoriť novú rekreačnú zónu Bernolákova, ktorá je prirodzene lokalizovaná
na nevyužívanej rieke.
NÁVRH č. 03. Vytvorenie polyfunkčnej zóny s bývaním, občianskou vybavenosťou, administratívou
i kultúrnymi zariadeniami. Navrhované verejné priestory námestia s aktívnym parterom dominujú v
centre územia a plynulo sa napájajú smerom do jestvujúceho málo funkčného centra Bernolákova.
Nekomerčná občianska vybavenosť (materská škola, základná škola, zdravotné stredisko) je
lokalizovaná v severozápadnej časti územia. S týmito funkciami súvisia aj miesta pre športové aktivity
na severe pri Čiernej vode. Pozdĺž toku Čierna voda je lokalizovaný tzv. biokoridor - územie s väčšími
plochami zelene doplnené len niekoľkými málopodlažnými bytovými domami. Pozdĺž Čiernej vody sa
uvažuje s dominantnou rekreačnou zónou, ktorá sa lineárne napája do novej štruktúry vo forme
„zelených pásov“, ktoré smerujú do budúceho rozvojového územia obce.
Ideou návrhu je vytvorenie druhého subcentra Bernolákova, ktoré má zabezpečiť nároky
všetkých obyvateľov.
NÁVRH č. 04. Vytvorenie nového centra Bernolákova za predpokladu presunutia funkcií ako
mestský úrad a spoločenský dom z jeho súčasného malého centra. Návrh uvažuje s budúcim rozvojom
obce južným a juhovýchodným smerom, preto sa centrum Bernolákova presúva do novej
urbanizovanej polomestskej štruktúry.
V centre riešeného územia sa nachádza námestie s hlavnou pešou trasou a hlavným komunikačným
uzlom. Centrum vytvárajú polyfunkčné bytové domy s pestrou občianskou vybavenosťou: kultúrne
stredisko, trh s tržnicou, škola, škôlka, malá športová hala a športové ihrisko, kaviarne, obchody.
Projekt sa snaží o doplnenie doteraz chýbajúcej občianskej vybavenosti v obci a tým zlepšiť kvalitu
bývania. Pôvodné centrum Bernolákova je navrhované ako „srdce“ cyklistov. Návrh rieši spojenie
dvoch cyklotrás, ktoré už v súčasnosti existujú resp. sú vo výstavbe. Navrhované spojenie cyklotrasy
uvažuje s vybudovanými odpočinkovými stanicami pre cyklistov ako aj servisnými službami pre nich.
Ďalšie „srdcia“ - tematické zóny rozlíšené podľa spoločenských aktivít sú navrhnuté aj pre: Šport verejné priestory obsahujú spevnené plochy na rôzne športové hry: skateboard, basketball, tenis,
športové ihrisko; Mládež - verejné priestory zahŕňajú detské ihriská, verejné priestranstvá na
stretávanie mladých mamičiek s malými deťmi a priestory pre aktívne využitie voľného času pre
mládež a rôzne voľnočasové aktivity pre tínedžerov; Kynologické stredisko - verejný priestor pre
psíčkarov je navrhnutý pre chov a výcvik psov. Zástavba sa postupne rozvoľňuje smerom od centra k
rodinným domom. Rodinné domy sú navrhnuté v štýle eco-house, t.j. niektoré rodinné domy majú
spoločné nádrže na zber dažďových a odpadových vôd, ktoré sú recyklovateľné. Nové typy bývania v
štýle co-housing ponúkajú spoločné verejné priestory vo forme záhrad a priestorov na spoločenské
aktivity, ktorými sa môžu zmeniť odizolované rodinné zvyklosti a zlepšiť susedské vzťahy.
Ideou návrhu je vnímanie rozrastajúceho sa vidieckeho sídla ako malého mestečka, ktoré
potrebuje premiestniť svoje nefunkčné centrum do novonavrhovanej zóny, ktorá bude novým
centrom obce. Verejné priestory s funkciami zodpovedajú štandardu malých miest a mestská
forma zástavby je v kontraste s existujúcou vidieckou zástavbou.
112
3.3
2016 / 1
VYHODNOTENIE NÁVRHOV
Výsledkami prípadovej štúdie sú 4 odlišné návrhy zóny „Nová lúka“ v Bernolákove.
Spoločnými črtami návrhov je vytvorenie novej obytnej štvrte s funkciou bývania v rôznych formách
zástavby. Každý obyvateľ si v návrhoch nájde ideálny typ svojho bývania od rodinných domov, „ecohousing“ domov, hybridného bývania, cez málopodlažné bytové domy až po bytové domy v parteri s
občianskou vybavenosťou. Ďalším spoločným motívom návrhov je využívanie rieky Čierna voda na
rekreačné účely a tvorba lineárneho zeleného pásu popri vode.
Návrhy sú odlišné v myšlienke, akú funkciu bude mať nová zóna a jej verejné priestory vzhľadom na
celé Bernolákovo. Návrhy sú urbanisticky tzv. odstupňované od vytvárania monofunkčnej obytnej
zóny cez rekreačnú zónu Bernolákova až po návrhy nového centra/subcentra obce. Návrh 01 sa správa
autonómne a zabezpečuje potreby nových obyvateľov zóny, naopak, návrh 02 vytvára rekreačnú zónu
pre celú obec, návrh 03 je spojnicou 2 centier (starého a novonavrhovaného) a návrh 04 vytvára nové
centrum obce. Navrhované verejné priestory sú rôzneho charakteru, ktorý vystihuje podstatu idey
návrhu. V návrhoch 01, 02 dominujú verejné priestory rekreačného, prírodného či parkového
charakteru. V návrhoch 03, 04 dominujú verejné priestory urbánneho charakteru a simulujú námestia,
ulice v parteri s občianskou vybavenosťou či dominantné pešie priestranstvá. Vytvorenie
monofunkčnej obytnej zóny s prevahou bývania v typologicky rôznych formách zástavby prevažuje v
návrhu 01 a 04.
Obr. 5 Vyhodnotenie návrhov z hľadiska typológie a charakteru verejných priestorov
4
ŠTATISTICKÝ PRIESKUM 2016
Po návrhovej fáze prípadovej štúdie bol uskutočnený štatistický prieskum v čase január - marec 2016.
Na otvorený anonymný prieskum odpovedalo 40 respondentov osobnou formou, formou sociálnych
sietí a e-mailovým vyplnením. 40 respondentov bolo rozdelených na 20 súčasných obyvateľov
Bernolákova a 20 obyvateľov Bratislavy, ktorí by sa do navrhovanej štvrte „Nová lúka“ mali fiktívne
prisťahovať. Prieskum sa prostredníctvom 4 štúdií zameral na zistenie, čo pôvodní i noví obyvatelia od
novej zóny očakávajú. Predpokladalo sa, že súčasné vidiecke obyvateľstvo by privítalo mestskejšie
prostredie verzus noví obyvatelia očakávajú vidiecky spôsob života.
Výsledkom štatistického prieskumu bolo zistenie, že Bratislavčania nepreferujú mestské prostredie,
očakávajú obytnú zónu vidieckeho charakteru s minimom verejných priestorov. Opýtaní respondenti
zdôvodnili, že na vidiek by sa sťahovali kvôli bývaniu v rodinnom dome a pokojnému prostrediu.
Bernolákovčania od novej štvrte očakávajú doplnenie funkcií, ktoré obci chýbajú a privítali by viac
urbanizované verejné priestory. Sumárne sa ale všetci respondenti prikláňajú k myšlienke bývania s
novou rekreačnou zónou na ostrove medzi Čiernou vodou a obtokovým kanálom (návrh 02). Rovnako
sú obe skupiny zamerané proti vytvoreniu nového mestského centra Bernolákova (návrh 04).
113
2016 / 1
Obr. 5 Vyhodnotenie štatistického prieskumu zameraného na očakávania od novej zóny.
5
ZÁVERY - AKO NAVRHOVAŤ VEREJNÉ PRIESTORY VIDIECKYCH SÍDIEL
Za kvalitný a estetický verejný priestor (podľa Bašovej - Štefancovej, 2016, s.68) sa považuje priestor
so sociálnymi impulzami, rôznorodými funkciami, aktivitami, s ľudskou mierkou, trvalo udržateľný,
zdravý, bezpečný a ľahký na údržbu, priestor s regionálnou identitou a lokálnou znakovosťou, priestor
s prevahou pešieho pohybu a optimálnou organizáciou dopravy, priestor s jasne artikulovanými
verejnými a súkromnými zónami, priestor s obnoveným stavebným fondom navrhnutý v duchu
univerzálneho dizajnu, priestor zapamätateľný a ľahký na orientáciu, priestor s koncepciou podľa
ročných období a s vyváženou druhovosťou vegetačných prvkov a pod.
Príspevok prezentuje rôzne princípy a námety pri navrhovaní nových verejných priestorov. V prípade
Bernolákova boli navrhované verejné priestory v novej štvrti aj urbánneho aj rekreačného charakteru v
rôznej miere. Blízkosť hlavného mesta je devízou Bernolákova z funkčného i prevádzkového
hľadiska. Obyvatelia sa pri štatistickom prieskume priklonili k potrebe rekreačných a oddychových
