Rekonštrukcia Spilky – kvasiarne pivovaru Stein v Bratislave

Krajský pamiatkový úrad Bratislava vydal v roku 2014 rozhodnutie KPÚ Bratislava o zámere obnovy národnej kultúrnej pamiatky zapísanej v Ústrednom zozname pamiatkového fondu SR tzv. Spilky, ktorá je súčasťou areálu Stein v Bratislave. V súčasnosti sa konverzia Spilky dokončuje. Rekonštrukciu si vyžiadali aj nosné konštrukcie.

Spilka bola súčasťou areálu pivovaru Stein v Bratislave, ktorý sa nachádzal medzi ulicami Legionárska, Blumentálska a Bernolákova. Na ploche zaniknutého pivovaru v súčasnosti vyrástol nový polyfunkčný komplex New Stein.

Objekt Spilka sa nachádza na území mestskej časti Staré Mesto a je súčasťou chránenej Pamiatkovej zóny CMO Bratislava. Je národnou kultúrnou pamiatkou zapísanou v Ústrednom zozname pamiatkového fondu SR.

Krajský pamiatkový úrad Bratislava vydal rozhodnutie KPÚ Bratislava o zámere obnovy kultúrnej pamiatky v roku 2014. Steinov pivovar vznikol už v rokoch 1871 až 1876. Komplex sladovne bol postavený na Cintorínskej ulici a vlastný pivovar na ploche medzi Legionárskou, Blumentálskou a Bernolákovou ulicou.

Pivovar nechali postaviť bratia Steinovci podľa projektu Ignáca Feiglera st. a Karola Feiglera. Pivovar bol postupne rozširovaný a prebudovávaný.

Počas bombardovania v roku 1945 došlo k jeho rozsiahlemu poškodeniu. Projekt tzv. novej kvasiarne – Spilky – vypracoval v roku 1950 bratislavský Stavoprojekt a následne sa aj realizoval.

Pred zastavením výroby v pivovare v roku 2007 pozostával pivovar z administratívnej budovy, kotolne, zo strojovne, z kompresorovne, zo síl sladu, šrotovníkov a starej varne, z novej varne, laboratórií, predkvasiarne a kvasiarne (Spilka), z komplexu výrobných hál, vodojemu a zo skladov. V podzemí sa nachádzali pivnice z obdobia výstavby pôvodného pivovaru (obr. 1 a 2).

Nosné konštrukcie kvasiarne

Objekt Spilky má jedno podzemné a päť nadzemných podlaží (obr. 3). Z exteriéru je objekt známy svojím charakteristickým vzhľadom – strešnou kupolou. Nosnú konštrukciu v prevažnej miere tvoria železobetónový skelet a výplňové tehlové murivo.

Pôdorysne je možné objekt rozdeliť na dve časti. Hlavný trakt tvorí halový priestor s obdĺžnikovým tvarom s výstupkom v SZ časti, bočný trakt so schodiskom je vo východnej časti budovy. Pôdorys hlavného traktu na 5. NP je štvorcový. Jednotlivé podlažia bočného traktu sú výškovo členené na dve úrovne.

Zvislé nosné konštrukcie tvoria železobetónové stĺpy s obdĺžnikovým pôdorysom v obvodových múroch a v múre medzi hlavným a bočným traktom a kruhovými železobetónovými stĺpmi s viditeľnými hríbovými hlavicami (pôdorys hlavíc je kruhový) so zosilňujúcou doskou štvorcového pôdorysu (obr. 4).

Vodorovné nosné konštrukcie sú dvojsmerne vystužené železobetónové stropné dosky – bezprievlakové stropy. Osové vzdialenosti stĺpov majú raster približne 6,4 × 6,75 m a hrúbka stropných dosiek je rozdielna.

