Page 1

CZ. 1. 07/ 2. 4. 00/ 31. 0012 OKT AEDR-par t ner st ví así t ěvest avebni ct ví

REALI ZACEST AVEB -TEORI EAPRAXE

Sbor ní kmez i nár odní howor kshopu 1 1. -13. z ář í 2013 Kř t i ny , Českár epubl i ka


Sborník mezinárodního workshopu 11. - 13. září 2013 Křtiny, Česká republika

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz


ISBN 978-80-214-4669-4 Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz


Fakulta stavební Vysokého učení technického v Brně zahájila 1. 6. 2012 řešení projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“. Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky a je zaměřen na tvorbu a udržování partnerské sítě. Tato síť bude vzájemně propojovat Fakultu stavební Vysokého učení technického v Brně, významná výzkumná a vývojová pracoviště, partnery z oblasti podnikatelského sektoru i oborová sdružení. Cílem sítě je umožnit rozšíření vzájemné spolupráce, vytvoření nových podmínek pro přenos teoretických i praktických znalostí a zkušeností mezi výzkumem a stavební praxí. Partnery projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“ jsou: • MOTRAN Research, s. r. o., • Českomoravský cement, a.s., nástupnická společnost, • Centrum dopravního výzkumu, v. v. i., • OHL ŽS, a.s., • Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, • ESOX, spol. s r.o., • Svaz vodního hospodářství ČR.

Registrační číslo projektu: Název projektu: Realizace: Řešitel:

CZ.1.07/2.4.00/31.0012 OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví 1. 6. 2012 – 31. 5. 2014 Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební


Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz


FAKTORY OVPLYVŇUJÚCE KVALITU VZDELÁVACIEHO PROCESU V ODBORE STAVEBNÍCTVO FACTORS INFLUENCING THE QUALITY OF EDUCATION PROCESS IN CIVIL ENGINEERING Jozef Gašparík

Anotácia V príspevku je uvedená štruktúra študijných programov Stavebnej fakulty STU Bratislava zameraných na technológiu stavieb v odbore Stavebníctvo a analýza faktorov, ktoré vplývajú na kvalitu vzdelávacieho procesu a uplatnenie našich absolventov v praxi. Veľmi významným nástrojom zvyšovania kvality je aktívne zapojenie praxe už pri tvorbe učebných plánov a osnov študijných predmetov. Naším zámerom je priblížiť štúdium na fakulte aktuálnym požiadavkám stavebnej praxe s cieľom čo najlepšie pripraviť študentov pre stavebné podniky a zvýšenie ich efektívnosti. Klúčové slová Kvalita, vzdelávanie, stavebníctvo

1

ÚVOD

Katedra technológie stavieb Stavebnej fakulty STU garantuje štrudijné programy v odbore 5.2.8 Stavebníctvo na všetkých troch stupňoch štúdia: •

Technológia a manažérstvo stavieb (bakalársky stupeň, 3 ročný model)

Technológia stavieb (inžiniersky stupeň, 2 ročný model)

• Technológia stavieb (doktorandský stupeň, 4-5 ročný model) Od vzniky vyššie uvedených študijných programov v roku 2004 je o tieto programy veľký záujem. V minulom roku nám úspešne ukončilo štúdium 101 absolventov s titulom „Bc.“ A 100 absolventov s titulom „Ing.“V doktorandskom štúdiu máme 15 interných doktorandov.

2

UPLATNENIE ABSOLVENTOV ŠTUDIJNÝCH PROGRAMOV

Absolventi študijného odboru Stavebníctvo sú spôsobilí vykonávať po dosiahnutí prvého stupňa všetky funkcie a činnosti pri príprave, realizácii, rekonštrukciách a užívaní všetkých druhov stavieb a pri výrobe stavebných hmôt a polotovarov na nižších úrovniach. Konkrétne môžu vykonávať funkciu: • stavbyvedúceho a stavebného dozoru, • nižšieho riadiaceho pracovníka pri výrobe stavebných materiálov, dielcov a polotovarov, • analytika cien a nákladov, • projektanta organizácie výstavby a zariadení staveniska, • administratívneho manažéra v procese príprave stavieb, • mechanizátora stavebnej výroby, • manažéra kvality stavby, • manažéra prevádzky a údržby stavieb, • pracovníka stavebných odborov štátnej správy a samosprávy, • projektanta v oblasti stavebných technológií, • technika v oblast skúšobníctva a pri preukazovovaní zhody. Absolvent tohto stupňa je spôsobilý tiež: • projektovať jednoduché stavby, • zastávať funkciu referenta BOZP a OŽP, • podnikať v oblasti prípravy a realizácie stavieb, predaja a prenájmu mechanizmov a zariadení, predaja stavebných materiálov a výrobkov. • pripravovať cenové ponuky, rozpočty Absolvent je pripravený na plynulý prechod do druhého stupňa štúdia.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

5


Po dosiahnutí druhého stupňa je absolvent schopný plniť všetky funkcie a činnosti pri príprave, realizácii, rekonštrukciách, sanáciách a užívaní všetkých druhov stavieb a súborov stavieb a pri výrobe stavebných materiálov, polotovarov a dielcov na vyšších a riadiacich úrovniach ako: • hlavný stavbyvedúci, hlavný stavebný dozor, • výskumný a vývojový pracovník v oblasti stavebných technológií, materiálov a dielcov, • (interdisciplinárny odborník) manažér v oblasti ekonomiky a riadenia stavebníctva, • projektový manažér • vedúci inžinier stavebno-technologických projektov, • hlavný mechanizátor stavebnej výroby, • manažér kvality stavebnej firmy, • vedúci stavebných odborov v štátnej správe a samospráve • štátny stavebný dohľad a štátny dozor, • manažér BOZP, • koncepčný pracovník normotvornej činnosti, • koncepčný pracovník výstavby a regionálneho rozvoja, • vykonávateľ expertíznej činnosti, • environmentálny inžinier pre stavebnú činnosť, • podnikateľ v oblasti prípravy a realizácie stavieb, predaja a prenájmu mechanizmov a zariadení, výroby a predaja stavebných materiálov a dielcov, • vedúci technológ výroby stavebných materiálov a dielcov, • vedúci a riadiaci pracovník v oblasti skúšobníctva pri preukazovaní zhody stavebných výrobkov, akreditácii laboratórií a hodnotení kvality, Po dosiahnutí tretieho stupňa absolvent môže vykonávať profesiu vedeckého a pedagogického pracovníka vo výskumných, vývojových, vedeckých a vzdelávacích inštitúciách a podnikoch pri riešení problémov súvisiacich s teóriou technológie, manažérstva a ekonomiky stavieb a technológie stavebných materiálov a dielcov.