plôch, ktoré podporia charakter vidieckeho sídla. Podobne aj Bratislavčania, ktorí by sa eventuálne do
novej zóny presťahovali, by uvítali prírodnejší charakter so základnou vybavenosťou, pretože
očakávajú pokojné bývanie na vidieku. Metodika ako navrhovať nové verejné priestory vo vidieckych
sídlach v nových (doteraz nezastavaných) zónach nie je jednoznačná. Je nutné analyzovať polohu obce
a blízkosť veľkých miest, demografický a urbanistický vývoj, funkcie, ktoré obci chýbajú a pod.
„Treba stanoviť jasné požiadavky, predstavy a stratégie samosprávy ako aj občanov, ktorí v obci
žijú.“ (Sopirová, 2015, s.110)
[1]
ALEXY, Tibor. Vývoj a premena urbanistickej štruktúry. Vydavateľstvo STU v Bratislave,
Bratislava december 1999. Rozsah 103s. 1.vydanie, ISBN 80-227-1306-6.
[2]
BAŠOVÁ, Silvia - ŠTEFANCOVÁ, Lucia. Creative parameters of urban spaces. In
International Journal of Arts and Commerce. Vol. 5, No. 2 (2016), s. 54-68. ISSN 1929-7106.
[3]
GÉCOVÁ, Katarína. Systém zelene v obci Bernolákovo. In Krajinná architektúra a krajinné
plánovanie v perspektíve. Zborník recenzovaných príspevkov vedeckej konferencie s
medzinárodnou účasťou : Vedecká konferencia s medzinárodnou účasťou a 19. kolokvium
krajinárskych katedier. 1. -2. októbra 2015, Bratislava, Slovensko. 1. vyd. Bratislava :
Nakladateľstvo STU, 2015, s. 105-112. ISBN 978-80-227-4443-0.
[4]
MARCELLI, Miroslav. Filozofi v meste. Vydavateľstvo Kalligram, Bratislava 2009. Rozsah
256s. 2.vydanie, ISBN 978-80-8101-199-3.
[5]
SOPIROVÁ, Alžbeta. Verejné priestory vidieckych sídiel - dopad intervencií na identitu. In
Czech Journal of Civil Engineering [elektronický zdroj]. Vol. 1, iss. 2 (2015), s. 105-110.
ISSN 2336-7148.
[6]
http://www.bernolakovo.sk/infoobec/info-sk-obyvatelstvo.html
[7]
http://www.bernolakovo.sk/zaujimav/zaujimav/pohlad/pohladnice.htm
114
2016 / 1
DIAGNOSTIKA BIOKOROZÍVNYCH NAPADNUTÍ
PRVKOV STAVEBNÝCH KONŠTRUKCIÍ
DIAGNOSTICS OF BIOCORROSIVE ATTACK OF BUILDING STRUCTURES
ELEMENTS
RNDr. Terpáková Eva, Ph.D.
ABSTRAKT
Výskyt porúch v stavebníctve, či už staršich alebo novších budov, môže mať viacero príčin,
môže to byť spôsobené zlým návrhom, nesprávnou realizáciou, kvalitou použitého materiálu a
tiež zanedbanou údržbou. Zvláštne problémy sú spojené s výskytom kolóniami baktérii, húb,
plesní a iných mikroorganizmov, žijúcich na povrchu niektorých konštrukčných prvkov a častí
objektov. Práca je zameraná na diagnostiku degradačných procesov, ktoré sa pozorovali na
vybranom rodinnom dome. Biologické znehodnotenie stavebných materiálov a častí stavby je v
dnešnej dobe veľmi aktuálny problém, pretože degradácia prírodných a syntetických stavebných
materiálov je úplne prirodzený a nezvratný proces, v ktorom sa významne podieľajú nielen
abiotické korozívne látky, ale aj vyššie uvedené faktory. Výber diagnostických postupov a
metodík na posúdenia degradácie preto zohráva dôôležitú úlohu aj z hľadiska návrhu
rekonštrukcie, trvanlivosti a tiež životnosti stavby.
Kľúčové slová: biokorózia, diagnostika stavebných konštrukcií, sanácia
ABSTRACT
The occurrence of failures in construction of buildings, either older or newer, can have several
causes, it can be a low quality design, realization, used material, and also neglect the
maintenance of already existing building. Special problems are connected with presence
societies of bacteria, fungi, moulds and other live organisms on the surface some construction
parts and elements. The work is focused on a diagnostics of the degradation processes of
selected family house. The bio-deterioration of building materials and parts of construction is
nowadays very actual problem because degradation of natural and synthetic building materials
is a natural and irreversible process in which significantly participate not only abiotical
corrosive agents, but above mentioned factors. Therefore choice of diagnostic procedures and
methodologies for assessing degradation plays an important role in terms of reconstruction
design, durability and service life of construction too.
Key words: biocorrosion, diagnostics in civil construction, reconstruction
1
ÚVOD
Pri všeobecnom riešení diagnostiky stavebných konštrukcií je potrebné starostlivo zvážiť
situáciu, vždy s prihliadnutím aj na skutočnosť, či ide o novostavbu alebo či je objekt dlhoročne
využívaný. Ďalším aspektom je prístup resp. starostlivosť o daný objekt zo strany vlastníka
a užívateľa stavby, pričom samozrejme nemusí ísť o ten istý subjekt, nakoľko stavba alebo jej
časti môžu byť len v prenájme, čo čiastočne môže komplikovať spôsob údržby. V mnohých
prípadoch sa riešia poruchy až v období, kedy došlo ku výrazným zmenám technických
parametrov, v krajnom prípade spojených až so statickými poruchami, čo si bude vyžadovať už
115
2016 / 1
radikálny zásah do objektu. V posledných rokoch sa do popredia diagnostických posúdení
dostáva okruh problémov, ktoré súvisia s biokorozívnym napadnutím. Z estetických dôvodov
sú vo väčšom meradle riešené poškodenia v exteriéri stavieb (v zmysle myšlienky, že sú viac
na očiach verejnosti). Častokrát sú však problémy týkajúce sa biokorózie závažnejšieho
charakteru na prvkoch, ktoré sú v interiéri stavieb, nakoľko tieto sú spojené s väčším rizikom
zdravotného ohrozenia užívateľov. Je to pochopiteľné, nakoľko v čase, kedy sa pristupuje ku
radikálnejšiemu spôsobu odstránenia danej poruchy je už poškodenie v značnom rozsahu a to
aj s teoretickým prestupom biodegradácie do vnútorných vrstiev poškodených prvkov, čo je
možné identifikovať aj priamym - vizuálnym spôsobom.
Celkove je možné konštatovať, že napriek uvedeným faktom sú značné rezervy v oblasti
riešenia biokorózie najmä obvodových plášťov panelových domov, ktoré sú ešte v pôvodnom
stave, prípadne už aj po dodatočnej aplikácii kontaktného zatepľovacieho systému ETICS.
Podobné situácie sa vyskytujú aj individuálne v prípade rodinných domov, ktoré už boli
opatrené určitým systémom ETICS (Terpáková, 2016). Pri diagnostike stavu sa zvyčajne
postupuje od získania všeobecných poznatkov a informácií až po podrobný prieskum, ktorý
zahŕňa aj detailné analytické procedúry, či už chemické alebo mikrobiologické skúšanie. V
príspevku budú diskutované praktické poznatky, získané z diagnostiky posúdenia
biokorozívneho napadnutia časti fasády rodinného domu po 5 rokoch od realizácie zateplenia
v konfrontácii s posúdením biokorozívnych zmien povrchových častí muriva v pivničných
priestoroch daného rodinného domu.
1.1
Popis objektu – fasáda
Predmetom posúdenia bol objekt rodinného domu, ktorý sa nachádza cca 200m od menej
frekventovanej cesty 2. triedy v okrese Gelnica (Košický kraj). Budova sa nachádza na miernom
svahovitom teréne, je čiastočne podpivničená, zo severnej strany sa nachádzajú v blízkosti
okrasné dreviny a približne 10m od pozemku tečie potôčik. Západná časť domu je síce
situovaná cca 5m od paralelne situovanej budovy susedného rodinného domu, avšak tento je
vzhľadom na terénne podmienky umiestnený s určitým výškovým rozdielom tak, že
v popoludňajších hodinách nedochádza k tieneniu posudzovanej časti RD, ale západná fasáda
je relatívne intenzívne prehrievaná. V blízkosti južnej a východnej časti budovy sú ovocné
stromy, kríky drobného ovocia a okrasné dreviny. Vek stavby je cca 60 rokov, v r. 2012 sa
vykonala rekonštrukcia fasády RD s čiastočným zateplením. Fasáda je zateplená kontaktným
zatepľovacím systémom Extherm z tepelno-izolačnej dosky z expandovaného polystyrénu EPSF hrúbky 100 mm. Izolant je lepený na pôvodnú fasádu, prídavné kotvenie je zabezpečené
