Panelový bytový dom typu T06B po požiari

1. Úvod

Po požiari v Handlovej sa často krát vynárali otázky, či panelový bytový dom nečaká rovnaký osud ako bytový dom v Prešove. Prípad explózie plynu a následného požiaru v Prešove mal oveľa väčší rozsah v porovnaní s prípadom z Handlovej. K časovo veľmi rýchlemu koncentrovaniu plynu v schodiskovom priestore a výťahovej šachte dochádzalo kvôli prenikaniu plynu z poškodeného stredotlakového uličného plynového potrubia cez prívodný kanál inžinierskych sietí do bytového domu. Následná explózia bola extrémna, aké sa v bytových domoch neočakávajú. Požiar v Handlovej mal lokálny vplyv, zasiahnuté boli nosné konštrukcie najmä dvoch bytov.

K posúdeniu nosných konštrukcií panelového bytového domu sme boli prizvaní Ústavom súdneho inžinierstva v Žiline, ktorý posudzoval následky požiaru. Podstatným podkladom k posúdeniu nosných konštrukcií bola diagnostika, ktorú spracovalo Skúšobné laboratórium Stavebnej fakulty, Žilinskej univerzity v Žiline.

Požiar vznikol na 6. NP (piate poschodie) v 1-izbovom byte. Následne sa rozšíril aj o poschodie vyššie na 7. NP (šieste poschodie) do identického bytu. Definovaný rozsah je znázornený na obr. 1.1 a 1.2.

Obr. 1.1 Lokalizácia požiaru v pohľade a reze

Obr. 1.2 Lokalizácia požiaru v pôdoryse

2. Opis nosnej konštrukcie

2.1 Panelová sústava T06B – všeobecne

Pôvodný typový podklad panelovej sústavy spracoval Státní technický ústav (STÚ) Praha. Na Slovensku sa zhotovovali bytové domy najmä v rokoch 1961 až 1976. Zo sústavy sa zhotovovali sekcie pre štvorposchodové a osemposchodové domy. Alternatíva bodového domu má 12 nadzemných podlaží. Takýmto prípadom je aj predmetný bytový dom v Handlovej.

Stropné dielce sú – pre skladobné rozpätia 3,6 m – navrhnuté ako plné železobetónové, bez vyľahčenia. Konštrukčná výška podlaží je 2,8 m. Montážna technológia sústavy bola dvojtonová, neskôr sa prešlo na štvortonovú. Pôvodný typový podklad – spracovaný STÚ Praha – bol navrhnutý iba na účinky vodorovných zaťažení od vetra. Preto na Slovenku boli upravené krajské varianty dopracované na príslušných Krajských projektových ústavoch, Stavoprojektoch. Zosilnené boli styky a spoje panelov. Jednotlivé regionálne varianty sa líšili najmä riešením obvodového plášťa s použitím dostupnej materiálovej bázy a riešením zodpovedajúcich stykov. V tejto súvislosti sa regionálne varianty upravovali postupne.

Stenové panely boli pôvodne riešené z prostého betónu triedy B250 alebo triedy III, s montážnou a konštrukčnou jednoradovou mrežovinou po obvode panela. Nad dverami sa vystužovali preklady mrežovinami, ktoré prečnievali za otvor na 15ø.

Přečtěte si také Nepropásněte konferenci Požární bezpečnost staveb 2023 Přečíst článek

Stropné dielce boli podopreté na dvoch protiľahlých stranách, dielce pôsobia ako prosté nosníky. Skladobná dĺžka je 3,6 m, skladobná šírka ako násobok 1,2 m. Únosnosť stropných dielcov závisí od spôsobu ich využívania. Pre štandardné stropné dielce sa uvažovalo len úžitkové zaťaženie, pri zosilnených sa uvažovalo aj s tiažou priečok. V projektoch sa neuvažovalo so žiadnou zmenou materiálovej bázy ani polohy priečok. Naviac sa používali stropné dielce s väčšími inštalačnými otvormi v bytových jadrách [4].

2.2 Bytový dom v Handlovej

Opis nosných konštrukcií bytového domu bol prevzatý z technickej správy z júla 1980 [3]. Dvanásť poschodový bodový dom bol spracovaný na základe podkladu MBD 12, krajský variant, spracovaný Stavoprojektom Banská Bystrica. Požiadavka bola maximálne využiť panely typu T-06B s prihliadnutím na existujúce výrobné zariadenia dodávateľov. Vzhľadom na architektonické a dispozičné riešenie vežového domu a z toho vyplývajúce stavebné úpravy boli dodržané tvary panelov avšak väčšia časť panelov bola vystužená odlišne oproti typu T-06B. Okrem toho bola navrhnutá rada nových prvkov, navrhnutých pre vyskladanie vežového domu.

