V súčasnom stavebníctve zohrávajú oceľové konštrukcie kľúčovú úlohu pri tvorbe moderných a funkčných budov. V osemdesiatych a deväťdesiatych rokoch minulého storočia nastal na východoeurópskom trhu veľký rozmach a dopyt po systémových oceľových halách. Tieto konštrukcie, vyrábané aj v bývalom Československu, vychádzali zo základných predpokladov: pomerne nízka cena vstupného materiálu, ľahká manipulovateľnosť a skladovateľnosť, minimalizácia nákladov na dopravu a jednoduchá montáž. Po určitom čase sa systémy oceľových hál vyprofilovali do dvoch obchodne úspešných kategórií: systémy založené na plnostennom ráme a systémy využívajúce tenkostenné pozinkované profily ohýbané za studena.
Zdokonaľovaním systému plnostenného rámu, konkrétne zámenou plnostenného priečnika za priehradovú konštrukciu, sa dosiahlo efektívnejšie využitie vlastností ocele. Zníženie ceny oproti tradičným systémom bolo dosiahnuté nielen zníženou hmotnosťou konštrukcie, ale predovšetkým používaním primárneho materiálu vo forme zvitkov či valcovaných profilov, alebo produktov z neho, ako sú sendvičové panely či trapézové plechy.
V súčasnosti majú projektanti k dispozícii typové haly, ktoré sa skladajú z typizovaných konštrukčných prvkov a detailov, a to nielen pre nosnú konštrukciu, ale aj pre opláštenie. Pri návrhu väčších vzdialeností rámov, až do 12 metrov, sa strešná konštrukcia tvorí pomocou strešných väzníc. Kľúčovým faktorom pri projektovaní vzdialeností rámov je zváženie typu opláštenia - či už ide o sendvičový panel, alebo skladaný plášť pri použití C-kaziet a trapézového plechu - a tiež polohy fasádnych prvkov, ktoré môžu byť uložené horizontálne alebo vertikálne.
Najekonomickejšie riešenie konštrukcií sa zvyčajne dosahuje pri vzdialenosti hlavných rámov od 6 do 7,5 metra, s výškou do 10 metrov a rozponom od 20 do 30 metrov. Pre vzdialenosti rámov nad 6 metrov sa odporúča použiť opláštenie skladaného plášťa alebo vertikálne uloženie sendvičových panelov. Naopak, pri vzdialenostiach rámov do 6 metrov je preferované horizontálne uloženie panelov. Z hľadiska nákladov predstavuje najlacnejší variant strešnej konštrukcie práve sendvičový panel.
Plnostenné rámové konštrukcie reprezentujú prirodzenú vývojovú fázu oceľových nosných konštrukcií na stavebnom trhu. Na ich výrobu sa používajú za tepla valcované profily, pričom ako vstupný materiál slúžia obe hlavné triedy ocele S235 a S355. Tieto konštrukcie našli svoje uplatnenie najmä vďaka jednoduchej a nenáročnej výrobe, ktorá si vyžaduje iba privarenie čelných dosiek alebo výstuh. Jedným z hlavných ukazovateľov kvality pri tomto type konštrukcií je presnosť výroby styčných plôch, povrchová úprava a pôvod vstupného materiálu. Tento typ konštrukcií je vhodný pre stredné a menšie haly s nenáročným celkovým tvarom, kde sa plne prejaví lacnejšia výroba a možnosť prepravy nosnej konštrukcie na jednom aute. V porovnaní s murovanými alebo monolitickými konštrukciami ponúkajú kratší čas na postavenie hlavných rámov a strešnej konštrukcie.
V západnej a strednej Európe sa dnes kladie dôraz na väčšiu variabilitu rámových konštrukcií a typizované požiadavky investorov na stavebné prvky predurčujú ich tvar alebo použitie. Príkladom takéhoto využitia rámovej konštrukcie bola dodávka pre projekt nábytkového centra Naceva v Bratislave, kde sa na rámovú konštrukciu uložila bezväznicová strecha z trapézového plechu TR 153, pričom celá konštrukcia bola riešená ako nadstavba železobetónového skeletu.