tanierovými hmoždinkami s plastovým tŕňom. Povrchová úprava fasády je akrylátová zatieraná
(hladená) omietka Extherm, z farebným odtieňom svetlotehlovej farby a hrúbkou zrna do 1,5
mm. Z hľadiska realizácie rekonštrukcie stavby sa výrazne poruchy na fasáde v súčasnosti
nepozorujú, avšak v podstate problematickou sa v poslednom období začína javiť severná časť
fasády. Realizácia vonkajšieho zateplenia bola zrealizovaná v súlade s STN 73 0540-2:2012.
Napriek uvedenému faktu sa začali na povrchu fasády vizuálne pozorovať zmeny, ktoré
naznačujú biokorozívne procesy. Konkrétne sa na povrchu fasády približne do výšky 1,0-1,3m
od úrovne terénu začali objavovať nesúvislé vrstvičky sivo-zeleného povlaku, ktoré vyvolali
potrebu detailného prieskumu. Vzhľad napadnutia fasády je dokumentovaný na obr.1.
Na napadnutých fasádach sa okrem farebných prejavov sa vo všeobecnosti pri biokorozívnych
dejoch pozorujú aj ďalšie symptómy ako je tvorba trhliniek, prasklín, prípadne aj zmeny
plošného charakteru - napr. odlupovanie povrchových vrstvičiek náterovej časti alebo
aj omietky. Vizuálne pozorovaná prítomnosť kolónií rias, plesní a siníc už predstavuje vyšší
stupeň deštrukcie. Vo všeobecnosti všetky anomálie znamenajú potrebu diagnostického
posúdenia a následne návrh a realizáciu protiopatrení, keďže každá negatívna zmena teoreticky
ovplyvňuje životnosť a trvanlivosť stavby (Wasserbauer, 2000). V prípade posudzovaného
objektu našťastie neboli pozorované výraznejšie deštrukcie.
116
2016 / 1
1.2 Poruchy podpivničenej časti objektu
Ďalším problémom v posudzovanom objekte, ktorý je však dlhodobejšieho charakteru, je
zavlhávanie podpivničenej časti rodinného domu a to najmä z východnej a južnej strany, čo
korešponduje so situovaním stavby v teréne. Na stenách pivničných priestorov boli už
v minulosti pozorované výskyty plesní, ktoré boli opakovane odstraňované dostupnými
dezinfekčnými prostriedkami stavebnej chémie. Detail biokorozívneho napadnutia steny
v podpivničenej časti je na obr. 2, pri diagnostike bol zrealizovaný aj vlhkostný prieskum
a čiastočné chemické posúdenie.
Obr. 1 Detail biokorozívneho napadnutia fasády (archív autora)
Obr. 2 Detail biokorozívneho napadnutia PP časť RD (archív autora)
117
2016 / 1
1.3. Metodiky prieskumu
Z praktických skúseností je možné vysloviť tvrdenie, že v podstate pri všetkých diagnostických
prieskumoch biokorózie, ktoré sa týkajú silikátových materiálov sa vyžaduje individuálny
prístup (Terpáková, 2008). Pre všeobecné skúšanie vlastností a chemického zloženia
silikátových materiálov ako sú omietky, betón, malty apod. sa vychádza zo známych
normových predpisov resp. pre prvky murovaných konštrukcií sa používajú odporučenia
WTA smerníc na posúdenie napr. vlhkosti ale aj salinity - stanovenia koncentrácií dusičnanov,
síranov a chloridov (WTA smernica 4-5-99).
Pri riešení biokorozívneho napadnutia stavebného prvku určitým biočiniteľom sa musia brať do
úvahy aj špecifiká týkajúce sa odberu a spracovania biologických materiálov a vzoriek
(Wasserbauer, 2000). Takéto vzorky môžu byť kontaminované aj napr. zdravotne škodlivými
zložkami ako sú baktérie, mikromycéty a spóry plesní atď.. Na základe výsledkov posúdenia sa
následne realizuje analýza a hľadanie možných technologických riešení sanácie (Antošová,
2013). Zvyčajne sa navrhujú viaceré varianty sanácie, z ktorých sa volí optimálne riešenie aj s
prihliadnutím na ekonomické ukazovatele a to aj s prihliadnutím na nutné investície a prípadne
aj s ohľadom na dosiahnutie úspor (Antošová, 2015). Na tieto vyhodnotenia návrhov sa
používajú aj multikriteriálne analýzy, v ktorých sa okrem cenových relácií zohľadňuje aj časové
hľadisko realizácií, ochrana prostredia apod..
Prvý krok pri diagnostike biokorozívneho napadnutia je vizuálne posúdenie stavu daného
miesta, na jeho základe je možné čiastočne zhodnotiť aj rozsah znečistenia miesta odberu.
(Terpáková, 2012). Z publikovaných prác z oblasti posudzovania napr. biokorózie fasád po
zateplení systémom ETICS vyplýva, že zvyčajným postupom pri diagnostike rozsahu
znečistenia je určenie aj percentuálneho zastúpenia na stanovenej ploche. Ak je pokrytie
povrchu mikroorganizmami napr. viac ako 50-62,5 %, ide už o významné znečistenie
(Antošová, 2015), vyžadujúce návrh sanácie.
Pre získanie detailnejších informácií o miere napadnutia a o druhoch mikroorganizmov je však
už nutná aj mikrobiologická analýza, ktorá sa rieši na základe odobratých vzoriek z fasády.
V literatúre sú popisované rôzne metodiky odberov (Wasserbauer, 2000), kedy sa používajú
stery, obrusy z povrchu kontaminovanej konštrukcie, prípadne v uzavretých priestoroch v
interiéri sa volia aj špeciálne sedimentačné metódy na posúdenie prítomností spór v ovzduší
(Terpáková, 2012). Pre odber skúšobnej vzorky - kontaminovaného silikátového materiálu sa
vždy stanoví výška resp. miesto odberov a to takým spôsobom, aby bola získaná
reprezentačná vzorka z daného priestoru. Väčšinou ide o miesta s predpokladanou najväčšou
kontamináciou stavebného prvku.
Na stery sa použijú sterilné tampóny, špachtle a iné pomôcky, ktoré sa tesne pred použitím ešte
dezinfikujú napr. v 95% etanole (Terpáková, 2012). Tampóny so sterom alebo zbrúsený silikát
s mikroorganizmami sa urýchlene vložia do sterilnej vzorkovnice alebo sa zachytia na Petriho
misku a následne sa dopravia do mikrobiologického laboratória. Vzorky sa v laboratóriu
spracovávajú obvyklým spôsobom, t.j. za zachovania sterility, podrobujú sa kultivácii po
stanovenú dobu (napr.7-14 dní, pri overenej pracovnej teplote atď.), pozorujú pod
mikroskopom. Mikromycety sa izolujú na jednotlivé druhy, následne sa pripravia
mikroskopické preparáty, ktoré sa študujú vhodným optickým mikroskopom. Samotná
identifikácia mikromycét sa realizuje podľa signifikantných znakov. Na vyhodnotenie druhov sa
používajú dostupné atlasy napr. (Fassatiová, 1976).
Súčasťou mikrobiologického posúdenia napadnutého stavebného prvku a konštrukcie je aj
vlhkostný prieskum, nakoľko mikroorganizmy vyžadujú pre svoj rast vodu (Wasserbauer,
2000). Na stanovenie vlhkosti je možné zvoliť aj nedeštruktívny spôsob – priame stanovenie
vlhkosti, konkrétne stanovenie vlhkosti v murive pivničných priestorov je dokumentované na
obr. 3. Ak sa súčasne realizuje v danom mieste odber silikátovej vzorky pre mikrobiologické
posúdenie, je nutné dodržať aj sterilitu v mieste merania teploty resp. zabezpečiť očistu
použitých meradiel.
118
2016 / 1
V rámci základných rozborov sa pre silikátové vzorky zvyčajne realizuje aj stanovenie salinity ,
zmien alkalickej reakcie, prípadne ďalšie stanovenia týkajúce sa chemického zloženia
(vyjadrené ako prvková analýza).
Obr. 3 Meranie vlhkosti muriva odporovým vlhkomerom Powerfix Profi (archív autora)
2. Výsledky a diskusia
Z posudzovaného rodinného domu boli po zvážení situácie a predbežnej obhliadke odobraté
vzorky, jednak z fasády a tiež z pivničných priestorov. Už popísaným spôsobom boli z fasády
odobraté stery, ktoré sa spracovali v mikrobiologickom laboratóriu, pričom bola identifikovaná
prítomnosť nasledujúcich mikroorganizmov:
• Alternaria sp.,
• Aureobasidium sp.,
• Cladosporium sp.,
• Penicillium sp.
Detailné informácie - presná identifikácia všetkých druhov mikroorganizmov z pohľadu
bežného užívateľa stavby nie sú až tak dôležité ako výber prostriedkov na ich likvidáciu a najmä
úspešnosť sanácie napadnutých častí konštrukcie (v danom prípade častí fasády). V prípade
experimentálneho overovania - aký druh prípravku je vhodný na likvidáciu mikroorganizmov sú
