Realizace betonového domu v Otvovicích
Na začátku každé stavby stojí stavebník před základní otázkou, jaký zvolí stavební materiál pro nosnou konstrukci domu. Pro stavbu rodinných domů jsou nejčastější volbou různé zdicí systémy s dodatečným zateplením, dřevěným krovem a založením z betonu. Beton je ale díky svým mechanicko-fyzikálním parametrům vhodný pro kompletní nosnou konstrukci.
Parametry betonu
Beton se nejčastěji využívá pro vysokou pevnost v tlaku, která se pro běžné nosné konstrukce pohybuje v rozmezí 15–50 MPa. Tahová pevnost betonu činí zhruba 1/10 pevnosti v tlaku, ale běžně se s ní nepočítá. Díky vysoké pevnosti v tlaku můžeme realizovat stěnové konstrukce v malých tloušťkách, bez problémů se stabilitou, jak tomu může být u zdicích systémů ve stejných tloušťkách. V případech, kde je to potřeba, se tahová pevnost betonu zvyšuje rozptýlenou výztuží.
Běžný beton není tepelně izolačním materiálem a vždy je proto třeba počítat se sendvičovým typem konstrukce. V případně dnes oblíbených nízkoenergetických a pasivních staveb jsou ale sendvičové konstrukce standardem i u nejběžnějších zdicích systémů. Pro tepelnou pohodu je dobré zvolit materiál schopný akumulovat teplo. Konstrukce pak dokáže vyrovnávat velké teplotní rozdíly, nebo přebytek tepla od výkonného zdroje, například krbu. Tepelně akumulační vrstva je z pohledu stavební fyziky velmi vhodná i pro nosnou deskovou konstrukci střechy, pod tepelnou izolaci a krytinu. Takto zvolená skladba velmi efektivně předchází přehřívání interiéru podkroví. Beton je vhodným materiálem i pro zajištění vzduchové neprůzvučnosti obvodových i vnitřních konstrukcí.
Pro zde uváděnou realizaci rodinného domu v Otvovicích byl beton zvolen základním materiálem nosných konstrukcí. Suterén je řešen jako vodonepropustná konstrukce (bílá vana), obvodové stěny jsou betonové s využitím ztraceného bednění, stropy jsou monolitické železobetonové a střešní nosná konstrukce je řešena jako monolitická desková konstrukce.
Obr. 1 Dokončená stavba
Obr. 2 Provádění podkladních betonů
Obr. 3 Betonáž základové desky
Obr. 4 Betonáž stěn suterénu
Obr. 5 Stropní konstrukce nad 1.NP
Obr. 6 Betonáž stěn do ztraceného bednění
Obr. 7 Vnitřní schodiště
Obr. 8 Betonáž střechy
Obr. 9 Odbedněná konstrukce střechy
Obr. 10 Ukládka cementové pěny Poriment
Obr. 11 Povrch potěru CemFlow po přebroušení
Obr. 12 Řez konstrukcí
Podkladní betony
Podkladní betony mají za účel zajistit čistý pevný podklad, na kterém je možné vyvázat výztuž desky a provést betonáž. Na tyto podkladní vrstvy se používají nejnižší vyráběné pevnostní třídy betonů. V tomto konkrétním případě činila tloušťka 100 mm a byl použit beton C12/15.
Základová deska
Suterén je řešen jako vodonepropustná betonová konstrukce (bílá vana). Vodonepropustnost je tedy zajištěna pouze konstrukcí, nejsou zde žádné další izolační vrstvy proti vodě. Konstrukce desky má tloušťku 300 mm (dle TP ČBS 02) a je vyztužena kombinací prutové a rozptýlené výztuže. Použit byl beton Permacrete®, který má omezený vývoj hydratačního tepla a smrštění, za účelem snížení vynucených namáhání konstrukce. Pevnostní třída betonu je C25/30. Rozptýlená výztuž byla použita za účelem omezení šířky trhlin a jejich propustnosti pro vodu.
Stěny bílé vany
Stěny bílé vany mají tloušťku 300 mm (dle TP ČBS 02) a jsou vyztuženy pouze rozptýlenou výztuží. Prutová výztuž je použita pouze na propojení mezi základovou deskou a stěnou. Ve stěnách jsou rozmístěny křížové plechy pro zajištění vodonepropustnosti řízených trhlin. Řízené trhliny by měly být maximálně ve vzdálenosti dvojnásobku výšky stěny. V tomto konkrétním případě byly řízené trhliny umístěny ve vzdálenosti maximálně 4,2 m a vodonepropustné trhlinky vznikly po zahájení topné sezony pouze v těchto definovaných místech. Použit byl stejný typ betonu Permacrete® jako pro základovou desku.
Stropy
Stropní konstrukce nad 1. PP a 1. NP jsou provedeny jako monolitické železobetonové o tloušťkách 250 mm, resp. 220 mm nad 1. NP. Strop nad 1. NP je provedený jako pohledový. Použit byl beton třídy C25/30 XC1.
Stěny do ztraceného bednění
Obvodové nosné stěny byly provedeny do ztraceného bednění ze štěpkocementových desek, s tepelně izolační vrstvou ze šedého polystyrenu o tloušťce 180 mm. Betonové jádro má tloušťku 150 mm. Stěna je vyztužena svisle umístěnými trigony, umístěny jsou každé 2 m. Betonáž každého patra probíhala na 3 postupy, aby nedošlo k vybočení bednění. Použita byla směs SystemCrete®, která je svou zpracovatelností uzpůsobená pro ukládku do prvků tohoto typu. Betonová směs má konzistenci S2-S3 a je čerpatelná. Beton byl pevnostní třídy C25/30 XC1.