Stropná doska nad 1. NP má hrúbku 400 mm, nad 1. NP a 2. NP 300 mm, nad 3. NP 250 mm a nad 4. NP 400 mm. Priestor pod kupolou má takmer štvorcový pôdorys s rozmermi 19,2 × 18,75 m. Nosnú konštrukciu zastrešenia tvorí železobetónová kupola s premenlivou hrúbkou.

Kupola nad štvorcovým pôdorysom je v rohoch vystužená železobetónovými dohora otočenými rebrami, vo vrchole vzájomne spojenými vencom. Podľa pôvodnej dokumentácie má kupola v päte – v mieste kontaktu so spodným stužujúcim vencom – hrúbku 250 mm, vo vrchole 80 mm.

Podľa pôvodného výkresu schémy technológie boli umiestnené v objekte na najvyššom podlaží pod kupolou, t. j. 5. NP v dvoch úrovniach tzv. chladiace štoky, na 4. NP sprchové chladiče a kalolisy, na 3. a 2. NP veľké kvasné nádrže. Prízemie a suterén slúžili ako ležiaková pivnica s cisternami.

Pôvodné základové konštrukcie tvorí podľa pôvodnej projektovej dokumentácie železobetónová základová doska s hrúbkou 1,3 až 1,4 m. Na nej sa realizovala ďalšia skladba obsahujúca podlahovú dosku s hrúbkou približne 200 mm.

Ako uvedieme ďalej, v rámci rekonštrukcie sa výrazne znižuje pôvodné zaťaženie objektu, a tak nebolo potrebné realizovať zosilnenie, prípadne nové základové konštrukcie.

Pri porovnaní úžitkového normového zaťaženia, zaťažení priečkami a podlahou nosných konštrukcií objektu Spilky konštatujeme, že celkové nové zaťaženie bude len na úrovni približne 20 % z pôvodného zaťaženia – pre stropy nad 2. a 3. NP.

Úžitkové normové zaťaženie pri pôvodnom návrhu bolo 20 kN/m² (slad v nádržiach s výškou hladiny 2 m). V súčasnosti predstavuje zaťaženie pri využití budovy na kancelárske priestory 3 kN/m². Menšie sú aj zaťaženia priečkami, ako aj zaťaženie vrstvami podlahy.

V zmysle normy STN ISO 13822: 2012: Zásady navrhovania konštrukcií. Hodnotenie existujúcich konštrukcií, čl. 4.6.6 Overenie, sme použili na posúde­nie nosných konštrukcií objektu Spilky možnosť vychádzať z predchádzajúceho vyhovujúceho statického pôsobenia nosnej konštrukcie, teda princípu podľa kapitoly 8 tejto normy.

Hodnotenie bezpečnosti

Nosná konštrukcia nevykazovala žiadne známky významného poškodenia, pre­ťaženia alebo degradácie. Konštrukčný systém sa mohol považovať za vyhovu­júci, konštrukcia pôsobila uspokojivo počas dostatočne dlhého časového ob­dobia a zároveň nenastali zmeny, ktoré by mohli podstatne zvýšiť zaťaženie konštrukcie alebo ovplyvniť jej trvanlivosť.

Hodnotenie použiteľnosti

Nosná konštrukcia nejavila žiadne známky výrazného poškodenia, preťaženia, degradácie alebo posunutia. V priebehu dostatočne dlhého časového obdobia konštrukcia vykazovala uspokojivú funkčnú spôsobilosť s ohľadom na poškodenie, preťaženie, degradáciu, posunutie alebo kmitanie.

V konštrukcii alebo v spôsobe jej používania nenastali zmeny, ktoré by mohli podstatne ovplyvniť zaťaženie vrátane účinkov prostredia na konštrukciu alebo jej časť. Proces degradácie konštrukcie neohrozuje trvanlivosť konštrukcie.

Vyhodnotenie prieskumu a návrh rekonštrukcie

V rámci spracovania návrhu rekonštrukcie a sanácie sa vykonal stavebno-technický prieskum so zameraním na stav železobetónovej nosnej konštrukcie. Odobrali sa a vyhodnotili vzorky betónov jednotlivých nosných prvkov, ako aj vzorky betonárskej výstuže.