v literatúre popisované prípadové štúdie, v ktorých autori na napadnuté povrchy nanášali
vybrané chemické prípravky, nechali ich pôsobiť po určitú dobu (podľa doporučeného postupu
od výrobcu) a po ukončení ošetrovania a po vysušení povrchu sa vyhodnocovala účinnosť
pôsobenia vzájomným porovnaním (Antošová, 2013), (Antošová, 2015).
V podstate sa v praxi na kontrolu účinnosti použitých fungicídnych prostriedkov využíva
väčšinou len uvedená vizuálna metóda, opakovaný mikrobiologický odber sa z prevádzkových
dôvodov zvyčajne nevykonáva, a v podstate sa predpokladá, že pri dodržaní technologického
predpisu od výrobcu budú mikroorganizmy odstránené.
V danom prípade sa na otestovanie účinnosti sanácie napadnutej časti fasády sa použili 2 rôzne
prípravky A, B , naniesli sa na vytypované miesta a po ošetrení sa vykonalo opláchnutie
a vysušenie ošetrovaného miesta. Výraznejšie účinky sa pozorovali pri prípravku A, takže na
celú plochu sa napokon zvolil tento prostriedok. Získané výsledky boli čiastočne publikované
(Terpakova, 2016). Ako ďalší postup nasledovalo:
• samostatné vizuálne posúdenie pomocou lupy ( zväčšenie 20x)
• fotodokumentácia stavu a detailné hodnotenie snímkov pri maximálnom rozlíšení
• opakovaný ster silikátovej vzorky sterilným skalpelom,
119
•
•
•
2016 / 1
príprava výluhu v mikroskúmavke
stanovenie pH
posúdenie prítomnosti chloridov ( prípravky boli na báze chlóru)
Meraním pH výluhu zo obrusu omietky z fasády sa potvrdilo, že použité prípravky nespôsobili
radikálnu zmenu pH, podobne sa nepreukázali zvýšené koncentrácie chloridov. Z pohľadu
užívateľa bolo dôležité , že testované prípravky nespôsobili farebné zmeny fasády, ktoré boli
očakávané, vzhľadom na chemické zloženie aplikovaných prípravkov.
Na testovanie prítomnosti mikroorganizmov a spórov plesní sa v zahraničných zdrojoch uvádza
aj používanie komerčne dostupných testerov, ktoré sa však využívajú najmä na kontrolu
pracovného prostrediam napr. cielene na posúdenie prítomností určitých druhov
mikroorganizmov v pobytových a zdravotníckych zariadeniach ako sú materské škôlky, byty
apod. (napr. http://www.moldreport.com/mold_testing.html).
Presnosť a spoľahlivosť
stanovení takýmito testermi resp. doba na získanie výsledku je individuálna.
Pre posúdenie degradácie muriva v pivničných priestoroch RD sa mechanicky odobrali 3
vzorky omietok do cca 10mm (vrátane povrchových solí) z výšky 0.5m, 1.0m a 1.5m od
úrovne podlahy, v rohovej časti pivnice (východná a južne orientovaná stena), kde sa
pozorovala prítomnosť plesní (Obr.2). Súčasne sa premerala vlhkosť odporovým vlhkomerom
Powerfix Profi , pričom orientačným meraním bola stanovená vlhkosť muriva cez rozsah
merača (w >2%). Z odberov sa neskôr pri laboratórnom stanovení hmotnostnej vlhkosti
stanovili priemerné hmotnostné vlhkosti v rozsahu až w hm 10 ≈12 %, čo v zmysle hodnotení
podľa WTA smerníc (WTA smernice: 4-5-99) už znamená veľmi vysokú vlhkosť.
Vzorky po stanovení hmotnostnej vlhkosti sa následne použili na posúdenie salinity
a alkalickej reakcie. Miesta odberov sú naznačené na obr. 2. Ďalšie odbery t. č. síce neboli
vykonané, ale v priestore PP posudzovaného RD sa plánuje inštalácia nového plynového kotla
na vykurovanie a s tým budú spojené rozsiahlejšie sanačné zásahy aj do obvodového muriva
a stropnej časti PP, vrátane rekonštrukcie podlahovej časti, čím sa zároveň zrealizuje aj sanácia
vlhkosti. Na obnažených častiach murív sa zároveň bude môcť vykonať aj hĺbkový prieskum
salinity.
V rámci posúdenia degradácie sa odobraté vzorky detailnejšie pozorovali aj pod mikroskopom
Bresser, detaily z odberu 2 (z výšky 1.0m). sú dokumentované na obr.4. Na jednotlivých zrnách
omietky sú viditeľné aj prítomnosti mikroorganizmov s typickým zafarbením. Vzhľadom na
uvedenú skutočnosť, boli ďalšie stanovenia vykonané za zvýšených hygienických podmienok.
Výsledky posúdenia salinity a alkalickej reakcie sú zosumarizované v tab.1. Z porovnania
výsledkov vyplýva, že vyššie koncentrácie solí boli stanovené vo výške 1.5m, čo súvisí
s kapilárnym vzlínaním.
V zmysle kritérií, ktoré sú v súčasnosti používané na hodnotenie salinitity murív (WTA
smernice) vyplýva, že v daných odberných miestach je stredná až vysoká záťaž chloridmi, resp.
stredná záťaž dusičnanmi. Uvedená skutočnosť môže súvisieť so situovaním RD a čiastočne
so spôsobom využívania susednej parcely na pestovanie zeleniny a drobného ovocia.
Presné gravimetrické stanovenie vlhkosti zdôraznilo potrebu sanácie vlhkosti z južnej strany
RD, ktorá pri predchádzajúcich rekonštrukčných zásahoch nebola riešená. Na prítomnosť solí
v omietkách je určite naviazaná aj prítomnosť mikroorganizmov, čo je potrebné riešiť použitím
vhodného fungicídneho prostriedku na ich odstránenie. V budúcnosti pri plánovanom
rekonštrukčnom zásahu sa zároveň očakáva zlepšenie vlhkostno-tepelných podmienok
v priestoroch PP, takže je vysoká pravdepodobnosť, že prítomnosť plesní nebude pozorovaná,
keďže sa odstránia životné podmienky na ich rast.
120
2016 / 1
.
Obr.4 Detail odberu omietky, PP časť RD (výška 1.0m)
Mikroskop Beresser, zväščenie 20x (archív autora)
Odber č. 1
Parameter
Alkalita
pH vzoriek
C chloridov
[%]
omietka
soli
omietka
soli
omietka
8,35
9,46
7,58
9,30
7,80
9,12
0.15
0,30
0,02
0,15
0,55
Stredná
záťaž
0.04
salinita
Hmotnostná
vlhkosť [%]
Odber č. 3
soli
salinita
C
dusičnanov
[%]
Odber č. 2
0,12
Stredná
záťaž
0,03
Stredná
záťaž
9,8
10,2
0,32
0,15
Vysoká
záťaž
0,04
Stredná
záťaž
7,9
10,63
0,26
Stredná
záťaž
9,24
11,15
Tab. 1 Výsledky posúdenia salinity a vlhkosti odobratých vzoriek
3. ZÁVER
Diagnostické posúdenia napadnutých častí konštrukcií mikroorganizmami majú určite zmysel,
nakoľko získané informácie môžu byť využité ako rozhodovací prvok pri výbere sanačných
postupov na jednej strane a zároveň ako kontrolný prvok pri overovaní účinnosti likvidácie
mikromycét. Dominantným záujmom ako realizátora sanácie ako aj vlastníka resp. užívateľa
stavby, je naplnenie základných požiadaviek na stavbu, ktorými sú aj trvanlivosť a hygienická
nezávadnosť stavebného diela.
Poďakovanie: príspevok je spracovaný ako súčasť riešenia projektu VEGA 2/0145/15.
121
2016 / 1
[1] Antošová N., Impact of biocorrosion on the durability of ETICS and empirical findings
about the periodicity of maintenance, Slovak Journal of Civil Engineering 2013,vol. 21,
issue 2, pp. 21-28, DOI: 10.2478/sjce-2013-0009
[2] Antošová, N.: Metodika výberu technológie pre elimináciu mikroorganizmov na ETICS
Czech Journal of Civil Engineering 2015,1, s. 6-14, ISSN 2336-7148
[3] Fassatiová, Olga: Plísně a vláknité houby v technické mikrobiologii. SNTL, Praha, 1979:
240 p., Typové číslo L18-B2-IV-32/82126
[4] On line: http://www.ea-etics.eu/views/etics/about-etics.html
[5] STN 73 0540-2:2012 Tepelná ochrana budov: Tepelnotechnické vlastnosti stavebných
konštrukcií a budov. Časť 2: Funkčné požiadavky, platné od 1.1.2013
[6] Terpáková, E.: The study of building biocorrosion.In: Chemické Listy. Vol. 102 (S), no.
Symposia (2008), p.919-920. ISSN 0009-2770
[7] Terpáková, E.- Eštoková, A.: Analytical support in solving bio-corrosion of fasade systems
ETICS, SGEM 2016,
press)
Section Green Buildings Technologies and Materials, pp.1-6 (in
[8] Terpáková E., Čonková E., Švajlenka J. The importance of multidisciplinary analytical
approach to solving problems of biocorrosion in civil building ESAS 2012: European
Symposium on Atomic Spectrometry: 20th Slovak-Czech Spectroscopic Conference :