3

CHARAKTERISTIKA ODBORNÉHO PROFILU ABSOLVENTOV

Absolventi odboru Stavebníctvo – 1. stupeň dokážu analyzovať problémy a možnosti v príprave a realizácii rôznych druhov stavieb, navrhovať jednoduché stavby a fragmenty zložitých stavieb, riadiť a pripravovať výrobu stavebných materiálov a dielcov, analyzovať a viesť základnú ekonomickú agendu. Študenti si tiež osvojujú základné poznatky z oblasti riadenia ľudských zdrojov, podnikateľskej činnosti, práva, zásady tímovej práce a koordinácie špecialistov iných profesií. Vedení sú k tvorivému rozvíjaniu základných teoretických vedomostí, k principiálnemu chápaniu problematiky a k pružnému zvládnutiu organizačných a technologických úloh pri rešpektovaní zásad kvality, bezpečnosti práce, ochrany životného prostredia a spoľahlivosti stavieb. Osvojujú si zásady skúšobníctva a preukazovania zhody. Vedení sú k samostatnosti, a k prispôsobeniu sa meniacim sa podmienkam a najmä k chápaniu princípov a zásad správneho vecného a hospodárneho riešenia. Podporuje sa využívanie výpočtovej techniky pri navrhovaní, modelovaní a optimalizácií výpočtových postupov. Absolvent trojročného bakalárskeho štúdia získa základné teoretické vedomosti z exaktných a prírodných vied. Na túto bázu nadväzujú predmety technologického a konštrukčného charakteru. Vzdelávanie dopĺňajú predmety humanitných, ekonomických a právnych disciplín počas celého štúdia Pri výučbe sa kladie dôraz na principiálnosť, tvorivosť a samostatnosť. Absolvovanie prvého stupňa je prípravou na plynulý prechod do druhého stupňa - inžinierskeho štúdia. Pri ukončení 1. stupňa vysokoškolského vzdelávania sa absolvent uplatní v mnohých profesiách v stavebníctve pri zhotovovaní všetkých druhov stavieb a navrhovaní konštrukcií jednoduchých stavieb. Absolvent bakalárskeho štúdia získa a pochopí podstatné fakty, pojmy, princípy a teórie vzťahujúce sa k jeho odbornému profilu. Vie ich použiť takým spôsobom, ktorý preukazuje pochopenie súvislostí a dôsledkov alternatívnych rozhodnutí. Vie využiť teoretické poznatky a uplatniť primerané postupy a nástroje pre všetky činnosti a profesie, na ktoré je pripravovaný Absolventi druhého stupňa vysokoškolského štúdia Stavebníctvo dokážu pripravovať a riadiť výstavbu zložitých pozemných, inžinierskych a vodných stavieb, pripravovať a riadiť výrobu stavebných materiálov a dielcov, riadiť stavebnú firmu, vykonávať výskum s vysokou mierou tvorivosti a samostatnosti. Dôraz sa kladie na to, aby absolvent získal hlboké znalosti v oblasti teórie technológie stavieb a stavebných materiálov, vedel riadiť tím pracovníkov v tejto oblasti, bol spôsobilý samostatne viesť aj veľké projekty a prevziať zodpovednosť za komplexné riešenia. Aby absolvent bol schopný uplatňovať a rozvíjať získané teoretické vedomosti, analyzovať systémy, optimalizovať postupy Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

6


a riešenia. Absolventi štúdia sú schopní chápať a riešiť problémy na regionálnej úrovni pri práci v rámci VUC. V súvislosti so vstupom do EU sa od stavebného inžiniera vyžaduje schopnosť komunikovať v rámci rôznych kultúr a riešiť problémy na medzinárodnej scéne, k čomu musí byť jazykovo vybavený. Ak absolvent ukončil prvostupňové štúdium v niektorom príbuznom študijnom odbore, študijný program inžinierskeho štúdia bude so štandardnou dĺžkou štúdia 2 roky. Pre uchádzačov, ktorí ukončili prvostupňové štúdium v niektorom vzdialenejšom študijnom odbore, možno navrhnúť študijný program so štandardnou dĺžkou štúdia 3 roky. Absolvent odboru Stavebníctvo (2. stupeň) nachádza a prezentuje vlastné riešenia problémov pri príprave a realizácii zložitých stavieb a ich súborov, resp. pri výrobe stavebných materiálov a dielcov. Je schopný tvorivo a koncepčne pracovať vo výskume a vývoji, posúdiť navrhované projekty z ekonomického hľadiska. Tvorivo aplikuje získané poznatky v praxi, kriticky analyzuje a posudzuje navrhované riešenia. Vychádza z princípov a praktík odboru, pričom preukazuje efektívne rozhodovanie v súvislosti s výberom a použitím metód, softvéru a iných výpočtových prostriedkov. Vie zavádzať zložité technické riešenia, používať moderné metódy a prostriedky pri riešení problémov. Absolvent odboru Stavebníctvo (2. stupeň) získa schopnosť analyzovať variantné možnosti technologických procesov z pohľadu ich tvorivej aplikácie v zmenených okrajových podmienkach navrhovania, modelovania a optimálneho výberu. Vie kvalifikovane riadiť procesy zmien technológie z pohľadu vývoja, vyznačuje sa schopnosťou kritického úsudku v celom spektre problémov súvisiacich s kvalitnou, hospodárnou, bezpečnou a ekologickou výrobou. Ovláda aspekty experimentálnej práce (optimálny návrh experimentu, metodika skúšok, hodnotenie výsledkov, atď.), vie sa aktívne podieľať na vývoji a inovácii stavebných materiálov. Vie pracovať na projektoch, ktoré zahŕňajú identifikáciu problému, analýzu a implementáciu rozsiahlych riešení súvisiacich s navrhovaním zhotovovaním a riadením stavieb, pričom akcentuje jednotlivé aspekty kvality a ekonomiky. Počas štúdia získa skúsenosti pre prácu s relevantným softvérom, spôsobmi kontroly výsledkov a analýzou získaných údajov. Absolvent 3 stupňa (PhD.) ovláda vedecké metódy výskumu a vývoja študijného odboru Stavebníctvo s orientáciou na teóriu technológie stavieb. Vedecky báda a prináša vlastné riešenia problémov v oblasti technológie a manažérstva stavieb. Absolvent tohto stupňa si osvojuje zásady vedeckej práce, väzby na životný cyklus stavieb, vedecké formulovanie problému (technické zadanie), environmentálne a ekonomické aspekty nových technológií a produktov, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru a prínos pre prax. Štúdium 3. stupňa obsahuje: • študijná časť: Teoretický fundament, metodologický aparát, špecializácia: matematická analýza, teória pravdepodobností a matematická štatistika, matematicko-počítačová simulácia, vedecký experiment., vybrané state z fyziky, ekonomiky a konštrukcií, environmentalistika, teória technológie stavieb a rekonštrukcií, patológia stavieb, spoľahlivosť stavieb, • vedeckú časť: výskum aktuálneho otvoreného vedeckého problému z odboru, zásady vedeckej práce, väzby na životný cyklus stavieb, vedecké formulovanie problému (technické zadanie), environmentálne aspekty nových produktov, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru a prínos pre prax.