Zistenie vystuženia stĺpov, trámov a dosiek sa realizovalo odstránením krycej vrstvy v prierezoch s najväčším namáhaním (obr. 9 a 10). Výsledkom laboratórnych deštruktívnych skúšok sú betón triedy C16/20 až C30/37 a oceľ betonárskej výstuže s medzou prieťažnosti 237,5 MPa až 296 MPa.

Na 2. a 3. NP sa aj po odstránení obkladov a omietok ponechala prímurovka, a tak nebolo možné zdokumentovať celkový stav betónových stĺpov po obvode stavby. Prístupné boli len miesta sond na overenie ich vystuženia. Rovnako nebol prístupný suterén z dôvodu vysokej hladiny podzemnej vody.

Agresívne prostredie technológie pivovaru spolu s nedostatočnou krycou vrstvou výstuže (minimálne z hľadiska v súčasnosti platných predpisov) spôsobilo v konštrukcii degradáciu materiálu, ktorú môžeme rozdeliť na nasledujúce základné skupiny:

• plošné poškodenie prútovej výstuže v dôsledku nedostatočného krytia a jej následná korózia. Ide v prevažnej miere o povrchovú koróziu šmykovej výstuže, resp. výstuže kupoly. Hĺbka korózie je max. do 1 mm, nedochádzalo k plátkovému odlupovaniu;
• lokálne poškodenie prútovej výstuže koncentráciou agresivity a následné hĺbkové poškodenie nielen šmykovej výstuže, ale aj hlavnej výstuže železobetónových prvkov. Dlhodobým pôsobením agresívneho prostredia a nedostatočného krytia došlo k úplnému hĺbkovému prehrdzaveniu výstuže (obr. 7 a 8);
• zásahy ľudskou činnosťou vo forme drážok a prestupov.

Na overenie stavu nosnej konštrukcie sa v rámci kupoly realizovala sonda s rozmermi približne 1 × 1 m s obnažením prvej vrstvy výstuže. Viditeľná zvislá výstuž vykazovala známky povrchovej korózie (obr. 6).

Návrh sanačných opatrení

V rámci sanácie kupoly sa navrhlo:

• kompletné odstránenie omietok a ostatných nenosných častí i nečistôt;
• odstránenie betónovej krycej vrstvy porušenej koróziou výstuže;
• odstránenie uvoľnených, mechanicky poškodených častí a narušených vrstiev až na pevný podklad;
• očistenie betonárskej výstuže;
• obnova krycej vrstvy plošnou aplikáciou reprofilačných mált v hrúbke 20 mm (obr. 13 a 14).

Okrem plošne narušenej krycej vrstvy kupoly sa v ďalších nadzemných podlažiach nachádzali prievlaky a stĺpy poškodené lokálnou koróziou. Zistili sa tieto typy poškodenia:

• povrchovou koróziou napadnutá šmyková výstuž,
• hlavná ťahová výstuž lokálne napadnutá hĺbkovou koróziou.

V rámci sanácie prievlakov a stĺpov sa navrhla náhrada absentujúcej výstuže novou a následná reprofilácia betónového prierezu.

Nedostatočná krycia vrstva a povrchová korózia výstuže

Celoplošným problémom železobetónovej konštrukcie je nedostatočná krycia vrstva, čo v konečnom dôsledku viedlo ku korózii výstuže a následne k odpadnutiu krycej vrstvy, čím proces korózie napredoval. Agresívne prostredie technológie pivovaru tento proces výrazne urýchlilo.

Tento typ poškodenia je najevidentnejší na 4. a 5. NP, kde je korózia šmykovej výstuže najväčšia. Táto korózia zasiahla výstuž do hĺbky max. 1 mm. Výstuž sa plátkovo neodlupuje, je vykreslená na povrchu železobetónovej konštrukcie.