Book of Abstracts: October 7 – 12. 2012, Tatranská Lomnica, Slovakia. Bratislava :
Comenius University, 2012, pp. 197, ISBN 978-80-223-3292-7
[9] Wasserbauer R., Biologické znehodnocení staveb (Biological damaged
ABF, a.s. Prague, 2000; pp. 280, ISBN 80-86165-30-2
of buildings).
[10] WTA smernice 4-5-99: Posouzení zdiva – diagnostika zdiva (novelizovaná 4-5-97).
[11] http://www.moldreport.com/mold_testing.html
122
2016 / 1
3D LASER SCANNING OF THE HISTORIC GREEK CATHOLIC
CHURCH – CASE STUDY
Ing. Matúš Tkáč; doc. Ing. Peter Mesároš, Ph.D.
ABSTRACT
Laser scanning is the most modern technology for high quality focusing on real objects. 3D laser scanning
technology allows the space digitizing of objects which means transferring different objects from the real world
into a 3D digital environment where they can continue to work. 3D object scanning allows enhancing the design
process, speeds up and reduces data collection errors, saves time and money and thus makes it an attractive
alternative to traditional data collection techniques. This technology has wide application and it can be used for
surveying of various objects such as buildings, factory buildings, machinery, equipment, engineering networks
and also cultural monuments or statues. The result of a scan is a 3d model point cloud which represents threedimensional image of scanned objects and complex shapes. The aim of the paper is description of methodology
of the work with 3D laser scanner Faro Focus X130 from Faro Company on the real building object - historic
greek catholic church. This paper describes the methodology of laser scanning, describes the specific step during
scanning and describes the possibility of create 2D documentation from 3D model point clouds.
Key words: 3D laser scanning, terrestrial laser scanning (TLS), point cloud, historic buildings, digital
methods
1
INTRODUCTION
Technology is rapidly developing in the Surveying world today. [1] In recent years, the use of
terrestrial laser scanning (TLS) technique in engineering surveys is gaining an increasing interest due
to the advantages of non-contact, rapidity, high accuracy and large scale. This technique delivers
millions of accurate 3D points (mm level accuracy) with a very high point density in a short time (up
to 1 million points per second), which makes it a valuable alternative or complementary technique for
classical topographical measurements based on total station or digital photogrammetry. The terrestrial
laser scanning can still deliver very accurate points even in the situations where other topographical
techniques are difficult or impossible to use. [2] It has become widely used in a range of applications
including building modelling, architecture, deformation modelling, mining surveys and volumes as
well as crime scene analysis. 3D Laser Scanning of solid objects such as buildings has proven to be an
effective method of capturing data and modelling buildings for heritage or remodelling purposes.
Typically TLS instruments have been used in industries such as architecture, engineering,
construction, manufacturing, structural monitoring, heritage preservation, forensics and virtually all
capital projects requiring rigorous design processes. It is also capable of safely acquiring data that
cannot always be easily accessed such as bridge beams, rock faces and highway information. [1] TLS
has been proven effective in urban mapping for applications ranging from as-built documentation to
the three-dimensional (3D) reconstruction of architectural details and building facades. [3] Some of
the main benefits of TLS data acquisition is the increased speed of data capture, accuracy of plans,
elevations, profiles, volumes and area calculations able to be extracted from scans. [1] Terrestrial laser
scanning technology is very well applied in the preparation and processing of documentation
revitalization monument restoration in architecture. Surveying the real state it is carried out for
purposes of drafting the project of realization which documents the extent of restoration of historic
building. These visualization of historical monuments are integrated into digital presentations that are
used for a variety of decision-making studies. [4]
123
2
2016 / 1
METHODOLOGY OF LASER SCANNING
Process scanning consist of:
I.
II.
III.
IV.
V.
Determine the scanning object
Deployment of identical reference spheres
Setting the laser scanner
Setting the scanning parameters
Location of the laser scanner + Start scanning (automatic process)
i.
Determine the scanning object
This church is located in a small village Hačava which is situated in the Slovak Karst. The sacral
dominant in Hačava is Greek Catholic church of the Nativity of the Blessed Virgin Mary from the
18th century. The church was built in the period of artistic directions of Baroque and Classicism. [5]
Fig. 1 Nativity of the Blessed Virgin Mary Greek Catholic Church- Hačava
ii.
Deployment of identical reference spheres
Deployment of reference points is a step preceding the process of scanning. References, or targets, are
used to register multiple individual scans that are each on their own coordinate system, onto a single,
aligned coordinate system. Although scan registration can be done purely on the basis of natural
targets, such as planes, walls, corners etc., it is recommend to enhance the scanned environment with
additional artificial reference objects, like spheres. In principle, the reference sphere are reference
points or places that serve the registration of individual scans. [6]
Fig. 2 Deployment of reference spheres
124
2016 / 1
The spherical shape allows the highest possible scanning efficiency from various directions. [7]
Mathematically it need three corresponding references in the two scans which you like to register to
each other. But a higher number of references per scan may improve the registration results and may
make registration easier and less error prone. Reference spheres should be completely visible in the
scan. They should form a polygon around the scanner and have varying distances to the scanner. They
have to be in the scanning area at varying heights, distances and planes. [6]
iii.
Setting the laser scanner
Before the scanning process must make the following basic settings:
-
Setting up the tripod and mounting the laser scanner
Setting a horizontally plane of the scanner
§ To balance the laser scanner can use either a bubble inclinometer at the tripod or
the inclinometer on the scanner screen. [6] The laser scanner must be in the plane
in each new positions.
iv.
Setting the scanning parameters
Scanning parameters are the parameters used by the scanner for recording the scan data. The main
parameters include: [4]
§
§
Creating a scan project (project name, the name of the individual scans,…)
Selecting a scan profile
o Indoor (to 10 m, over 10 m – in our case)
o Outdoor (to 20 m, over 20 m – in our case)
Setting resolution and quality
o Resolution:
1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/8, 1/10, 1/16, 1/20 and 1/32
o Quality:
1x, 3x, 4x, 6x, 8x
• In our case: Indoor:
1/5 – 4x; scan time – approximately 08: 40
Outdoor:
1/4 – 4x; scan time – approximately 11:15
Color settings and various general settings
§
§
v.
Locations of the laser scanner + Start scanning
If is the scanner in the first position, it can start scanning process which is automatic. During scanning,
the scanner rotates clockwise by 180°. If it is scanning with color, the scanner will continue to turn to