4

ZABEZPEČOVANIE KVALITY PEDAGOGICKÉHO PROCESU NA STAVEBNEJ FAKULTE STU

Proces plánovania pedagogického procesu začína návrhom študijných programov garantmi navrhnutými vedením Stavebnej fakulty (SvF) v rámci schválených študijných odborov. Tieto študijné programy musia prejsť úspešne akreditáciou. Súčasťou študijných programov sú aj študijné plány rozpracované na štandardnú dĺžku štúdia Tieto plány sa na každý akademický rok prerokujú v akademickom senáte a schvaľujú vo vedeckej rade SvF. Následne sa zverejňujú v základnom informačnom materiály Stavebnej fakulty - Študijné programy, v propagačných materiáloch pre prijímacie konanie a na stránke www.svf.stuba.sk. Táto stránka poskytuje komplexné informácie o zámeroch, cieľoch a aktivitách súvisiacich s pedagogickým procesom, vedou, výskumom, zahraničnými aktivitami a pod. Stavebná fakulta vytvára informačné a propagačné materiály s cieľom na jednej strane získať čo najviac a najlepších študentov, na druhej strane zabezpečiť komplexnú a kvalitnú informovanosť študentov, zamestnancov a širokej verejnosti. Stavebná fakulta má zavedený Akademický Informačný Systém (AIS) prístupný cez rozhranie web, kde sú uvedené informácie o všetkých študijných predmetoch, ich garantoch a prednášajúcich. Za kvalitu vzdelávania nesie zodpovednosť dekan, prodekan pre vzdelávanie a garanti študijných programov. Za kvalitu študijných predmetov nesú zodpovednosť garanti študijných predmetov a nimi navrhnutí vedúci seminárov, resp. cvičení (obr.1). Zodpovednosti a právomoci funkčných pracovníkov uvedených na obr. 1 sú uvedené v organizačnom poriadku SvF STU. Pri plánovaní pedagogického procesu zohrávajú dôležitú úlohu pedagogické rady študijných programov. Pedagogické rady zvoláva garant študijného programu a jej členmi sú garanti kľúčových predmetov vyučovaných v danom študijnom

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

7


programe. Pedagogická rada zasadá min. 2x do roka a rieši aktuálne úlohy zabezpečenia vzdelávacieho procesu v študijnom programe. Zohráva významnú úlohu pri manažovaní a zdokonaľovaní kvality pedagogického procesu. Je otvorená študentom a odborníkom z praxe, ktorí môžu priniesť námety v oblasti zvyšovania kvality pedagogického procesu. Požiadavky študentov, praxe a MŠ SR sa analyzujú garantmi a ich tímami na pedagogických radách pri návrhu: • študijných programov, • učebných plánov, • obsahovej náplne študijných predmetov, vrátane exkurzií a odbornej praxe. Komunikácia so študentmi sa realizuje aj prostredníctvom stretnutí garanta študijného programu so študentmi a na fakultnej úrovni na zasadnutiach akademickej obce SvF. Študenti sú členmi akademického senátu SvF STU, zástupca študentov je členom kolégia dekana. Pri schvaľovaní študijných programov sú zástupcovia študentov pozývaní aj na rokovanie vedeckej rady SvF. Významní pracovníci praxe sú členmi vedeckých rád, kde majú možnosť predkladať požiadavky praxe na učebné plány, resp. obsahovú náplň predmetov a tým vplývať na profil absolventov. Štruktúra študijných programov, študijné plány a profil absolventa je pravidelne prerokovaný aj na zasadnutiach priemyselnej rady SvF, kde sa členovia rady môžu vyjadriť k uvedeným dokumentom. DEKAN

PRODEKAN pre pedagogickú činnosť

GARANTI študijných programov

GARANTI študijných predmetov (Prednášajúci)

PEDAGOGICKÉ RADY

VEDÚCI seminárov a cvičení

Obr. 1 Štruktúra pre zabezpečenie vzdelávacieho procesu na SvF STU. Garanti študijných programov min 2x do roka organizujú stretnutie so študentmi študijného programu, aby sa skvalitnila informovanosť pre študentov a získali podnety od študentov na skvalitnenie štúdia. Študenti majú možnosť predkladať pripomienky k štúdiu anonymne (čierna skrinka) alebo osobne dekanovi. Každý pedagóg má vypísané úradné hodiny pre študentov, počas ktorých majú študenti možnosť konzultovať hlavne študijné problémy s príslušným pedagógom. Rozsah konzultačných hodín musí byť úmerný počtu študentov, najmenej však 2 h týždenne. Na kvalitu vzdelávacieho procesu majú mimoriadny vplyv garanti jednotlivých študijných predmetov a nimi poverení vedúci seminárov a cvičení. Garanti študijných predmetov sú povinní neustále aktualizovať a skvalitňovať študijnú literatúru svojho predmetu, zdokonaľovať prednáškovú činnosť tak, aby bola pre študentov zrozumiteľná, kvalitná a pútavá. Prednášajúci sa musí usilovať získať študentov pre daný predmet, zaujať ich. Prostriedkom k tomu je používanie najmodernejšej didaktickej techniky a poskytovanie poznatkov na úrovni súčasných svetových trendov v problematike, ktorú prednáša. Podobné nároky sú aj na vedúcich seminárov a cvičení.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