So zdokonaľovaním a rastúcimi skúsenosťami v oblasti návrhu a výroby oceľových konštrukcií, po odbornej a technologickej konsolidácii výroby, sa opäť začali presadzovať priehradové konštrukcie, ktoré sa stali zaujímavými aj pre koncových užívateľov. Priehradovými konštrukciami sa vytvára vzdušnejší typ vnútorného priestoru, umožňujúci umiestnenie všetkých horizontálnych rozvodov vo výške nosníka. Spodným pásom sa vytvára optické ohraničenie manipulačnej plochy, vhodné na umiestnenie osvetlenia alebo technologických rozvodov.
Tlak na znižovanie hmotnosti konštrukcií priniesol opätovné hľadanie najekonomickejšieho riešenia nosnej konštrukcie strechy. Príkladom sú systémové haly, kde nosnú časť strešnej konštrukcie tvoria pozinkované nosné profily v tvare Z s výškou 200 až 300 mm na rozpätie až 12 metrov, v kombinácii s nízkym trapézom TR 35, TR 40, prípadne TR 55, pri vzdialenosti väzníc 1,5 až 3,0 metra. Poloha umiestnenia strešných väzníc ovplyvňuje ich statické posúdenie. Pri polohe nad rámovou konštrukciou sa odporúča väznicu navrhovať ako spojitý nosník, čo umožňuje dosiahnuť výhodnejšie dimenzie a teda aj cenu prvkov v porovnaní s uložením medzi hlavné rámy (čo je prípad prostého nosníka). Druhé riešenie predstavuje použitie bezväznicového systému z vysokého trapézu (TR 130, TR 153). Celková priemerná cena za 1 m² dodávky je porovnateľná s prvým riešením, avšak s podstatným rozdielom: montáž bezväznicovej strechy prebieha v jednom montážnom kroku.
The Golden Rules of how to design a steel frame structure
Najlacnejší typ strešnej konštrukcie predstavuje kombinácia väznicového systému a strešných sendvičových panelov. Pri tomto riešení sa maximálne využíva subtílnosť tvarovaných pozinkovaných väzníc a sendvičových panelov, ktoré vyžadujú podopretie v priemere každé 3 metre. Pri spádoch striech dlhších ako 15 metrov je nevyhnutné počítať s napojením strešných panelov a doplniť ďalšiu podperu.
Použitie spriahnutých stropov môže viesť až k 25-percentnému zníženiu hmotnosti nosnej oceľovej konštrukcie. Príkladom je realizácia stropnej konštrukcie zábavno-obchodného centra MAX Trenčín, kde sa použilo 7 000 m² špeciálnych trapézových plechov Steelcomp. V poslednom období začali oceľové systémy nahrádzať železobetónové skelety, najmä v oblasti logistických skladov a väčších výrobných celkov. Čoraz častejšie sa uplatňujú kombinované nosné systémy železobetónových stĺpov a oceľových strešných väzníkov, ktoré nahrádzajú ťažší železobetón. Toto riešenie ponúka významný potenciál vo využití konštrukčných výhod oboch materiálov. Alternatívou k týmto systémom však naďalej ostáva oceľový priehradový systém tvorený hlavným priehradovým väzníkom a strešnými väznicami s rozponmi 15 až 21 metrov.
Nová norma STN EN 1090-2:2010, ktorá je platná od 1. apríla 2010, špecifikuje nové požiadavky na oceľové konštrukcie, vrátane kategorizácie výroby oceľových konštrukcií. Nové triedenie stanovuje štyri triedy zhotovenia, ktoré zabezpečujú rozdielnu úroveň sledovania materiálov a dokumentov pri výrobe, ako aj technologický spôsob výroby. Každé sledovanie materiálu alebo činnosti, každé dômyselnejšie opracovanie, má zákonite vplyv na potrebu ďalších investícií do strojového vybavenia. Preto je na dohode medzi projektantom a investorom, aké očakávané kvalitatívne vlastnosti má dodaná konštrukcia spĺňať - či už z hľadiska životnosti, alebo estetického vnímania. Skúsenosti z praxe ukazujú, že pri kvalitne vyrobenej konštrukcii možno čas výstavby skrátiť až o 20 %, naopak, pri nedoriešených detailoch alebo nekvalitnej výrobe sa tento čas môže predĺžiť aj o 50 %. Montážne náklady tvoria približne 15 až 20 % ceny dodávanej štandardnej oceľovej konštrukcie. Základným predpokladom bezproblémovej montáže, napríklad fasádnych prvkov, je koordinácia výškového osadenia objektu, čím sa eliminuje možnosť vzniku bezspádových vodných plôch pri nízkospádových fóliových strechách.
