Sanácia lodžií panelového objektu

Panelové objekty, prostredníctvom ktorých sa v minulých desaťročiach realizovala bytová výstavba, nedosiahli síce koniec svojej teoretickej životnosti, ale riešenie niektorých detailov a spôsob ich realizácie spôsobili problémy predovšetkým v niektorých ich typických častiach. Okrem plochých striech sú kritickými takisto lodžie. Na zistenie výskytu porúch týchto konštrukcií sa odporúča vykonať ich stavebnotechnický prieskum.

Lodžie panelových objektov majú väčšinou nevhodne realizované vrstvy podlahy alebo sú nesprávne ukotvené k hlavnému objektu. Zlá realizácia spôsobuje zatekanie do stykov medzi panelmi lodžií a hlavného objektu a podporuje vznik porúch. Ďalším problémom je korózia zábradlia a stropných lodžiových panelov v miestach ukotvenia zábradlia. Stavebnotechnickým prieskumom na objekte sa preukáže výskyt týchto porúch a upozorní sa na ďalšie chyby, ktoré nie sú na prvý pohľad viditeľné. Niektoré sa totiž prejavia dokonca až po čiastočných opravách panelových domov.

Opis objektov
Predmetom stavebnotechnického prieskumu boli tri objekty so 117 lodžiami, zhotovené z konštrukčnej sústavy T-08 B, a dva spojovacie objekty (krčky). Každý z objektov má 13 nadzemných montovaných podlaží a jedno podzemné podlažie z monolitického železobetónu. Pôdorysné rozmery každého objektu sú 15,8 × 24,4 m. Skladobná výška poschodia je 2,8 m, modulová vzdialenosť priečnych nosných stien je 6,0 m. Spojovacie objekty (krčky), ktoré neboli predmetom prieskumu, sú rea­lizované ako železobetónový skelet s výplňami z dutých tehál.

Konštrukčný systém sústavy T-08 B tvorí sústava priečnych stien. Štítové steny sú nosné, dodatočne zateplené a prekryté plechovým fasádnym plášťom. Priečne nosné panely majú hrúbku 19 cm, štítové sendvičové 30 cm, priečelné sendvičové (parapetné) 23 cm, steny pri lodžiách 19 cm. Stropy tvoria železobetónové prefabrikáty široké 1,2 a 2,4 m. Lodžiové stropné panely sú široké 1,2 m. V objekte sa použili panely s rozličnou únosnosťou, vystužené buď 8 ∅ 12, prípadne 8 ∅ 14.

Vizuálna prehliadka
Stavebnotechnický prieskum sa začal vi­zuálnou prehliadkou, ktorá je jedným z najdôležitejších diagnostických postupov. Postupne ňou prešlo všetkých 117 lodžií a všetky porušené panely na severozápadnej fasáde budovy. Prieskum bol zameraný na odhalenie korodujúcej výstuže a odpadnutej krycej vrstvy, prípadných trhlín väčších rozmerov a ďalších viditeľných porúch betónových konštrukcií. Pri vizuálnej prehliadke sa zistené typické poruchy na lodžiách vrátane doplnkových konštrukcií (zábradlia, nášľapné vrstvy podlahy atď.) roztriedili do kategórií.

Na základe prehliadky sa stanovil ďalší postup a počet skúšok, ktorým by sa mal zistiť súčasný stav betónových konštrukcií a prípadná miera ich porušenia. Tieto skúšky mapujú okrem základných vlastností betónovej konštrukcie (pevnostné charakteristiky, hĺbka karbonatácie, hrúbka krycej vrstvy) aj kvalitu realizácie stykov konštrukcie a zálievky týchto stykov. Pri montovanej konštrukcii, a najmä pri konštrukcii lodžie, ktorá je pripojená zvonka k nosným konštrukciám hlavného objektu, je kvalita realizácie montážneho styku dôležitejšia ako kvalita samotnej betónovej konštrukcie.

Postup stavebnotechnického prieskumu
Samotný prieskum sa vykonal v dôsledku novovzniknutých trhlín vnútri miestností v miestach styku hlavných stenových nosných panelov a lodžiových stenových panelov. Zhodnotenie stavu lodžií, ktoré mali prejsť rekonštrukciou, bolo takisto spojené so zámerom zmeniť pôvodný bytový vzhľad objektu na administratívny.