360° to take the pictures. These color images are used to measured data were true color. Now, it may
move the scanner to the next scan position and start a new scan. [6]
The aim of the laser scanning was interconnection of
interior and exterior. In this case, it didn't matter if the
first position of the laser scanner was indoors or
outdoors. We decided that the first position of the
scanner will be in the interior. We started in the
sanctuary where were two positions of the scanner
(0; 1). We continued to the third position (2) in the
aisle and fourth position on the chancel (3). Positions
five (4), six (5) and seven (6) were very important
because they allowed interconnection between interior
and exterior. Views from this three positions are
displayed in Figure 4. Interconnection through the
windows was very complicated eventually unrealistic.
This was a very specific and very important step
during scanning.
Fig. 3 Eighteen positions of the laser scanner
125
2016 / 1
In the exterior we then continued around an object. The total scan time was five hours. These five
hours consisted of installing the scanner, deployment of reference spheres, changes in positions of the
scanner, from settings plane in each new position of the scanner and from scanning process which was
completely automatic. The positions of the reference points were often different because we had
available just twelve pieces of reference sphere and couldn't be deployed so that their position didn't
change.
Fig. 4 Interconnection between interior and exterior
4
FROM 3D LASER SCANNER DATA TO 2D PLANS
Historical buildings like this often don't currently have the project documentation. The technology of
laser scanning offers the possibility of creating 2D documentation from 3D model point clouds, but
very important step is to interconnection interior and exterior. Without this step is impossible to
generate the thickness of the walls in technology of laser scanning. In this case, to create a 3D model
of point clouds was used software Faro SCENE. The software Faro SCENE has been specially developed
for the laser scanner Faro Focus3D. The function of this program is to prepare and manage laser scans
generated by laser scanner FARO. The program offers registration which consist of three steps and it
designation of reference spheres, interconnection of reference spheres and completion of the registration.
Next this program offers simple measurements, coloring the point clouds, deleting redundant points, export
of point clouds to various formats or creation of virtual tours. [8]
126
2016 / 1
These were the steps that preceded the creation of a 3D model point clouds which you can see in
Figure 5 - A. To get the floor plan of this church we had to export this project in the format RCP into
other software which was PointSense Building. PointSense Building will be applied where 2D plans
must be generated from 3D plans in a short period of time, e.g. for property planning, property survey
for facility management or for interior fitting and special construction. This software provides
numerous tools for efficient, semiautomatic drawing and plan design. The product supports almost all
laser scanner formats on the market. Disturbing items such as trees or furniture can be cut out of the
point cloud easily. Floor plans from any height and sections from any position can be generated
efficiently. [9]
On Figure 5 - B you can see the result and meaning interconnection of the interior and exterior of laser
scanning for the purpose of creating 2D documentation. The floor plan on the figure 5 - B isn't
standard floor plan which is made up of building lines. Is it the floor plan which is always made up
from point clouds and now it is necessary to mechanically retrace lines point clouds classical building
lines. This step is called horizontal tracing. This step is a strong tools for planning engineers, architects
and designers because now they have accurate dimension of the present condition. This object was
scanned twice in total and the difference you can see again on picture 5 - B; C. In order to calculate the
facade was scanned only exterior but this view isn’t applicable when creating 2D documentation. This
view can be seen in Figure 5 – C. Other options which allows the software PointSense Building to
create 2D design documentation are as follows:
Specific commands for doors, staircases, niches or pillars speed up the drawing of floor plans. For
example, five clicks or less is enough to generate doors, and their accompanying dimensions. Planes
can be extracted from the point cloud automatically and provide edges and corners through spatial
joining. Using built-in area management tools, intelligent room polygons can be generated quickly and
comfortably from created outline plans. This clear and adaptable structure view makes areas more
manageable and room dimensions for usable space clear. With the click of a button, graphical
visualizations, room tags and reports can be generated with information such as surface area of rooms,
floor types, room usage, etc. [9]
Fig. 5 A - 3D model point clouds; B - floor plan (exterior+interior); C – floor plan (only exterior)
127
5
2016 / 1
CONCLUSION
The main objective of this paper was to point out the technology of 3D laser scanning. 3D laser
scanning is in civil engineering probably today the most progressive non-contact method for surveying
real state. How object for 3d laser scanning was used historic church in a small village Hačava. The
first part of this paper describes concise the methodology of 3D laser scanning on the place scanning
and describes a specific step during scanning and it is interconnection between exterior and interior.
The second part of this paper describes the possibility of creating 2D project documentation from 3D
model point clouds. This article showed that laser scanning is an effective tool for surveying the real
state in civil engineering and in particular it is a strong tool for surveying historical buildings.
Acknowledgements
The article presents a partial research result of project VEGA – 1/0677/14 „Research of construction
efficiency improvement through MMC technologies”.
The article is the result of the Project implementation: University Science Park TECHNICOM for
Innovation Applications Supported by Knowledge Technology, ITMS: 26220220182, supported by
the Research & Development Operational Programme funded by the ERDF.
Literature
[1]
STANLEY, Thomas: Assessment of the FARO 3D Focus Laser Scanner for Forest Inventory:
Dissertation thesis. University of Southern Queensland, 2013. Pages 86. [citované 2016-0523]. Dostupné na:
<https://eprints.usq.edu.au/24708/1/Stanley_2013.pdf>
[2]
WANG, Weixing et al.: Applications of terrestrial laser scanning for tunnels: a review. In:
Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). Volume 1, Issue 5
(2014), Pages 325-337. [citované 2016-05-23]. Dostupné na:
<http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095756415302798>
[3]
KANG, Zhizhong et al.: Automatic Registration of Terrestrial Laser Scanning Point Clouds
using Panoramic Reflectance Images. [online]. 2009. [citované 2016-05-23]. Dostupné na:
<http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3348833/>
[4]
PUKANSKÁ, Katarína et al.: Dokumentácia kultúrnych pamiatok – laserové skenovanie a
digitálna fotogrametria. [online]. 2008. [citované 2016-05-24]. Dostupné na:
