Beton, Materiály, Zděné konstrukce

Výstavba bytových domů. Co je levnější – cihla, anebo beton?

Otázku „Být, či nebýt“ zná asi každý. Já ale slyším mnohem častěji otázku: „Cihla, anebo beton?“. Jedná se samozřejmě o zažitý předsudek, že cihla je vhodná pro rodinné domky a pro „velké“ opravdové stavby se lépe hodí beton. Slyšel jsem i argumenty, že cihla má menší modul pružnosti, a tím pádem si i více „sedá“. Samozřejmě o hodnotách smrštění a dotvarování typických pro beton se nezmiňují.

Odborná veřejnost naštěstí již před nějakou dobou překonala předsudky pro vícepodlažní budovy z keramického zdiva a stále častěji můžeme vidět „červené“ až osmipodlažní bytové domy. Dalo by se až říci, že nová sídliště nám začínají červenat. Zatímco u nás v ČR jsou tyto domy obvykle ještě zateplovány, v zahraničí jsou již častěji vidět bytové domy bez zateplovacích systémů. Dochází zde dokonce k dělení konstrukce podle následného komerčního použití. Např. při výstavbě nových bytů na okraji Vídně volil developer dva typy obvodových plášťů (obr. 1 ). Pro domy, kde dojde k rozprodání bytových jednotek jednotlivým uživatelům, zvolil levnější variantu s ETICS, tj. tenčí zdivo + tepelnou izolaci. Naopak pro domy, které si hodlá ponechat a v budoucnu je chce pouze pronajímat, zvolil jednovrstvé zdivo (Porotherm 50T Profi) bez dalšího nutného kontaktního zateplení, jelikož zdivo z cihelného bloku dosahuje velmi nízkých hodnot součinitele prostupu tepla. Myslím, že zde již není třeba dalšího komentáře – u domů na prodej volí co nejnižší cenu, u domů na pronájem volí kvalitu a životnost. A s tím souvisí i náklady v budoucnu. A za vším jsou peníze – a nikoliv v krátkodobém, ale v dlouhodobém horizontu. To, že keramické zdivo je zajímavé i z hlediska okamžitých nákladů již během samotné realizace, teď popíši v tomto článku.

Obr. 1: Výstavba zděných bytových domů – Rakousko (Vídeň)Obr. 1: Výstavba zděných bytových domů – Německo

Jako podklad pro toto porovnání nám posloužil již realizovaný bytový dům v Praze na Střížkově (obr. 2). Konstrukčně byl původně navržen jako stěnový železobetonový systém (obr. 3). Ve finální části projektové přípravy jsme byli požádáni o posouzení možnosti záměny železobetonových stěn cihelnými v maximálně možném rozsahu (viz článek Vícepodlažní budovy z cihelného zdiva, Materiály pro stavbu 6/15, s. 48). 

Obr. 2: Bytový dům v Praze na Střížkově

Obr. 3: Schéma železobetonové nosné konstrukce

Obr. 4: Šedě dobetonávky podél balkónů

Stropní systém je převážně z panelů a po obvodě podél balkónů z monolitu (obr. 4). Při změně nosné konstrukce na cihelnou zde nebylo třeba provádět změny, stropní systém tedy zůstal beze změn. Ustupující poslední podlaží s terasami bylo od počátku navrženo kompletně z cihel.

Požadavek dodavatele byl v maximálně možném rozsahu využít zdiva Porotherm 25 SK Profi doplněné zateplením (14 cm). Toto zdivo se v nižších podlažích (směrem od 8. NP dolů) ve více zatížených prvcích ukázalo jako nedostatečně únosné pro tento typ budovy a muselo se přejít na únosnější variantu Porotherm 24 P+D (P15; M10). Dodavatel pak kvůli vyloučení záměny na stavbě raději realizoval vše v únosnější variantě. V nižších podlažích bylo dokonce třeba přejít u obvodového zdiva u více exponovaných prvcích na akustické zdivo Porotherm 25 AKU SYM (P20; M15). 

Vnitřní železobetonové stěny byly nahrazeny též zdivem Porotherm 25 AKU SYM – zde ale bylo zvětšení tloušťky z 20 cm u železobetonu nutné z důvodu akustiky, nikoliv z potřeby zvýšit únosnost zdiva, protože rezerva v únosnosti zde byla značná

Obr. 5: Vyložení zdiva pro zateplení stropní deskyObr. 5: Vyložení zdiva pro zateplení stropní desky

Obr. 6: Stropní deska dobíhá až na hranu zdiva

Obr. 7: Pohled z ulice včetně postranních štítů – červeně zdivo, šedivě železobeton, černá čerchovaná čára značí zlom ve fasádě

Obr. 7: Pohled z ulice včetně postranních štítůObr. 7: Pohled z ulice včetně postranních štítůObr. 7: Pohled z ulice včetně postranních štítů