Schodiště vnitřní a venkovní
Železobetonová schodiště mají výhodu v tvarové volnosti a tuhosti konstrukce. Je potřeba použít beton hustší konzistence, aby bednění nepodtékalo. Pro venkovní schodiště byl beton třídy C30/37 XF4, aby odolal mrazovým cyklům za přítomnosti vody a rozmrazovacích látek. Pro vnitřní schodiště byl použit stejný beton jako pro obvodové stěny.
Železobetonová konstrukce střechy
Nosná konstrukce střechy je ve většině případů rodinných domů řešená dřevěným krovem. Tento způsob má své výhody i nevýhody. Mezi nevýhody patří zejména přehřívání prostoru podkroví v letním období a riziko degradace střešních vrstev v čase, vlivem pracovní nekázně při výstavbě (typicky porušení parotěsné vrstvy). Železobetonová nosná konstrukce střechy je náročnější finančně i vzhledem k provádění. Má však své významné výhody. Vzhledem k tepelně akumulačním schopnostem betonu dokáže takto provedená konstrukce vyrovnávat velké výkyvy ve venkovních teplotách na střeše v noci a ve dne, v letním období. Než se betonová konstrukce stihne přes den prohřát a začít ovlivňovat vnitřní klima v podkroví, tak začne v noci vychládat. Pro správnou funkci tohoto systému je ale nutný komplexní návrh skladeb.
Další výhodou je vysoká plošná hmotnost, díky které je dosahovaná vysoká vzduchová neprůzvučnost, což je výhodou zejména v blízkosti rušných lokalit, jako jsou letiště, železnice nebo dálnice. V neposlední řadě je konstrukce odolnější drobné technologické nekázni při výstavbě a požáru. V případě poškození nebo rekonstrukce vrchních vrstev střechy nedojde k zničení vybavení podkroví, protože samotná železobetonová konstrukce je schopna prostor podkroví v průběhu oprav provizorně ochránit. V případě popisovaného rodinného domu byla zvolena desková nosná konstrukce, provázaná stropem nad 2. NP. Železobetonové konstrukce měly tloušťku 150 mm a byly provedeny z betonu C25/30 XC1. Desky střešní konstrukce byly provedeny ve spádu 45° a byly bedněny jednostranně. Z důvodu provádění a zajištění vyšší požární odolnosti konstrukce byla v betonu použita polypropylenová vlákna. Při jednostranném bednění konstrukce v takovémto sklonu nelze očekávat povrchy v pohledové kvalitě. Při požadavku na pohledovost by se bednění muselo provést oboustranně a použít samozhutnitelný beton.
Výplňová vrstva podlah
V moderních stavbách je prováděno velké množství rozvodů (VZT, voda, topení, elektro…). Pro tato vedení a jejich křížení je nutno připravit prostor. Ideálním řešením je vést tyto rozvody v rámci podlah, na nosné konstrukci stropu. Je nutné pamatovat na to, že rozvody by neměly narušovat konstrukci stropu, ani roznášecí vrstvu podlahy. V tomto konkrétním případě byly rozvody umístěny v tepelně izolační vrstvě z cementové lité pěny Poriment®. Výhodou je dobré obtečení rozvodů a vytvoření pevné vrstvy pro roznášecí vrstvu z potěru. Tloušťka vrstvy činila 10 cm v 2. NP a 15 cm v 1. NP. Vzhledem k instalaci VZT rozvodů v podlahách byla shledána jako optimální tloušťka vrstvy 15 cm.
Roznášecí vrstva podlahy
Konstrukčně nejdůležitější částí podlah je roznášecí vrstva. Tato vrstva má za účel roznést provozní zatížení do podkladních vrstev a poskytnout vhodný podklad pro nášlapnou vrstvu. Velmi často je v této vrstvě vedeno podlahové vytápění. Nečastěji jsou pro tyto vrstvy používány cementové potěry CemFlow®, nebo potěry na bázi síranu vápenatého Anhyment®. Každý typ potěru má své výhody a nevýhody a nedá se univerzálně říci, který je lepší. Potěry na bázi síranu vápenatého mají menší smrštění a nemusí se tedy tak často provádět smršťovací spáry jako u potěrů cementových.
Oproti tomu cementovým potěrům nevadí vlhké prostředí a dají se po vhodné povrchové úpravě použít jako pohledové podlahy. V případě popisovaného rodinného domu byl použit CemFlow® třídy CT – C25 – F5, v tloušťce 50 mm v případě nevytápěných podlah a 77 mm (cca 50 mm nad trubkou) v případě vytápěných podlah. V 1. NP byl CemFlow® povrchově upraven přebroušením a vhodnou impregnací pro funkci bez nášlapné vrstvy.
Zkušenosti s provozem domu
Rodinný dům byl dostavěn v roce 2013, ale dokončovací práce okolo domu probíhají dodnes. Provoz domu potvrdil předpokládané kladné vlastnosti betonové konstrukce. I přesto, že vesnicí vede železniční trať a nad domem nalétávají letadla, uvnitř domu je ticho. I v tropickém létě roku 2015 byl v celém domě (včetně podkroví) příjemný chládek i bez klimatizace. Prostor sklepa poskytuje tolik potřebný prostor pro skladování věcí a pro provozní zařízení domu. Pro vytápění a ohřev vody je využíván automatický kotel na peletky. Roční spotřeba peletek je pro čtyřčlennou rodinu okolo 2 tun, což znamená při dnešní ceně peletek náklady na vytápění a ohřev vody okolo 12 000 Kč/rok. Majitelé domu mohou toto technické řešení domu jen doporučit.