8


4.1 Manažérstvo kvality vzdelávacieho procesu Zodpovednosť za kvalitnú realizáciu vzdelávacieho procesu nesie dekan, prodekan pre pedagogickú činnosť a garanti študijných programov, ktorí zabezpečia, aby pedagogický proces prebiehal v riadených podmienkach, ktoré zahŕňajú: • dostupnosť informácií o vzdelávacom procese na SvF STU, • včasné schválenie a vydanie študijného programu na akademický rok, • včasné zabezpečenie rozvrhu pre študentov a pedagógov, • funkčnosť a prístupnosť AIS pre študentov a pedagógov, • zabezpečenie modernej didaktickej techniky pre pedagogické účely do učební pre prednášky a cvičenia (výpočtová technika, dataprojektory, videorekordér, TV prijímač a pod.) • dostupnosť a používanie softvérov na prípravu pedagogického procesu, • monitorovanie a meranie kvality pedagogického procesu . Overenie kvality pedagogického procesu na SvF STU sa vykonáva elektronicky formou dotazníkov pre absolventov fakulty s cieľom získať ich názor na obsah a kvalitu získaného vzdelania vo vzťahu k ich uplatneniu v praxi. Realizáciu hodnotenia kvality vzdelávania absolventmi fakulty zabezpečuje prodekan pre pedagogickú činnosť v spolupráci s prodekanom pre vzťah s verejnosťou. Sprístupnenie všetkých informácií o pedagogickom procese pre študentov a pedagógov, ako aj evidenciu výsledkov štúdia a ich archivovanie zabezpečujú prodekan pre pedagogickú činnosť a vedúci študijného oddelenia. V súčasnosti sú všetky kľúčové informácie súvisiace s procesom vzdelávania evidované v AIS. Základnými informáciami o štúdiu sú: študijné plány študijných odborov, informačné listy predmetov, databáza študentov po odboroch a študijných programoch, skúškové správy, výsledky štúdia evidované v AIS, prezenčné listiny z cvičení a pod. Stavebná fakulta venuje veľkú pozornosť hodnoteniu pedagógov a pedagogického procesu študentmi. Hodnotenie pedagógov študentmi sa vykonáva formou anonymného dotazníka. Výsledky hodnotenia poskytuje prodekan pre pedagogickú činnosť garantovi študijného programu a ten informuje príslušného pedagóga o výsledku jeho hodnotenia. Výsledky hodnotenia slúžia pedagógovi ako spätná väzba a v prípade negatívneho hodnotenia dávajú impulz pre hľadanie opatrení na skvalitnenie pedagogického pôsobenia. V prípade veľmi negatívneho hodnotenia (priemerné hodnotenie horšie ako 4 z 5 stupňovej škály) je povinnosťou garanta študijného programu monitorovať pedagogický proces daného pedagóga formou hospitácií a požiadať vedúceho príslušnej katedry o poskytnutie pedagogickej dokumentácie daného predmetu (sylabus prednášok a cvičení, texty zadaní, harmonogram zadaní a pod.). V prípade opakovaného, po sebe idúceho veľmi negatívneho hodnotenia pedagóga študentmi a s prihliadnutím na výsledky štúdia v jeho predmete v kontexte celkových výsledkov štúdia danej študijnej skupiny, podstúpi daný pedagóg pohovor s garantom študijného programu a prodekanom pre pedagogickú činnosť za prítomnosti vedúceho katedry. Cieľom pohovoru je analýza príčin negatívneho hodnotenia a hľadanie nápravných opatrení. V prípade ďalšieho negatívneho hodnotenia môže byť daný pedagóg preradený na inú, nie pedagogickú prácu v rámci fakulty s možnosťou preradenia do nižšej platovej triedy. Opakované negatívne hodnotenie sa berie do úvahy aj pri kvalifikačných postupoch (habilitačné a inauguračné konanie) a pri výberovom konaní na obsadenie funkčných miest profesor a docent a predlžovaní pracovnej zmluvy na dobu určitú. 4.2 Monitorovanie kvality vzdelávacieho procesu Cieľom monitorovania kvality vzdelávacieho procesu je odhaľovanie chýb a nedostatkov v pedagogickom procese a následná eliminácia týchto nedostatkov tak, aby všetky aktivity zabezpečované fakultou prebiehali riadeným spôsobom a smerovali k poskytovaniu kvalitných pedagogických služieb. Každý pedagóg je povinný pred realizáciou vzdelávacieho procesu skontrolovať učebné pomôcky a materiály, ktoré poskytne študentom. Pedagóg sa musí dostaviť do učebne v takom predstihu, aby všetky pomôcky pre výkon pedagogického procesu mohol prekontrolovať a nevykonával tieto aktivity v čase, keď má pedagogický proces prebiehať. Počas pedagogického procesu sa pedagóg správa eticky, dôstojne a snaží sa odovzdať študentom aktuálne informácie v súlade so svetovým trendom v predmetnej oblasti spôsobom, ktorý je pre študenta vzhľadom na jeho úroveň poznania potrebný a zrozumiteľný. Na všetky nedostatky zistené zo samokontrolnej a kontrolnej činnosti vzdelávacieho procesu je potrebné zo strany pedagóga prijať nápravné opatrenia a informovať o týchto opatreniach garanta študijného programu. Monitorovanie kvality vzdelávacieho procesu SvF STU zahŕňa tieto aktivity: a) vstupnú kontrolu kvality: • sylabov predmetov, zadaní, metodických príručiek a literatúry poskytovanej pedagógmi fakulty, • didaktickej techniky používanej pedagógmi,

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

9


• prípravy pedagógov SvF STU po odbornej stránke. priebežnú kontrolu kvality: • pravidelné hospitácie zo strany vedenia fakulty, garantov študijných programov, garantov študijných predmetov, • hospitácie a kontrola pedagogickej dokumentácie a pedagogického procesu vyplývajúce zo sťažností študentov, • pravidelné hodnotenie pedagogického procesu na pedagogických radách, katedrových schôdzach, zasadnutiach kolégia dekana, akademického senátu a vedeckej rady, c) výstupnú kontrolu kvality: • súlad vedomostí študentov s požiadavkami (zápočty, skúšky), • úspešnosť ukončenia štúdia na všetkých stupňoch štúdia, • dĺžka štúdia študentov (priemerná dĺžka, počet študentov v nadštandardnej dĺžke), • uplatnenie v praxi v jednotlivých odboroch (formou dotazníkov pre absolventov po stanovenom období praxe), • hodnotenie kvality absolventov praxou (formou dotazníkov pre zamestnávateľov našich absolventov). SvF STU monitoruje kvalitu vzdelávacieho procesu prostredníctvom vedenia fakulty, garantov študijných programov a vedúcich katedier, aby si overila, či pedagogický proces prebieha v súlade s učebným plánom a schváleným rozvrhom. Pedagóg SvF STU v súlade s platnou legislatívou aktualizuje a v prípade potreby reviduje všetky svoje učebné pomôcky a upozorňuje študentov na nové skutočnosti a nahrádza neplatné dokumenty a publikácie aktuálnymi (vedie o tom záznam). Jedná sa o aktuálnosť metodických podkladov pre prednášky a semináre, knižných publikácií a skrípt, metodických dokumentov kvality STU (aktualizuje vedenie SvF) , b)