Přestože u obvodového zdiva došlo ke zmenšení účinné plochy obvodových stěn vlivem oken a dveří na balkón na 48 % „ideální“ plochy, zdivo z cihel Porotherm 25 AKU SYM vyhovělo. Zde bych pouze podotknul, že u takto zateplené konstrukce se vždy pozastavuji nad požadavkem zateplovat ještě víc stropní desku. Tak dochází nejen ke zmenšení účinné plochy stěny, ale navíc i k vykonzolování zdiva (zde původně o 4 cm) a tím i ke vzniku extrémního smykového napětí na hraně beton–stěna (obr. 5). Přestože bylo nakonec dohodnuto zmenšení na 2 cm, myslím si, že u výškových budov by se měla upřednostňovat statika před tepelnou technikou. Určitě by šlo dosáhnout požadovaných hodnot použitím jiné kvalitnější izolace v pruhu podél stropní desky nehledě na skutečnost, že u akustické stěny zděné na cementovou maltu nelze asi předpokládat výrazně lepší hodnoty tepelného odporu oproti železobetonu. Kromě extrémního smykového napětí pak dochází i ke snížení účinné plochy a tím i únosnosti (u 25 cm tlusté stěny znamenají 4 cm zateplení stropu snížení únosnosti o 16 % a to rozhodně není málo). O tom, že to „lze“ řešit i bez zvětšení izolace podél stropů, jsem se přesvědčil již u několika bytových domů, kde se zateplení realizuje pouze v jedné tloušťce po celé ploše fasády (obr. 6).

Při posouzení dle Eurokódu 6: Navrhování zděných konstrukcí je obvykle nejproblematičtější „málo“ zatížené obvodové zdivo. I zde bylo u bočního štítu prakticky bez oken paradoxně nutné zachovat železobetonovou konstrukci (viz obr. 6 – šedivá stěna). Je to dáno velkou excentricitou vyvolanou malým svislým zatížením (panely rovnoběžné s fasádou) v kombinaci s ohybovým momentem od větru a vlivem pruhu spolupůsobící stropní desky.

U 1. a 2. NP (garáže) zůstal jako nosná konstrukce železobetonový skelet a keramické zdivo zde bylo použito pouze jako výplňové. To se projevilo i u ustupující obvodové stěny ve 3. NP, která působí jako železobetonový stěnový průvlak nad garážemi (obr. 7 – šedivý pruh). Z důvodu prefabrikace byla zachována železobetonová konstrukce kolem schodišť. 

Rozsah použití keramického zdiva je zřejmý z obr. 7 (pohled z hlavní ulice a postranní štíty) a obr. 8 (pohled z druhé, „parkové“ strany), kde červená barva značí použití cihelného zdiva a šedivá použití železobetonu. Zlom fasády je naznačen tlustou čerchovanou čarou. 

Obr. 8: Pohled na zadní stranu domu

Obr. 8: Pohled na zadní stranu domuObr. 8: Pohled na zadní stranu domu

Porovnání investičních nákladů obou variant
Na základě těchto vstupních údajů bylo provedeno finanční porovnání varianty se železobetonovou a se zděnou konstrukcí. Přestože ve vyšších podlažích již bylo akustické zdivo kombinováno s levnějším zdivem Porotherm 25 P+D, pro zjednodušení byla ve všech podlažích uvažována dražší varianta cihel Porotherm 25 AKU SYM na veškeré nosné zdivo. Jde tedy o nejdražší možnou variantu zdiva (akustické zdivo) – použijeme-li terminologii statiky, jsme i po finanční stránce co se týče cihel „na straně  bezpečnosti“. Cena vyjadřuje pouze úspory dosažené záměnou železobetonu za zdivo včetně potřebných navazujících konstrukcí (překlady). Ani v jedné variantě nejsou uvažovány navazující práce (omítky, zateplení) – opět ale lze předpokládat, že realizace těchto prací je pro keramické zdivo jednodušší, a tím i levnější. 

Dosažené minimální úspory jsou uvedeny v tabulce 1. Z porovnání je zřejmé, že i při zmíněné opatrnosti jsou finanční úspory u tohoto bytového domu téměř 2 mil. korun. K tomu je třeba ještě třeba přičíst zjednodušený pohyb na stavbě (bez konstrukce bednění) a možnost pracovat najednou na „celé“ ploše stavby. O časových úsporách a o možnosti minimalizovat nutnost použití specializovaných firem není asi třeba dále debatovat. 

Tabulka: Porovnání nákladů na nosnou konstrukci ze železobetonu a z -keramického zdiva [Kč]

Podlaží

Železobeton

PTH 25 AKU SYM

Rozdíl (úspora)

Akumulovaný rozdíl

1. NP

712 524

602 113

110 411

110 411

2. NP

764 772

652 234

112 538

222 949

3. NP

1 245 357

996 140

249 217

472 166

4. NP

1 936 279

1 568 072

368 207

840 373

5. NP

1 936 279

1 568 072

368 207

1 208 580

6. NP

1 936 279

1 568 072

368 207

1 576 787

7. NP

1 936 279

1 568 072

368 207

1 944 994

Z výše uvedeného je zřejmé, že i v ČR lze očekávat nárůst celokeramických bytových domů stejně jako tomu již je v SRN a Rakousku.  

IVO PETRÁŠEK
foto archiv autora

Ing. Ivo Petrášek (*1960)
je autorizovaným inženýrem pro pozemní stavby, statiku a dynamiku staveb. Pracuje  jako statik u firmy Wienerberger cihlářský průmysl, a. s.