2.2.1 Základy

Bytový dom je založený na pilótach typu VU15 – Pϕ42 s oceľovou pažnicou. Pilóty sú bez hrotu s dĺžkami od 5,5 do 8,75 m. Hlavy pilót sú pospájané monolitickým železobetónovým roštom.

2.2.2 Nosné steny

Prefabrikované nosné stenové panely majú hrúbku 150 mm. Staticky sú z prostého betónu triedy B250. Zo železobetónu sú dverné nadpražia, stĺpiky dverných a inštalačných otvorov, niektoré časti stien. Panely sa pri montáži ukladajú do cementovej malty pevnosti 250 kp/cm². Škáry sú vyplnené cementovou maltou alebo betónom triedy B250. Priestorové spolupôsobenie celej konštrukcie je dosiahnuté zvarením stykovacích želiez a vyplnením vodorovných a zvislých škár. Betónové nenosné priečky majú hrúbku 70 mm.

Strojovňa výťahu je murovaná z pórobetónových tvárnic, zastropenie je panelové. Steny výťahovej šachty sú panelové. Medzi stenou výťahovej šachty a bytmi je zvukoizolačná vložka.

2.2.3 Stropné konštrukcie

Stropné panely sú bez vyľahčení s hrúbkou 120 mm, typu T-06B. Z dispozície vyplývajú aj atypické panely vežového domu. Panely sa ukladajú do cementovej malty. Stropné panely sa navzájom spoja skobami, privarenými na oká a prúty výstuže panelov. Vencová výstuž medzi stropnými panelmi je privarená na montážne háky stenových panelov. Žľaby medzi všetkými panelmi sú vyplnené cementovou maltou pevnosti 250 kp/cm².

2.2.4 Schodište

Schodište je prefabrikované zo železobetónových ramien a podesty. Podestové panely sú atypické. Schodišťové ramená sú typu T-06B väčšinou so šírkou 1,7 m.

2.2.5 Obkladové panely

Obkladové panely obvodových stien sú navrhnuté z pórobetónových panelov hrúbky 250 mm (plynosilikátových panelov hrúbky 240 mm). Všetky panely sú samonosné na konzolách. Na lodžiách sú použité parapetné panely z pórobetónu.

Obr. 2.1 Hlbinné zakladanie bytového domu – pôdorys

Obr. 2.2 Dispozičné riešenie 1. NP

Obr. 2.3 Dispozičné riešenie 2. až 12. NP

3. Poruchy a stav nosných konštruckií

Z výsledkov diagnostiky [1], na základe odberu vzoriek z podlahy a stropných panelov pod bytom na 6. NP, je vidieť na neporušených izoláciach v skladbe podlahy, že požiar priamo neovplyvnil strop nad 5. NP ani konštrukcie nižšie. Pri realizácii odvrtov v podlahe na 6. NP pod poterovou doskou sa nachádzal teplotne nepoškodený igelit a polystyrénová podlahová izolácia.

Byt, kde vznikol požiar, bol aj najviac poškodený. Je možné predpokladať najdlhšie resp. najintenzívnejšie horenie. Ilustračné fotky sú na obr. 3.1 a 3.3. Na stropných konštrukciách zo spodnej strany bol viditeľný raster nosnej výstuže, najmä pri paneloch s malým, takmer nulovým krytím. Poruchy krycej vrstvy a priame obnaženie výstuže boli viditeľné len u monolitickej dobetonávky. Po vyčistení priestorov neboli pozorované statické trhliny ani znaky porušenia súdržnosti medzi výstužami a betónom. Na stenách zo strany požiaru ani zo susedných bytov neboli pozorované poruchy nosných panelov. Prekreslené boli trhliny v miestach spojov panelov.

Obr. 3.1 Následky požiaru v najviac poškodenom byte

Obr. 3.2 Obnažená výstuž v monolitickej dobetonávke

Obr. 3.3 Následky požiaru v najviac poškodenom byte

Pri požiari dochádza vplyvom zvýšenej teploty k rozpínaní nosných stenových aj stropných panelov. Pri ochladení zase k ich skráteniu. Pri týchto pohyboch sa vytvárajú prirodzené dilatácie medzi panelmi v styčných zvislých a vodorovných škárach. Tie sa vyznačujú trhlinami viditeľnými najmä na omietkach. Poruchy tohto typu, ktoré bolo možné pozorovať na obhliadke mali malý rozsah a predstavujú len lokálny charakter (obr. 3.4).

Obr. 3.4 Trhliny v susedných bytoch na stykoch medzi panelmi

4. Analýza stropnej konštrukcie

Obr. 4.1 Časť pôdorysu typického podlažia panelového domu s vyznačením posudzovaných stropných panelov ovplyvnených požiarom [2]

Schéma ukladania stropných panelov v pôdoryse bytov priamo zasiahnutých požiarom je znázornená na obr. 4.1. Nachádza sa tu 7 stropných panelov PZD projektovanej hrúbky 120 mm a jedna monolitická dobetonávka šírky 225 mm.