Samotnému stavebnotechnickému prieskumu predchádzala obhliadka viditeľných porúch, ktoré prieskum iniciovali. Išlo predovšetkým o trhliny široké niekoľko milimetrov na stykoch medzi bočnými lodžiovými panelmi a stenovými panelmi samotného objektu. Na parapetných paneloch na severozápadnej fasáde boli tiež odhalené trhliny. Vznikli však skôr a panely boli zaistené zopnutím minimálne tromi svorníkmi podľa rozsahu porúch.

Ďalším krokom bolo štúdium dostupnej projektovej dokumentácie predmetných konštrukcií, typológie panelových objektov vrátane detailov a montážnych stykov. Toto štúdium bolo prípravou na vykonanie rozsiahleho stavebnotechnického prieskumu.

V minulosti sa v objektoch vykonalo niekoľko stavebných úprav, ktoré mali vplyv na celkový stav stavby a súčasne na vznik spomenutých porúch. V minulosti sa na štítové steny budov zhotovoval plášť, ktorý čiastočne fungoval ako izolačná vrstva. Vnútri celého objektu sa realizovala klimatizácia, vďaka ktorej sa v interiéroch udržuje viac-menej stála teplota. Naproti tomu vonkajšie prostredie so svojimi výkyvmi konštrukciu zaťažuje, a to predovšetkým rozdielnymi pohybmi medzi hlavnou časťou budovy a spojenou konštrukciou lodžií, ktoré nie sú stálou teplotou vnútorného prostredia ovplyvnené. Tento rozdiel je najmä v zimnom období, keď dochádza k veľkým výkyvom medzi nočnými zápornými teplotami a dennými teplotami nad nulou. Teploty nad nulou podporuje orientácia fasády s lodžiami na juhovýchod. V slnečných dňoch dochádza po celodennom oslnení k výrazným pohybom.

Diagnostické postupy a ich výsledky
Na stanovenie charakteristických vlastností existujúcich betónových prefabrikátov sa použili klasické diagnostické metódy – nedeštruktívne i deštruktívne. Tieto metódy boli doplnené odhalením stykov montovaných konštrukcií, čo sa zvolilo po preštudovaní dostupnej projektovej dokumentácie a vykonaní vizuálnej prehliadky.

Pri lodžiových stenových paneloch sa realizovali skúšobné metódy na zistenie pevnostných parametrov konštrukcie, a to sklerometrická metóda Schmidtovho tvrdomeru a odtrhové skúšky na zistenie pevnosti v ťahu povrchových vrstiev. Takisto sa zisťovala hrúbka krycej vrstvy nad výstužou a v súvislosti s tým hrúbka karbonatizovanej vrstvy. Vykonanými skúškami sa preukázalo, že kvalita betónu je na úrovni C20/25 (predtým B25), čiže vyhovujúca z hľadiska ďalšieho fungovania objektu. Výsledky porovnania nameranej hrúbky krycej vrstvy nad výstužou a hrúbky karbonatizovanej vrstvy sú takisto zatiaľ vyhovujúce a nehrozí bezprostredné ohrozenie výstuže koróziou.

V mieste stykov stenových lodžiových panelov a hlavného objektu boli objavené nielen trhliny s rôznymi šírkami od 0,1 do 15 mm, ale po vykonaní skúšok a búraných sond sa prejavili aj závažné nedostatky zálievkových mált, ktoré majú okrem iného chrániť výstuž montážneho styku pred elektrochemickou koróziou. Na zálievkovej malte montážneho styku sa najprv vykonala skúška povrchovej nasiakavosti podľa STN 73 2578. Na základe skúšky vznikla domnienka, že zálievková malta zrejme nemala parametre požadované na správne fungovanie montážneho styku. Rýchlosť vsakovania vody do povrchu zálievky a množstvo vody boli nadštandardne vysoké. Na realizáciu búraných sond sa zisťovala miera karbonatizácie  zálievkovej malty a uloženie výstuže styku. Výstuž je uložená viac-menej v polovici hrúbky stenového panelu. Kolorimetrickým testom sa zistilo, že zálievková malta je úplne skarbonatizovaná.

Poškodenie styku medzi stenovým lodžiovým panelom a hlavným objektom

Táto skutočnosť je znepokojujúca najmä z hľadiska ďalších porúch, ktoré sa v mieste stykov vyskytujú, pretože voda môže vnikať do styku jednak trhlinami, jednak priamo zálievkovou maltou, a hrozí poškodenie výstuže styku koróziou. Pri štúdiu dostupnej projektovej dokumentácie a typológie panelových domov sa zistilo, že stenový panel je prichytený ku konštrukcii iba v jednom bode, a to približne 10 cm pod stropným panelom lodžie. V prípade korózie výstuže v tomto jedinom styku by teda bolo možné oddelenie konštrukcie lodžií od hlavného objektu. Navyše, v niekoľkých prípadoch bola v okolí výstuže odhalená dutina s veľkosťou až 100 × 100 × 100 mm, čiže výstuž nebola vôbec pasivovaná zálievkou. Je tu aj riziko kondenzácie vzdušnej vlhkosti vplyvom teplotných zmien. Preto nie je možné odhadnúť, v akom štádiu je korózia výstuže niekoľkých stoviek stykov.
   