Na ochranu výstuže pred koróziou sa v tomto prípade navrhlo vytvorenie alkalického prostredia s dostatočne hrubou vrstvou reprofilačného materiálu na báze cementu.

Vzhľadom na to, že v budúcnosti by sa mal objekt využívať na kancelárske účely, podľa dnešných noriem ide o triedu prostredia XC1, a preto sa navrhla hrúbka krycej vrstvy min. 20 mm.

Na pôvodnú očistenú betonársku výstuž sa navrhla antikorózna ochrana, ktorá má slúžiť zároveň ako spojovací mostík s následnou aplikáciou reprofilačnej malty.

Nedostatočná krycia vrstva a hĺbková korózia výstuže

V tomto prípade korózia prenikla hlboko do prierezu nielen šmykovej, ale aj hlavnej pozdĺžnej výstuže. Takéto poškodenie bolo väčšinou lokálne.

Ochrana výstuže pred koróziou sa v tomto prípade navrhla vytvorením alkalického prostredia dostatočne hrubou vrstvou reprofilačného materiálu na báze cementu. Zároveň sa navrhlo nahradiť chýbajúcu výstuž novou výstužou.

Poškodená šmyková výstuž sa nahradí novými strmeňmi ∅ 10/250 mm, hlavná pozdĺžna výstuž sa bude nahrádzať v pomere jeden poškodený prút ∅ 20 až 30 mm/dva nové prúty ∅ 16 mm. Použitie nových prútov v profile ∅ 16 mm dáva možnosť prípadných úprav aj priamo na stavbe (obr. 11 a 12).

Záver

Uvedený príklad rekonštrukcie a sanácie objektu Spilky, ktorý bol pôvodne súčasťou areálu pivovaru Stein v Bratislave, je jedným z mála možných vhodných riešení konverzie bývalého historického industriálneho objektu v SR.

Pôvodný objekt mal veľmi kvalitnú monolitickú železobetónovú nosnú konštrukciu. Ide o približne 65-ročnú konštrukciu, o ktorej pôvodnej kvalite hovoria výsledky podrobnej diagnostiky.

Napriek relatívne veľkej agresivite prostredia, ktorému bola nosná železobetónová konštrukcia vystavená počas prevádzky, nedošlo k poruchám, ktoré by znamenali podstatné zníženie odolnosti nosných konštrukcií objektu.

Na zabezpečenie ďalšej prevádzkyschop­nosti nosných železobetónových konštruk­cií bolo potrebné vykonať len minimálne zosilnenie existujúcich konštrukcií.

Literatúra

1. STN ISO 13822: 2012: Zásady navrhovania konštrukcií. Hodnotenie existujúcich konštrukcií. Slovenský ústav technickej normalizácie, Bratislava, apríl 2012.
2. BOUDA a MASÁR architektonická kancelária, s. r. o., Architektonicko-stavebné riešenie, SPILKA, RD, 01/2017.
3. Stanislav Kysel, s. r. o.: STEIN 2 – SPILKA – Konverzia NKP, Statika, 02/2017.
4. Kysel, S. – Gramblička, Š.: STEIN 2 – SPILKA, Konverzia NKP – Stavebnotechnický prieskum a sanácia, 03/2017.
5. Gramblička, Š.: Poruchy železobetónových nosných konštrukcií stavieb. In Poruchy nosných konštrukcií stavieb: Zborník príspevkov z konferencie, Piešťany, marec 2004. Piešťany: Spolok statikov Slovenska, 2004, s. 61 – 66. ISBN 80-969127-0-4.
6. Gramblička, Š.: Chyby pri navrhovaní nosných železobetónových konštrukcií stavieb: Bezpečnosť pri užívaní stavieb. In Statika stavieb 2007: Zborník príspevkov z 12. konferencie/Piešťany,
   15. – 16. 3. 2007. Piešťany: Spolok statikov Slovenska, 2007, s. 111 – 116.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály 6/2019.