Využitie ocele na nosné konštrukcie športových a multifunkčných hál, najmä strešných alebo obvodových konštrukcií, sa odvíja od požiadavky na veľkorozmerové rozpony a vizuálnu formu stvárnenia. Pri stavbách s vnútornou výškou nad 12 metrov sa odporúča voliť kombináciu železobetónových stĺpov a oceľovej strešnej konštrukcie. Ako najekonomickejšie riešenie sa ukazuje kombinácia priehradových nosníkov so železobetónovými stĺpmi a bezväznicovej strechy pri štandardných rozponoch 6 metrov, tvorenej trapézovým plechom TR 153. Dimenzovanie hrúbky plechu závisí od snehovej oblasti, v ktorej sa stavebný objekt nachádza, a od uvažovaného dodatočného zaťaženia na samotnú konštrukciu plechu. Týmto spôsobom realizujú svoje stavby takmer všetky automobilky a dodávateľské spoločnosti, ktoré nedisponujú vlastnou výrobou železobetónových alebo oceľových skeletov.
Navrhovanie nosného skeletu stavebných konštrukcií sa často spája s navrhovaním výrobných technológií, žeriavov a vstavieb na spoločné využitie. Pri uvedených projektoch je neodmysliteľná projekcia v 3D systémoch. Energetické objekty tvoria samostatnú kapitolu. Uplatnenie oceľových konštrukcií sa odvíja najmä od všestranných vlastností ocele, ktorá umožňuje realizovať materiálovo ľahké, vysoké alebo tvarovo náročné konštrukcie. Aj v tomto prípade je neodmysliteľná projekcia v 3D systémoch.
Oceľové systémy sú vďaka svojim vlastnostiam a možnostiam vhodné aj na realizáciu doplnkových architektonických konštrukcií obchodných centier, administratívnych alebo polyfunkčných budov. Na úspešné uplatnenie oceľových prvkov pri navrhovaní a realizácii stavebných konštrukcií majú jednoznačne vplyv viaceré faktory. Sú to predovšetkým: zohľadnenie skutočnej výhody ocele ako stavebného materiálu, úzka spolupráca zúčastnených strán na projekte od začiatku projektovania, prispôsobenie typu nosného skeletu podmienkam zakladania a prevádzke budovy, typ opláštenia stien a strechy, požadovaná konštrukčná nadväznosť jednotlivých častí, spoľahlivosť dodržiavania termínov výroby a profesionálna montáž.
Sendvičové panely: Moderné riešenie pre opláštenie
Sendvičové panely predstavujú moderný a efektívny stavebný materiál, ktorý si získava čoraz väčšiu popularitu. Sú bez preháňania stavebným materiálom súčasnosti, pričom ich produkcia dosahuje obrovské objemy. Spoločnosť TRM Pro, ako distribútor, patrí k najsilnejším v regióne.
Sendvičové panely PPGI sú farebne potiahnuté pozinkované oceľové panely s izolačným materiálom v strede. Tieto panely je možné prispôsobiť z hľadiska štruktúry, materiálu a povrchového efektu. Spoločnosť Wanzhi ponúka panely z ocele, hliníka a nehrdzavejúcej ocele. Oceľový plech môže byť pozinkovaný alebo PPGI. Sendvičové panely PPGI sa dajú použiť ako strešné krytiny, šindle či ohradenia. Sendvičové panely s oceľovými panelmi PPGI na vonkajšej strane a izoláciou v strede sú esteticky príjemné a praktické.