<http://www.obnova.sk/clanok/dokumentacia-kulturnych-pamiatok-laserove-skenovaniedigitalna-fotogrametria>
[5]
Rožňava a okolie…: Hačava. [online]. [citované 2016-05-25]. Dostupné na:
<http://www.retep.sk/okolie/hacava/hacava.php>
[6]
FARO Laser Scanner Focus3D X130. 2014. [citované 2016-05-25]
[7]
Laser Scanner Reference Sphere Set (UltraX). [online]. [citované 2016-05-26]. Dostupné na:
<http://shop.laserscanning-europe.com/Laser-Scanner-Reference-Sphere-Set-UltraX>
[8]
IQservices.eu: Software. [online]. [citované 2016-05-28]. Dostupné na:
<http://www.iqservices.eu/en/software/faro-scene.html>
[9]
PointSense Building: Software for surveying and as-built documentation. [online]. [citované
2016-05-30]. Dostupné na:
<http://gb.faro3dsoftware.com/CAD/Products/PointSense/3D_Laser_Scanner_Building.php>
128
2016 / 1
PRAVDĚPODOBNOST DODRŽENÍ NÁKLADŮ Z NÁVRHU VE
VÝSTAVBĚ V ČR
PROBABILITY OF KEEPING THE DETAILED ESTIMATE OF CONSTRUCTION COST
IN THE CZECH REPUBLIC
Ing. Stanislav Vitásek
ABSTRAKT
Článek se zabývá výpočtem statistických ukazatelů a pravděpodobnosti dosažení plánovaných nákladů
z návrhu stavebního díla, při použití obvyklých nástrojů pro ocenění stavební produkce v ČR. Výpočet
statistických veličin, je založen na datové základně třiceti bytových domů realizovaný dvanácti
stavebními firmami. Sedmdesát procent bytových domů bylo dokončeno v roce 2015 a zbylé v roce
2014. Dále se článek věnuje rizikům, která mají největší vliv na pohyb skutečně dosažených nákladů
oproti návrhu. Konkrétní rizika se získala od zástupců předních stavebních firem v ČR, pomocí
Delfské metody. Článek tedy přináší reálný obraz práce s náklady v českém stavebním prostředí,
určený primárně stavebním firmám pro jejich cenovou (obchodní) strategii spolu s návrhy na zvýšení
pravděpodobnosti dosažení plánovaných nákladů z návrhu stavebního díla v samotné výstavbě.
Klíčová slova: Náklady, statistika, stavebnictví.
ABSTRACT
The article is about statistical index calculations and about the determination of the detailed estimate
cost precision of the construction, while using the usual tools to estimate the price for the development
in CZ. Statistical input calculations are based upon the data basis of thirty apartment buildings,
constructed by twelve different developers. Seventy percent of the apartment buildings were finished
in the year 2015 and the rest in 2014. Furthermore, the article discusses the risks detected by the
Delphi Method, and in cooperation with the representatives of the main developing companies in CZ.
The article, therefore brings the realistic view, how we work with the costs in Czech development
industry and its determined primary for the developers, to help them with the economic strategy, and
with the proposals, how to increase the probability of meeting the detailed estimate of construction
cost.
Key words: Construction, Estimate Cost, Statistics.
1
ÚVOD
Každá stavební firma chce mít plně pod kontrolou svoje náklady, aby mohla co nejlépe fungovat. Na
rozdíl od ostatních odvětví průmyslu, je ve stavebnictví každý produkt (stavební dílo) unikát a stanovit
přesně jeho cenu ve fázi návrhu je velmi obtížné. Ani za použití nejmodernějších nástrojů není téměř
možné dosáhnout přesně sta procent plánovaných nákladů po samotném konci výstavby. Můžou se
však hledat cesty, které pomohou se k tomuto číslu, co nejvíce přiblížit. V článku se pracuje
s aktuálními daty právě dokončených bytových domů, kde většina těchto objektů byla uvedena do
provozu v roce 2015 a zbylé v roce 2014. Jedná se o třicet bytových domů, realizovaných dvanácti
společnostmi. Potřebná data se zajistila od předních představitelů stavebních firem v ČR. Spolu s
poskytnutými informacemi o nákladových cenách stavebních objektů z návrhu a po dokončení, se
129
2016 / 1
vybraní zástupci vyjádřili k rizikům, která nejvíce ovlivňují nákladovou cenu z návrhu v samotné
realizaci stavebního díla. České stavební firmy nebyly příliš ochotné uvolňovat tato citlivá data, ale
nakonec podlehly tlaku akademické obce. Získaná data se zpracují pomocí různých statistických
technik, které reálně mapují aktuální stav práce s náklady v ČR.
Článek se výhradně zabývá nákladovou cenou z pohledu generálního dodavatele stavebního díla v
soukromém sektoru. Nákladová cena stavebního díla je termín reprezentující celkové náklady na
výstavbu s přiměřeným ziskem pro zhotovitele. Jedná se pouze o náklady ze stavební činnosti
budoucího objektu, bez koupě pozemku, odvodů daní atd. [1] V tomto výzkumu se aplikovaly právě
nákladové ceny, které sloužily jako podklad pro smlouvu o dílo.
2
STATISTIKA A NÁKLADOVÁ CENA ZA STAVEBNÍ DÍLO
Pomocí statistických údajů se nejlépe analyzuje aktuální stav této problematiky v ČR. Data pro
analýzu českého trhu poskytlo dvanáct středně velikých stavebních firem s ročním obratem do 15 000
000 € ročně, celkem pro třicet objektů. Jedná se o bytové domy s rozsahem obestavěného prostoru od
5 000 m3 do 13 000 m3, které byly zkolaudované v letech 2014 a 2015. V cenovém rozmezí od 700
000 € do něco málo přes 2 000 000 €. Konstrukční systém drtivého množství objektů je založen na
monolitickém betonovém skeletu vyplněném keramickými tvárnicemi s plochou střešní konstrukcí.
75,52
Dosažená hodnota nákladové ceny z návrhu [%]
84,01
105,00
85,02
88,01
95,01
90,99
84,00
104,00
87,00
94,02
84,01
88,00
114,99
102,99
95,00
85,99
83,00
94,00
93,99
85,00
83,00
84,01
106,02
92,01
88,99
88,00
96,00
92,01
94,01
Tab. 1 Procentuální vyjádření dodržení nákladové ceny z návrhu
Tabulka č. 1 shrnuje výsledky z údajů poskytnutých stavebními firmami. Z výše získaných dat je
zřejmé, že stavebním společnostem se daří umísťovat do svých rozpočtů značné rezervy. Například
pokud nákladová cena z návrhu byla 925 000 € a po realizaci 740 000 €, došlo k 80 % naplnění
nákladů z návrhu. Záleží pak dále na smluvních podmínkách mezi investorem a generálním
dodavatelem, jak se s těmito rozdíly mezi sebou vypořádají. Pouze v pěti případech z třiceti došlo
k překročení nákladové ceny z návrhu. Dále u třinácti objektů z třiceti, tedy každý třetí přesáhnul
nákladovou cenu z návrhu o více jak 10 %. A samotný aritmetický průměr všech dosažných
nákladových cen z návrhu (tab. 1) je okolo 92 %.
130
2016 / 1
6763
11383
11898
8838
183
164
168
197
84,01
83,00
94,01
181
88,99
88,00
174
92,01
7353
190
106,02
5696
168
167
96,00
185
85,00
83,00
195
179
93,99
84,01
94,00
183
160
85,99
84,01
185
114,99
84,00
170
158
88,00
6829
11750
9012
11120
11989
8636
8237
11047
12362
11635
10659
Cena [€/ m3]
5370
163
160
102,99
190
174
75,52
94,02
176
95,00
7222
10746
12968
172
90,99
7418
179
95,01
179
188
88,01
87,00
8043
7823
12607
11029
7025
167
85,02
5580
190
166
92,01
105,00
162
104,00
5070
12485
Velikost obestavěného prostoru [m3]
Dosažená hodnota nákladové ceny z návrhu [%]
Obr. 1 Závislost dodržení nákladů z návrhu na velikosti obestavěného prostoru
Závislost dosažené procentuální hodnoty z návrhové nákladové ceny na velikosti objektu stanovených
podle m3 obestavěného prostoru zobrazuje obrázek výše (obr. 1). Ze získaných dat vyplývá, že při
větším objemu obestavěného prostoru bytového domu klesá procentuální hodnota dodržení nákladové
ceny z návrhu. Jednoduše tedy čím je objekt „větší“, tím je dosažená procentuální hodnota nákladové
ceny z návrhu nižší. Obrázek č. 1 také uvádí křivku s peněžně vyčíslenými údaji o ceně za 1 m3
obestavěného prostoru. Z těchto dat se dá vyčíst, že cena za 1 m3 bytového zděného domu nemá
přímou spojitost s velikostí objektu a pohybuje se v průměru okolo 176 €.