Parapetné panely
Súčasne s konštrukciami lodžií sa skúmali parapetné panely na severozápadnej strane, kde sa v minulosti objavili vo väčšej miere trhliny. Parapety boli z toho dôvodu dodatočne zospojkované pomocou svorníkov vždy tromi kusmi v polovici výšky a ďalej na celej ploche panelu podľa miery poškodenia. Parapetné panely sa podrobili podobným skúškam ako stenové panely lodžií. Zistené pevnosti zodpovedajú triede C16/20 (predtým B20), rovnako tak ohrozenie koróziou výstuže nie je aktuálne, ako bolo overené meraním hrúbky krycej vrstvy nad výstužou a hĺbkou karbonatizácie. Jadrovými vývrtmi sa potvrdila sendvičová realizácia parapetných panelov a na jednotlivých vývrtoch sa vykonali ďalšie doplnkové skúšky.

Za najkritickejší mechanizmus porušenia možno pri týchto sendvičových paneloch označiť proces delaminácie, teda straty vzájomného staticky účinného prepojenia vnútornej nosnej betónovej vrstvy panelov s vonkajšou betónovou vrstvou. Trhliny, ktoré vznikli v minulosti v parapetných paneloch, sú dôsledkom nerovnomerného teplotného zaťaženia vnútornej a vonkajšej betónovej vrstvy. Aj keď ide o jeden staticky spoločne pôsobiaci prvok, teplota vnútornej betónovej vrstvy je v relatívne malom intervale okolo +20 °C.

Naopak, vonkajšia vrstva je vystavená pri priamom oslnení teplotám na úrovni +60 °C v lete a v zimnom období zase krátkodobo mrazom až do –25 °C. Ak sa vypočíta teplotná rozťažnosť v dôsledku tohto teplotného intervalu, vychádza na šesťmetrovom úseku pri uvažovaní koeficientu teplotnej rozťažnosti betónu 10 × 10-6 K-1 hodnota 5,1 mm. Vzhľadom na to, že povrchová vrstva prvkov nemôže úplne voľne dilatovať tak s ohľadom na fixáciu prvku k nosnému systému budovy, ako aj s ohľadom na fixáciu k podkladovej vrstve, je zrejmé, že môže na tieto pohyby reagovať vznikom trhlín. Dôvodom na túto časť prieskumu bolo overenie súčasného stavu panelov a ich zostávajúcej životnosti.

Riešenie
Stavebnotechnický prieskum je prostriedkom na overenie súčasného stavu konštrukcie a prípadného návrhu riešenia sanácie poškodených častí. Pre investora bol prieskum podkladom na zváženie nápravných opatrení. Do úvahy prichádzali dva varianty. Pri prvom variante sa počítalo so zachovaním existujúcich lodžií a zateplením celého objektu vrátane zasklenia predmetných lodžií. V druhom variante sa uvažovalo o odstránení lodžií a následnom zateplení objektu.

Investor sa po zvážení všetkých hľadísk priklonil k druhému variantu. Popri statickej stabilizácii a jednoduchšej možnosti zateplenia objektu vstúpilo do rozhodovacieho procesu aj estetické hľadisko. Panelové domy sa používajú ako kancelárske priestory a po odstránení lodžií, ktoré v nich nemajú prakticky žiadne využitie, bude možné vzhľad objektu priblížiť vzhľadu administratívnej budovy.

Cieľom tohto príspevku nie je opísať presné riešenie daného problému a jednotlivé metódy stavebnotechnického prieskumu, ale iba upozorniť na niektoré, na prvý pohľad menej viditeľné poruchy panelových domov, ktoré môžu negatívne vplývať na statiku objektov a prípadne aj na zdravie a životy osôb.

doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Zdeněk Vávra
Foto: autori

Jiří Dohnálek pôsobí v Kloknerovom ústave na ČVUT v Prahe.
Zdeněk Vávra je technikom a obchodným a marketingovým pracovníkom v spoločnosti BETOSAN, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.