Spoločnosť Wanzhi Group dodáva rôzne druhy pozinkovaných oceľových zvitkov, oceľových plechov a farebne lakovaných oceľových zvitkov a plechov, strešných plechov a sendvičových panelov. Disponujú viacerými výrobnými linkami a spracovateľskými zariadeniami. Kovové sendvičové panely sú dostupné v galvanizovanej aj farebne lakovanej oceli. Wanzhi Group má pozinkované oceľové linky s hrúbkou zinku od 30 do 350 g, ako aj linky PPGI/PPGL s vrchnými nátermi od 10 do 40 mikrónov a základnými nátermi od 5 do 20 mikrónov. Samozrejmosťou je možnosť zabezpečiť hotové PPGI sendvičové panely pre projekty. Spoločnosť kladie veľký dôraz na balenie panelov, ktoré zahŕňa plastovú fóliu, papier odolný voči vlhkosti, pozinkované plechy, drevené palety a iné. Wanzhi sa zaväzuje poskytovať zákazníkom cenovo najefektívnejšie GI/PPGI Panely, pričom sa zameriava na kvalitu produktov a zároveň šetrí náklady zlepšovaním efektivity výroby.
Špecifické typy sendvičových panelov a ich aplikácie
Existuje široká škála špecifických typov sendvičových panelov navrhnutých pre rôzne aplikácie a prostredia.
Strešné panely odolné voči agresívnemu prostrediu: V poľnohospodárstve a chove hospodárskych zvierat sú kľúčové panely, ktoré odolávajú agresívnemu prostrediu. Tieto panely sa esteticky nelíšia od štandardných, ale ich vnútorné pancierovanie tvorí vrstva laminátu zo sklených vlákien. Toto riešenie zabraňuje korózii, ktorá by mohla vzniknúť pri použití oceľových komponentov v prostredí s vysokou vlhkosťou a amoniakom.
Strešný panel Isogrecata: Tento panel má hliníkovú povrchovú úpravu. Jeho vonkajšie 5-rebrové pancierovanie je vyrobené z lakovanej ocele, zatiaľ čo vnútorné bočné pancierovanie je z hliníka. Táto kombinácia materiálov zaisťuje dobrú odolnosť voči poveternostným vplyvom a zároveň estetický vzhľad.
Strešný panel ISODECK: ISODECK je sendvičový panel s obráteným profilom. Spodné 5-rebrové pancierovanie je z lakovanej ocele, zatiaľ čo horné pancierovanie môže byť vyrobené z plochej bitúmenovej dosky, PVC alebo ocele s PVC povlakom. Tento typ panelu je vhodný pre strešné konštrukcie s rôznymi požiadavkami na povrchovú úpravu a odolnosť.
Chladiarenské sklady a priestory na skladovanie potravín: Pre chladiarenské sklady a priestory na skladovanie potravín, ktoré môžu vyžadovať kladnú alebo zápornú teplotu, sa používajú špecializované panely.
ISOFROZEN: Tento chladiarenský stenový panel má užitočnú šírku 1150 mm. Panely sú spojené v špeciálnom drážkovanom prevedení, ktoré zabezpečuje tesnosť a minimalizuje tepelné straty.
Strešné sendvičové panely Isoagro: Isoagro panely sú 5 alebo 3 rebrové strešné izolačné panely. Ich vnútorný bočný pancier je tvorený vystuženou fóliou zo sklených vlákien. Na rozdiel od ocele, táto fólia nekoroduje a je odolná voči mikroorganizmom, baktériám a niektorým kyselinám bežným v poľnohospodárskych budovách. Tento typ panelu je preto vysoko odporúčaný do poľnohospodárskeho prostredia.
Materiálové špecifikácie a normy: Použité materiály pre sendvičové panely často spĺňajú prísne normy. Napríklad lakovaný pozinkovaný oceľový plech zodpovedá normám EN 10143, EN 10346 a EN 10169. Výstužná fólia zo sklenených vlákien je odolná voči mikroorganizmom, baktériám a niektorým kyselinám, čo ju robí ideálnou pre použitie v špecifických prostrediach. Hrúbka plechu je často 0,5 mm.