Přesnost dodržení nákladů z návrhu se vyhodnocuje jako ukazatel správné práce s náklady jakékoli
stavební firmy. Zatím není v ČR žádná obecně platná pevná hranice, která určuje, jaké dosažené
hodnoty jsou brány jako akceptovatelné a jaké nikoli. Správným cílem pro české stavebnictví je se co
nejblíže přiblížit +- 5 % rozdílu mezi cenami z návrhu a po dokončení stavebního díla. Tato hranice je
vnímána v mezinárodních publikacích, jako známka profesionálního přístupu k plánování a
samotnému řízení nákladů stavebního díla pro tento druh pozemního stavitelství. [2]
3
RIZIKA A NÁKLADOVÁ CENA ZA STAVEBNÍ DÍLO
Stavební praxe na území ČR má svoje unikátní rizika, s kterými se musí více či méně počítat při
sestavování nákladové ceny. Jejich ocenění a zahrnutí do samotné smlouvy o dílo je individuální a
každá firma má svůj systém, jak s nimi pracovat. [3] Tato kapitola je věnována identifikaci právě
takových rizik, které nejvíce ovlivňují rozdíl mezi nákladovou cenou z návrhu a skutečně dosaženou.
Obvykle se rizika představují jako hrozba negativně ovlivňující výsledek projektu. V článku se pracuje
s riziky tak, že mohou ovlivnit projekt i v opačném směru. Tedy, reálná nákladová cena po zhotovení
objektu může mít nižší hodnotu než nominální cena z návrhu.
Konkrétní výběr rizik se provedl pomocí delfské metody. Tato expertní metoda spočívá v obeslání
skupiny odborníků s hledáním odborného řešení nezávisle na sebe. Do průzkumu se zapojili odborníci
z řad stavebních firem, kteří poskytli data pro výpočet statistických údajů (2. kapitola). Respondenti
měli zmapovat a vyhodnotit nejčastější rizika spojená s dodržováním nákladů z návrhu díla ve
výstavbě. Vybraným rizikům hodnotitelé přiřadili velikosti dopadu od hodnoty 1 až 10, tedy od
zanedbatelného dopadu až po nepřijatelný a procentuální pravděpodobnost jejich výskytu. [4] Na
základě získaných odpovědí se bylo možné vymezit na pět nejvýznamnějších rizik:
•
Nedostatečná projektová dokumentace
131
•
•
•
•
2016 / 1
Chybně sestavený stavební rozpočet
Nedodržení či nejasnosti podmínek ve smlouvě o dílo
Vznik více prací nebo méně prací
Subdodavatelé
Výsledky průzkumu jsou shrnuty níže v obrázku č. 2, kde se sestavilo maticové ohodnocení rizik. Jako
rizika s největším podílem na změně ceny z návrhu se identifikoval chybně sestavený rozpočet a práce
se subdodavateli. Riziko chybně sestaveného rozpočtu, ať už chybou kalkulace nebo vlivem nesprávně
sestaveného výkazu výměr, vede k chybným objednávkám během realizace, zmatečním procesům při
vykazování práce, zkreslení cen a k nežádoucím zvýhodněním jedné nebo druhé strany.
Obr. 2 Matice rizik
Druhým nejzásadnějším rizikem je práce se subdodavateli. Většina středně velkých firem v ČR
realizuje obvykle větší část díla právě za pomoci subdodavatelů. Subdodavatelské firmy generální
zhotovitel stavby najímá na práce, které není schopen zabezpečit z vlastních zdrojů, ať už kvůli
kapacitě či absenci potřebné kvalifikace. Jedná se většinou o řemeslnické činnosti. Při realizaci v praxi
běžně dochází k opětovnému poptání subdodavatelů, tedy do realizace. Výsledkem takového procesu
je obvykle snížení nákladové ceny z návrhu.
4
ZÁVĚR
Přesnost stanovení nákladů z návrhu a pak samotné dodržení je ukazatel správné práce s náklady
jakékoli stavební firmy. Provedený výzkum z databáze třiceti bytových domů určil, že aritmetický
průměr dosažení nákladů z návrhu je okolo 92 %. Další statistický údaj přinesl zjištění, že při větším
objemu obestavěného prostoru bytového domu klesá procentuální hodnota dodržení nákladové ceny
z návrhu. Na nadsazenost směrných cen z cenových soustav a špatné firemní kalkulaci poukazují data,
o přesáhnutí nákladové ceny z návrhu o více jak 10 % u každého třetího objektu. Posledním důležitým
číslem je částka 176 €/ m3 obestavěného prostoru, kde se neprokázala přímá spojitost ceny za m3 s
velikostí objektu. Tyto ukazatele reflektují reálnou práci s náklady středně velikých stavebních firem v
ČR. Samozřejmě stanovit samotnou hranici přípustných odchylek je velice obtížné a plošně
neaplikovatelné. Správným cílem je pro české stavebnictví, co nejblíže se přiblížit +- 5 % rozdílu mezi
132
2016 / 1
cenami z návrhu a po dokončení stavebního díla. Tak jak je tomu ve vyspělých zemích. Na druhou
stránku dosahovat přes 90 % průměr dodržení nákladové ceny z návrhu vzhledem ke všem rizikům
není úplně nejhorší. S přibývajícím tlakem na optimalizaci nákladů a konkurenci je zřejmé, že
procentuální odchylka od nákladové ceny z návrhu se bude dále snižovat.
Návrhy opatření souvisejí s aplikací dostupných nástrojů, které mají za cíl snížit pravděpodobnost
nedodržení nákladů z návrhu, jsou bohužel zatím málo rozšířené. Chybovost ve stavebních rozpočtech
představuje ideálního zástupce pro využití komplexních nástrojů založených na Build information
modeling (BIM). Generování výměr spolu s odkazováním stavebních prvků na příslušné cenové
soustavy, zatím spíše v různých agregátech, podstatně ulehčuje a zpřesňuje kalkulantům jejich práci.
Tedy i náklady za stavební dílo. Druhým nejvíce rizikovým faktorem se vyhodnotila práce se
subdodavateli. Bohužel při výběru vhodného subdodavatele na vybrané stavební činnosti je stále
převažujícím kritériem nejnižší cena za provedené práce. Možné řešení spočívá v akceptování vyšších
cen za provedené práce, které by reálně mohly dosáhnout nákladové ceny z návrhu a přinést do
stavebního procesu kvalitní subdodavatele. A dále spolupracovat s firmami, s kterými máme
dlouhodobě dobré zkušenosti.
Největší přínos pro přesnost stanovení samotných nákladů v návrhu díla si slibuji od modelů
založených na BIM. Zapracováním této technologie se zvýší kromě přesnosti stanovení nákladů v
návrhu díla i konkurenceschopnost a věrohodnost v očích investora. Bohužel ještě stále v ČR chybí
dosti reprezentativních vzorků na kvalitně provedený výzkum a potvrzení hypotézy o eliminaci
dominantního faktoru, tedy chyby ve stavebním rozpočtu.
Poděkování
Tato práce vznikla za podpory grantu z Českého vysokého učení technického v Praze, grant
č. SGS16/026/OHK1/1T/11.
[1]
WHYTE, Andrew. Integrated design and cost management for civil engineers. Boca Raton:
CRC Press/Taylor, 2015. ISBN 978-041-5809-214.
[2]
BALDWIN, A, Ronald MCCAFFER a Sherif OTEIFA. International bid preparation.
Geneva: International Labour Office, 1995. ISBN 92-210-8752-2.
[3]
RISK MANAGEMENT FOR DESIGN AND CONSTRUCTION CRETU, Ovidiu, Robert
STEWART a Terry BERENDS. Risk management for design and construction. Hoboken,
N.J.: RSMeans, c2011. ISBN 04-706-3538-X.
[4]
WILLIAMS, Peter. Managing measurement risk in building and civil engineering. Hoboken,
NJ: John Wiley, 2015. ISBN 978-111-8561-522.
133

Czech Journal of Civil Engineering

Transkript

Podobné dokumenty

Sborník konference RECYCLING 2016

Text práce - Katedra geoinformatiky

O NEJLEPŠÍ

Stáhnout

Certifikovaný zateplovací systém

nerovnoměrně jhem

Extherm Katalog 2014

Systém odvádění vody ze střech LORO-X

Kontrolně inspekční Kontrolně inspekční činnost v údržbě činnost v

Jistící stanoviště

4. přednáška - ČVUT :: Fakulta Stavební :: Experimentální

Zjednodušený návod k programu Atlas DMT

4 - 5/2012

Aktuality 92 - Asociace pro urbanismus a územní plánování

Otevřený časopis pro filosofii a společenské vědy

K420id Meter - DK

Zkušební postupy pro zkoušení betonu v

5. česko-slovenské symposium Výsledky výzkumu a vývoje pro

2015-02

Seznam zastávek zařazených do systému AMSBUS

5 Metody vizualizace a využití, software

Košický kraj