5

ZÁVER

Pre sústavné zvyšovanie kvality absolventov Stavebnej fakulty je potrebné brať do úvahy viacero kvalitatívnych faktorov, ako sú návrh štruktúry predmetov, aktuálnosť výučby v súlade so svetovým trendom, kvalita knižných publikácií, kvalita pedagógov, učebných pomôcok a pod. Nezastupiteľnú úlohu v procese zvyšovania kvality vzdelávania zohráva aktívny vstup praxe formou predkladania požiadaviek na učebné plány, poskytovaním exkurzií a v neposlednom rade je aktívnou prednáškouvou činnosťou na školách. Pre sústavné zvyšovanie kvality vzdelávacieho procesu je možné uplatniť model excelentnosti CAF (Common Appraisal Framework) určený pre hodnotenie kvality organizácií v sektore služieb, teda aj univerzít [1].

LITERATURA [1] GAŠPARÍK, J.- GAŠPARÍKOVÁ,V.: Implementation of excellence model CAF in training and consultancy organization CEMAKS In. Journal of Educational and Instructional studies in the World (WJEIS), Turkey, ISSN 21467463 November 2012 ,p.168-178

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

10


K HODNOCENÍ VEŘEJNÝCH ZAKÁZEK NEJEN DLE NEJNIŽŠÍ NABÍDKOVÉ CENY ON PUBLIC CONTRACTS ASSESSMENT NOT ONLY ACCORDING TO THE LOWEST PRICE Čeněk Jarský

Anotace V příspěvku je nejprve analyzován zákon o veřejných zakázkách č. 137/2006 Sb. v aktuálním znění. Podle kritéria ekonomická výhodnost nabídky je dle zákona možné hodnotit nejen nabídkovou cenu, ale i zejména zabezpečení dodávek, kvalitu a lhůtu pro dokončení. Dále je rozebrána metoda modelovat zabezpečení dodávek a kvality pro veřejné zakázky u stavebních projektů. K tomu se využije prostorové, technologické a časové řešení průběhu výstavby jako součást stavebně technologického projektu. V příspěvku je uveden i způsob odůvodnění tohoto kritéria, které zákon vyžaduje. V další části bude stanoven výběr požadovaných dokumentů a jsou uvedeny příklady využití navržené metodiky pro konkrétní významné stavební akce. Klíčová slova Veřejné zakázky, hodnocení, ekonomická výhodnost, zabezpečení dodávek, stavebně technologický projekt, lhůta výstavby

1

ZÁKONNÉ PODMÍNKY PRO HODNOCENÍ VEŘEJNÝCH ZAKÁZEK

V současné době se hodnotí nabídky stavebních firem pro veřejné i některé soukromé zakázky podle zákona o veřejných zakázkách č. 137/2006 Sb. v nejnovějším znění [2]. Hodnotící kritéria veřejných zakázek jsou specifikována v paragrafu 78, odst. 1., kde je uvedeno: „Základním hodnotícím kritériem pro zadání veřejné zakázky (dále jen "základní hodnotící kritérium") je ekonomická výhodnost nabídky, nebo nejnižší nabídková cena“. V posledních letech se převážná většina veřejných zakázek hodnotila obvykle pouze podle nejnižší nabídkové ceny. Bylo to proto, že v ČR existoval a stále existuje obecný tlak médií na zadavatele veřejných zakázek, aby hlavním a prakticky jediným měřítkem nabídek byla cena. Tento tlak však vychází zejména od úředníků a právníků, kteří si zjednodušují situaci pro tvorbu zadávací dokumentace, která je obvykle v rukou právníků a nikoli odborníků stavařů či investorů, i pro vyhodnocování nabídek podle tohoto jediného kritéria, které je pak velice jednoduché a odstraňuje případné obtíže při projednávání různých odvolání neúspěšných uchazečů na Úřadu pro ochranu hospodářské soutěže (ÚOHS). Jak se však zejména v poslední době ukazuje, výběr zhotovitele pouze podle kritéria nejnižší ceny způsobuje pak při vlastní realizaci akce řadu potíží. Soutěž např. vyhraje firma, která vůbec nemá s podobnými projekty zkušenosti, snaží se postavit část projektu, poté zkrachuje a investorovi zbudou oči pro pláč. Konec konců i při hospodaření v domácnosti si většina rozumných lidí uvědomuje, že nejsou tak bohatí, aby si kupoval nejlevnější věci. Tuto situaci měl na mysli i zákonodárce, když na prvním místě v příslušném odstavci uvádí hodnocení zakázek podle ekonomické výhodnosti nabídky. Problematičnost hodnocení jen podle nejnižší ceny si v současné době uvědomují i politici, viz např. [3]. Zákon [2] uvádí dále v par. 78, odst. 4: „Rozhodne-li se zadavatel pro zadání veřejné zakázky podle základního hodnotícího kritéria ekonomické výhodnosti nabídky, stanoví vždy dílčí hodnotící kritéria tak, aby vyjadřovala vztah užitné hodnoty a ceny. Dílčí hodnotící kritéria se musí vztahovat k nabízenému plnění veřejné zakázky. Mohou jimi být zejména nabídková cena, kvalita, technická úroveň nabízeného plnění, estetické a funkční vlastnosti, vlastnosti plnění z hlediska vlivu na životní prostředí, vliv na zaměstnanost osob se zdravotním postižením, provozní náklady, návratnost nákladů, záruční a pozáruční servis, zabezpečení dodávek, dodací lhůta nebo lhůta pro dokončení.“ Všimněme si, že zákon přímo uvádí zabezpečení dodávek, kvalitu, dodací lhůtu i vlastnosti plnění z hlediska vlivu na životní prostředí. Jak zobrazit a následně hodnotit tyto záležitosti u veřejných nabídek? Uvědomíme-li si, co tato subkritéria znamenají pro stavební projekt, lze s úspěchem konstatovat, že modelem zabezpečení dodavky, tj. stavebního projektu, je řádný projekt výroby stavby, tj. stavebně technologický projekt. Z řádně zpracovaného stavebně technologického projektu vyplyne technologicky zdůvodněná lhůta výstavby. Součástí stavebně technologického projektu může být i kontrolní a zkušební plán, jakožto model zajištění kvality stavební produkce, i environmentální plán týkající se hlediska vlivu na životní prostředí. Pokud objednatel zpracuje zadávací dokumentaci a využije pro hodnocení nabídek kritéria ekonomické výhodnosti nabídky, neztrácí samozřejmě možnost hodnotit cenu nabídek. Naopak může získat co nejvýhodnější cenovou nabídku,