Pevnostné charakteristiky priamo zasiahnutých betónov boli preverované v rámci diagnostiky nedeštruktívne Schmidtovým tvrdomerom a tiež kontrolnými vývrtmi [1]. Namerané pevnosti betónu v stropných panelov pomocou vývrtov boli väčšie ako 33 MPa (prepočet na kockovú pevnosť). Kontrolný vrt v stene preukázal pevnosť 28,3 MPa (prepočet na kockovú pevnosť). Jednotlivé stropné panely mali pevnosť vyššiu ako C16/20, čo korešponduje s projektovanou triedou betónu B 250. Po očistení povrchov a pri kontrole vystuženia bolo možné skontrolovať sfarbenie zasiahnutého betónu. Nebolo zistené sfarbenie betónu, ktoré by indikovalo nadmerné teploty nad 300 °C.

Na stropných paneloch boli identifikované rôzne druhy betonárskej výstuže: 10425(V), 10338(T), rebierkovaná sieť kari a hladká sieť. V rámci diagnostiky [1] boli overené vlastnosti výstuže typu V a T. V obidvoch prípadoch boli zistené pevnosti vyššie ako normové. Rovnako bol zachovaný aj výrazne duktilný charakter porušenia betonárskych výstuží.

Panely pôsobia ako proste podopreté prvky so skladobnou dĺžkou 3,6 m. Výnimkou je lodžiový panel P3 a P4, ktoré sú podopreté aj lodžiovým rámom. Z pohľadu okrajových podmienok je panel P2 ovplyvnený veľkým otvorom pre zvislé rozvody. Vystuženie panelov nie je po šírke rovnomerné, striedajú sa rôzne typy výstuží ako aj ich raster, obr. 4.2. Preto posúdenie bolo urobené dvomi spôsobmi. Prvý spôsob využíva integráciu celkového momentu zo zodpovedajúcej šírky panelu a k tomu zodpovedajúca odolnosť prierezu. Pre staticky neurčité panely P3 a P4 a panel s otvormi bola zvolená analýza pomocou MKP programu.

Obr. 4.2 Vystuženie stropného panelu P1 v priečnom reze na základe diagnostiky [1]

Obr. 4.3 Sonda na zistenie vystuženia panelu P6

5. Závery

Požiar mal lokálny vplyv na nosné konštrukcie priamo zasiahnutých bytov na 6. NP a 7. NP. Priamo boli ohrozené nosné výstuže stropných panelov pri spodnom povrchu s minimálnym krytím. Na základe diagnostiky sa nepotvrdilo zhoršenie pevnostných charakteristík betónov a výstuží. Vystuženie stropných panelov bolo posúdené podľa aktuálnych platných noriem Eurokódov. Vystuženie vyhovuje.

Napriek mnohými zdrojmi a podkladmi k typizovanej panelovej sústave, ako aj archívnej projektovej dokumentácii, najdôležitejším zdrojom pre posúdenie bola podrobná diagnostika [1]. Určila aktuálne pevnostné charakteristiky betónu a výstuží a tiež podrobne zdokumentovala vystuženie stropných panelov.

Poďakovanie

Táto práca vznikla s podporou výskumného projektu VEGA č. 1/0645/20 Navrhovanie a zosilňovanie betónových konštrukcií na trvanlivosť.

Literatúra

1. Správa z diagnostiky Okružná 7, Handlová. ŽU v Žiline, Skúšobné laboratórium Stavebnej fakulty. Vypracovali: Ing. František Bahleda, PhD., Ing. Jozef Prokop, PhD., Ing. Michal Zahuranec. Júl 2022.
2. Projektová dokumentácia, zdroj: Štátny archív v Trenčíne, Pracovisko archív
   Bojnice.
   Časť: Handlová – Morovnianska cesta – III. stavba, Blok M2-55 b.j., Stavoprojekt Banská Bystrica, 05/1980. (TS, Architektonicko-stavebné riešenie)
   Časť: Handlová – Morovnianska cesta – III. stavba, Blok M1-55 b.j., Stavoprojekt Banská Bystrica, 07/1980. (Statika, vrchná stavba, vykonávací projekt)
   Časť: Handlová – Morovnianska cesta – III. stavba, Blok M1-55 b.j., Stavoprojekt Banská Bystrica, 11/1977. (Architektúra, vykonávací projekt).
3. Projektová dokumentácia, elektronický zdroj SKSI: panelová sústava T06B, DVD č. 14, 15, 16.
4. HARVAN, I.: Analýza nosných sústav panelových budov. Vydavateľstvo STU v Bratislave. 2008.