Tepelné vlastnosti: Súčiniteľ prechodu tepla (U) je kľúčovým parametrom pri výbere sendvičových panelov. U* predstavuje základný súčiniteľ prechodu tepla, zatiaľ čo U1 zohľadňuje geometriu profilu panelu a tepelný účinok spojky. U2 zohľadňuje iba geometriu profilu panelu. Tieto hodnoty sú vypočítané podľa normy EN 14509:2013 A.10.
Štandardné dĺžky a aplikácie: Štandardné dĺžky panelov sa pohybujú od 2 do 10 metrov. Sendvičové panely sú vynikajúcou voľbou pre sklady, budovy, chladiarenské sklady, sklady ovocia a iné objekty, ktoré vyžadujú vysokú tepelnú izoláciu. Izolačné jadro medzi dvoma oceľovými armatúrami vytvára pevný systém s vynikajúcou tepelnou izoláciou.
Estetické a funkčné vlastnosti: Sendvičový panel so vzorom dreva predstavuje novinku v sortimente a ponúka esteticky príjemné riešenie. Izolačné stenové panely sú jedným z najpopulárnejších produktov v modernej architektúre. Tepelnoizolačné strešné panely s 3 alebo 5 stužujúcimi rebrami možno použiť na všetky strechy s minimálnym sklonom 7 %.
Softvérové riešenia pre návrh: Spoločnosť Ruukki ponúka v rámci platformy ProdLib produkty vo forme BIM modelov v 3D pre návrhové programy ako AutoCad, Autodesk Revit, Archicad a Tekla. Knižnice produktov sústreďujú všetky potrebné návrhové modely a detailné výkresy na jednom mieste a sú automaticky aktualizované, čím zabezpečujú prístup k najnovším informáciám o produktoch. ProdLib je možné použiť aj ako samostatnú desktopovú aplikáciu. S nástrojom TrayPan je možné navrhovať sendvičové panely vyrábané spoločnosťou Ruukki, pričom konštrukcia môže byť navrhnutá ako jednopolová alebo viacpolová jednoduchým zadaním potrebných parametrov.
Komplexné fasádne systémy: Ruukki Forma® je kompletný systém vonkajších stien kombinujúci fasádne produkty a energeticky efektívne sendvičové panely. Ruukki Expression® je kompletný fasádny systém tvorený jedinečnými obrázkami a vzormi v kombinácii so systémom Ruukki® energy panelov.
Výhody ocele v stavebníctve: Oceľ je stavebný konštrukčný materiál s vyváženými vlastnosťami - tvrdosťou, pevnosťou a pružnosťou. Medzi ďalšie výhody patria ľahká opracovateľnosť a možnosť recyklácie. Každé obdobie zvyčajne zdôrazňuje jedno z týchto kritérií alebo ich kombináciu.
Moderné výrobné spoločnosti: Spoločnosť Zensteel, s maďarským vlastníkom, sa zameriava najmä na potreby domácností a v priebehu niekoľkých rokov sa zaradila medzi popredných výrobcov stavebných panelov. Spoločnosť a jej majitelia, János Máté a Zoltán Tóth, sa usilujú vyrábať riešenia s najlepším pomerom ceny a kvality na trhu. Pre sendvičové panely môžu mať zákazníci rôzne požiadavky, pričom sa zvyčajne používajú na opláštenie striech a stien priemyselných, poľnohospodárskych a komerčných budov, ale aj na chladiarenské sklady, kontajnery a iné účely. Tieto riešenia rôznych veľkostí šetria energiu a zlepšujú celkovú pohodu.
V závere, oceľové priehradové väzníky v kombinácii so sendvičovými panelmi predstavujú moderné, efektívne a často aj ekonomicky výhodné riešenie pre široké spektrum stavebných projektov, od priemyselných hál až po špecializované objekty ako chladiarenské sklady.
tags: #ocelovy #priehradovy #vaznik #zo #sendvicovych #panelov