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

11


která zároveň zabezpečí dlouhodobou funkčnost bez vynaložení dalších finančních prostředků a co nejrychlejší a přitom úspěšné a kvalitní splnění předmětu veřejné zakázky a tedy naplnění potřeb objednatele. Objednatel má totiž možnost definovat více dílčích kritérií hodnocení, přičemž samozřejmě prvním dílčím kritériem bude nejnižší nabídková cena s významností 70 – 80 %, což zajistí co největší úsporu finančních prostředků. Dalším dílčím kritériem může být zabezpečení dodávek a kvality s významností 20 – 30 %, což zajistí vznik řádně zpracovaného podrobného časového plánu postupu výstavby, který se stane přílohou smlouvy o dílo (Harmonogram zhotovitele), založeného na stavebně technologické analýze a syntéze časového průběhu projektu včetně síťové a zdrojové analýzy (počtu pracovníku a objemu financí v čase), v technologické struktuře dílčích stavebních procesů (pracovních čet), respektující prostorovou a technologickou a zobrazující časovou strukturu procesu realizace stavby, tj. model zabezpečení dodávek, a kontrolní a zkušební plán s harmonogramem kontrol kvality. Takto bude stanovena i technologicky zdůvodněná doba plnění veřejné zakázky a zadavatel tím získá podrobný přehled o budoucí realizaci díla a podklad pro její kontrolu z hlediska času, optimálního průběhu financování, potřeby zdrojů a sledování kvality stavby, popř. dalších hledisek.

2

MODEL ZABEZPEČENÍ DODÁVEK A JEHO HLAVNÍ DOKUMENTY

Podobně jako je projektová dokumentace, zejména výkresy a příslušné výpočty, modelem konstrukce stavebního objektu a celku, je stavebně technologický projekt modelem výroby stavebního objektu, popř. investičního celku, tj. modelem zabezpečení dodávky stavebního díla. Hlavními dokumenty stavebně technologického projektu jsou, viz [1], technologické schéma, které analyzuje prostorovou strukturu stavebního procesu, technologické rozbory uvádějící technologickou strukturu procesu výstavby, tj. soupis stavebních procesů v technologickém sledu, ohodnocených zejména pracností, náklady, počtem pracovníků v četě, trváním procesu a dalšími údaji, a síťové grafy, ve kterých se kloubí technologická, prostorová a organizační návaznost procesů a vychází z nich časová struktura výrobního procesu. Ta se pak obvykle znázorňuje formou harmonogramů, nebo časoprostorových grafů (cyklogramů), ve kterých je přehledně znázorněna časová i prostorová struktura výrobního procesu stavby, která vyšla ze síťového grafu. Dále se zpracovává časový přehled potřebných technologických i ekonomických zdrojů, tj. graf potřeby pracovníků, rozhodujících materiálů, nákladů i fakturace v čase. Významnou součástí stavebně technologického projektu je i kontrolní a zkušební plán a harmonogram zkoušek kvality, neboť na jakost produkce a její kontrolu musí klást investor podstatný důraz a předložení příslušných nutných atestů a revizních zpráv je i součástí kolaudačního řízení. V poslední době se součástí stavebně technologických projektů stal i environmentální plán stavby s harmonogramem kontrol environmentálních aspektů všech stavebních proces a plán bezpečnosti a ochrany zdraví při práci (BOZP) s harmonogramem kontrol rizik BOZP. Do projektu organizace výstavby se vkládají obvykle ještě další části přípravy stavby. Obvykle to bývá projekt zařízení staveniště, postup předávání hotových částí stavby do provozu, technologické postupy významných a neobvyklých stavebních procesů i pasportizace okolních objektů, které se stavbou souvisejí. Pro realizaci konkrétní stavby po uzavření smlouvy o dílo se doporučuje zpracování výrobní kalkulace, operativních plánů, výpisů potřeby materiálů v čase pro útvar MTZ, přehled zajištění subdodávek ap. Na základě výrobní přípravy je možno provést zpřesnění bilance zdrojů ve výrobním programu v celém dodavatelském podniku. Při důkladné přípravě realizace stavby by měla probíhat její výroba plynule, rovnoměrně a pokud možno bez poruch. Průběh stavění by měl být řízen i podle základních dokumentů stavebně technologického projektu (prováděcího), přičemž se podle operativní evidence, (ve které se sleduje nejen věcný a časový průběh činností, ale i jejich nákladovost dle členění kalkulačního vzorce, ziskovost a vytvářejí se soupisy provedených prací a zjišťovací protokoly), příp. podle fakturace provádí aktualizace všech těchto dokumentů. Pokud se vyskytnou případné vícepráce, aktualizuje se i výrobní kalkulace a podle ní i stavebně technologický projekt. Na řízení stavby se podílejí i autorský dozor a dozor investora. Stavba se splátkuje dohodnutým způsobem s investorem. Dle splátkování se provádí i případné úvěrování stavby bankou. Osvědčuje se i vedení tzv. finančního deníku stavby, kam se automatizovaně přebírají došlé nákladové faktury z podnikového účetnictví, podle nichž je možno pak bilancovat skutečně naběhlé náklady v čase i jejich skutečné zaplacení a tím i ziskovost či ztrátovost stavby v průběhu její realizace. Účelem modelu realizace výstavby, tj. modelu zabezpečení dodávek, v základních dokumentech stavebně technologického projektu je zobrazit průběh stavění objektu nebo stavby v čase v technologickém sledu procesů společně s možností bilancí technologických a ekonomických zdrojů v čase. Proto základními položkami modelu stavby pro využití při jejím řízení musí být dílčí stavební procesy - práce jednotlivých stavebních čet (řemesel).

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

12


3

OBSAH A STRUČNÝ POPIS VYBRANÝCH DOKUMENTŮ MODELU POSTUPU VÝSTAVBY

Hlavní části projektu zabezpeční dodávky Model postupu výstavby požadovaný v rámci zpracování projektu zabezpečení dodávky jakožto součásti nabídek potenciálních zhotovitelů dokumentuje schopnost zhotovitelů výše uvedené zásady pro úspěšnou realizaci stavby analyzovat a navrhnout co nejvhodnější postup při respektování zásad hospodárnosti, kvality, výkonnosti, bezpečnosti a co nejmenšího vlivu na životní prostředí, včetně schopnosti vypočítat technologicky zdůvodněnou lhůtu výstavby za podmínky užití příslušných ekonomických a technologických zdrojů v čase. Projekt zabezpečení dodávek, který doporučujeme vyžadovat v rámci zpracování nabídky, bývá proto dále rozdělen na následující souhrnné části: a) prostorové, technologické a časové řešení stavby, b) řízení kvality, c) ochrana životního prostředí, bezpečnost a ochrana zdraví při práci (BOZP).

K prostorovému, technologickému a časovému řešení stavby V části a) se obvykle zpracovávají následující dokumenty: Rozdělení na objekty, úseky, popř. záběry, stanovení minimální prac. fronty, směr postupu výstavby, návrh a posouzení mechanizace. Tyto části jsou součástí technologického schématu stavby, které znázorňuje prostorovou strukturu stavby a objektů, tj. rozdělení stavby na výstavbové skupiny (části), rozdělení objektů na úseky a záběry, dále obsahuje stanovení minimálních pracovních prostorů a součinitelů pracovní fronty, stanovuje směr postupu výstavby dle technologických zásad, u objektů pak směr postupu etapových procesů. Mělo by obsahovat i návrh a posouzení významných mechanizačních prostředků, zejména nákladných velkých jeřábů ať už věžových či mobilních. Situace zařízení staveniště (ZS), návrh provozního zařízení staveniště (komunikace, skládky, kanceláře, přívody sítí), návrh sociálního zařízení staveniště, úroveň logistiky zásobování stavby. Tato část řeší návrh koncepce sociálního, provozního i případného výrobního zařízení staveniště, s příslušným dimenzováním podle potřeby pracovníků a rozhodujících materiálů. Výkres situace ZS znázorňuje zejména hlavní osy stavby, umístění stavěných objektů, rozmístění zdvihacích prostředků a jejich vodorovný dosah, umístění objektů sociálního a provozního ZS, staveništní komunikace, připojení a rozvody energií a vody pro staveniště, odvodnění staveniště, hranice staveniště a oplocení, osvětlení staveniště, potřebné zábory, návrhy a umístění skladů a skládek jakož i zpevněných ploch, vrátnice, místa pro očistu dopravních prostředků, ochranná pásma atd. Dále se zde řeší příjezdové trasy a trasy potřebné pro realizaci, zajištění dopravní obslužnosti i dopravní značení objízdných tras. Bez návrhu zařízení staveniště nelze správně navrhnout logistiku stavby. Obvykle se předkládají 2 - 3 verze výkresu ZS (pro zemní práce a zakládání, pro hrubou stavbu a pro vnitřní a dokončovací práce). Model postupu výstavby, jakožto systému by měl být proveden nejlépe formou ohodnoceného síťového grafu, kde prvky jsou stavební procesy, nejlépe v technologické struktuře dílčích stavebních procesů (pracovních čet), a vazby vyplývají z rozboru prostorové a technologické struktury procesu výstavby. Výpočtem síťového grafu vyjde časová struktura komplexního stavebního procesu a tím i technologicky zdůvodněná lhůta výstavby. Síťový graf nemusí být formálně vykreslen, užívá se jako algoritmus pro výpočet nejdříve možných a nejpozději přípustných termínů činností. Měla by však být zřejmá použitá metoda a způsob jeho zpracování. Nejvýhodnější pro tento účel je metoda stavebně technologického síťového grafu. Z takto vypočteného modelu se pak snadno vytvoří následující dokumenty. (Takto zpracovaný model pomocí síťového grafu není však úplně nutnou podmínkou úspěšnosti zpracování stavebně technologického projektu, jsou to dokumenty uvedené dále, které mohou být zpracovány i bez návaznosti na síťový graf, ovšem pak obvykle bez výpočtu nejdříve možných a nejpozději přípustných termínů jednotlivých stavebních procesů.) Technologický rozbor (normál), který znázorňuje technologickou strukturu výrobního procesu stavby. Při nabídce by měl být zpracován v členění do dílčích stavebních procesů, které znázorňují práci jednotlivých pracovních čet. V tomto dokumentu by mělo být též znázorněno, které položky výkazu výměr či rozpočtu budou vyráběny kterými pracovními četami, tedy jakým dílčím stavebním procesem. Takto se totiž projeví správný návrh technologické dělby práce. Toto lze provést však pouze tehdy, obsahuje-li výkaz výměr či rozpočet třídění položek dle TSKP (Třídník stavebních konstrukcí a prací). Technologický rozbor obsahuje i návrh složení pracovních čet určením počtu pracovníků, normu času, součinitel napětí norem, výpočet celkové skutečné pracnosti a doby jednotlivých dílčích stavebních procesů, někdy i v členění do úseků.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

13


Harmonogram - časový plán navazuje na zpracovaný technologický rozbor a zobrazuje časovou strukturu výrobního procesu stavby. Jeho členění je shodné s členěním technologického rozboru a síťového grafu, tedy v technologické struktuře dílčích stavebních procesů. Měl by osahovat hlavní vazby mezi procesy, které vyplývají ze síťového grafu. V harmonogramu by měly být vyznačeny i časové vazby na související investice, které by měly být rozvedeny i v technické zprávě. V tomto dokumentu jsou obvykle specifikovány závazné milníky (postupové termíny), které technologicky souvisejí s dokončením hlavních etapových procesů, a slouží k průběžné kontrole postupu výstavby. Grafy potřeby zdrojů v čase - zpracovávají se obvykle graf potřeby pracovníků, dle něhož se pak dimenzuje sociální zařízení staveniště, dále graf potřeby financí související s finančním plánem v běžné a kumulativní formě, vše obvykle v měsících. Mohou být zpracovány popř. i grafy potřeby rozhodujících materiálů, např. cihel, betonové směsi, betonářské výztuže atp. pro dimenzování skládek. V doprovodné technické zprávě se doporučuje analýza a návrh podmínek a postupů pro předčasné užívání stavby či jejích částí, pokud toto přichází v úvahu. Užívání stavby či její části současně s výstavbou či dokončováním ostatních navazující částí stavby přináší značná rizika zejména pro bezpečnost osob pohybujících se v bezprostředním okolí staveniště, přičemž stavební práce prováděné na navazujících částech stavby má nepříznivý vliv na životní prostředí v okolí prováděných prací.

K řízení kvality V části b) se obvykle zpracovávají následující dokumenty: Kontrolní a zkušební plán - pro nabídku se doporučuje zpracovat alespoň jeho část pro rozhodující objekty v návaznosti na technologický rozbor. Jeho náplň je daná ČSN ISO 9001, 9002. Musí obsahovat zejména název činnosti, předmět kontroly (může být více kontrol kvality pro každou činnost, kdo kontrolu provádí (stavbyvedoucí, mistr, zkušebna, specialista atd.), způsob kontroly (zkratkou), dokumenty o kontrole (certifikát, zápis ve stavebním deníku, protokol o zkoušce atd.), dle jaké normy je kontrola prováděna (ISO, ES, ČSN, DIN, projektu atd.), stručný popis kontroly, počet kontrol v průběhu činnosti a termíny kontrol. Harmonogram kontrol a zkoušek - vychází z kontrolního a zkušebního plánu a harmonogramu stavby. Ve znázornění časového průběhu dílčích stavebních procesů jsou vyznačeny okamžiky provádění příslušných kontrol a zkoušek. Programové vybavení, které se použije pro zpracování kontrolního a zkušebního plánu, by mělo umožňovat v přímé návaznosti i evidenci provedených zkoušek a kontrol kvality a případně i tisk protokolů o provedených zkouškách. Tato evidence se však může provádět i ručně samostatnými soubory. Před zahájením stavby je nutno provést důkladnou pasportizaci stavu objektů a komunikací v okolí stavby a objektů se stavbou souvisejících. Při řádně provedené pasportizaci pak není problém v rámci dokončování stavby uvést okolní a související objekty do původního stavu. V rámci nabídky by měl být popsán způsob a systém pasportizace. Pokud jsou na stavbě prováděny některé stavební procesy velkého rozsahu či ve firmě neobvyklé stavební procesy vyžadující např. manipulaci s velkorozměrovými materiály atp., je velmi vhodné v rámci modelu zabezpečení dodávek nabídky vyžadovat zpracování či předložení technologických předpisů a postupů pro tyto náročné vybrané procesy včetně specifikace výchozích materiálů a jejich vlastností, pracovních prostředků, složení pracovní čety, podrobného popisu postupu provádění, požadavků a norem kontroly kvality výsledného produktu, bezpečnostních opatření, specifikace působení procesu na životní prostředí a případných zimních opatření.

K ochraně životního prostředí a BOZP V části c) se obvykle zpracovávají následující dokumenty: Environmentální plán - pro nabídku se zpracovává alespoň jeho část pro rozhodující objekty v návaznosti na technologický rozbor. Jeho náplň je daná ČSN ISO 14001. Musí obsahovat zejména název činnosti, název environmentálního aspektu, nejvýznamnější polutanty a dopad na životní prostředí, údaje o odpovědné osobě za negativní vliv na životní prostředí, doklad, který by se měl vytvářet, údaje o předpisech a způsobu řízení aspektu, údaje o kontrole a její četnosti a návrhu opatření a počet kontrol v průběhu činnosti a termíny kontrol. Harmonogram kontrol environmentálních aspektů vychází z environmentálního plánu a harmonogramu stavby. Ve znázornění časového průběhu dílčích stavebních procesů jsou vyznačeny okamžiky provádění příslušných kontrol environmentálních aspektů tak, aby se co nejvíce předešlo negativním vlivům stavební činnosti na životní prostředí. Programové vybavení, které se použije pro zpracování environmentálního plánu, by mělo umožňovat v přímé návaznosti i evidenci provedených kontrol environmentálních aspektů a případně i tisk protokolů o provedených kontrolách. Tato evidence se může provádět i ručně samostatnými soubory. Připojená technická zpráva by měla Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

14


obsahovat i návrh systému evidence odpadů a nakládání s nimi, což bývá běžnou součástí podnikové dokumentace v rámci získávání certifikátu podle ČSN ISO 14 001. Plán zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci (BOZP) - jeho náplň je obecně daná normou OHSAS 18001. Tento dokument obsahuje obvykle nejen soupis stavebních činností a názvy rizik BOZP, ale i ohrožení, následky, nutná opatření, odpovědného pracovníka, zákon, podle něhož se událost řeší, četnost kontrol zmíněných rizik, pravděpodobnost rizika, možné následky ohrožení a výslednou hodnotu rizika i počet a termíny plánovaných a prováděných kontrol, které bývají graficky zobrazeny v obvykle připojeném harmonogramu kontrol rizik BOZP.

4

K HODNOCENÍ ČÁSTI ZABEZPEČENÍ DODÁVEK

Z názvů dokumentů, které se požadují zpracovat v rámci nabídky v části modelu zabezpečení dodávek se sestaví tabulka. Dokumenty tak vytvoří jednotlivá subkritéria pro hodnocení této části nabídky. Vzájemným porovnáním významnosti stanovených subkritérií (dokumentů) Saatyho metodou se určí váhy (důležitosti) jednotlivých subkritérií. Pro jednotlivá hlediska, která se budou hodnotit, byla stanovena stupnice hodnocení jejich úplnosti a správnosti počtem bodů (nejlepší 100, nejhorší 0) podle následujících směrnic: Subkritéria mohou být hodnocena následovně počtem bodů: 0 - není obsaženo v nabídce nebo neobsahuje požadované údaje 25 - obsaženo v obecné podobě, či s chybami 50 - obsaženo obecně s naznačenými vazbami k zakázce 75 - obsaženy správné konkrétní údaje k zadávané zakázce 100 - řeší beze zbytku danou problematiku Jsou samozřejmě přípustné i mezilehlé hodnoty počtu bodů. Pokud některé subkritérium vykáže hodnocení menší nebo rovno 20 bodů, může být považováno kritérium Zabezpečení dodávek a kvality za nedostatečně splněné. Vynásobením vlastního ohodnocení váhou kritéria a součtem takto získaných hodnot pro všechna hlediska obdržíme výslednou známku – ohodnocení této oblasti nabídky. Hodnocení nabídek jednotlivých zhotovitelů je možno provádět v Excelovské tabulce, kde se celková zhodnocení všech kritérií již vypočtou automaticky. O hodnocení každého uchazeče musí být vypracován expertní protokol, ve kterém bude u každého subkritéria stručně zdůvodněn a okomentován přidělený počet bodů. Doporučujeme pro objektivitu, aby hodnocení jednotlivých dokumentů neprováděl pouze 1 pracovník, ale komise složená cca z 3 - 5 lidí, z nichž každý by známky uděloval. Nejlepší a nejhorší ohodnocení by se případně škrtlo, zbylý součet by dal výsledek. Komise může hodnocením pověřit i vybraného odborného poradce. Metodika hodnocení nabídek nejen z hlediska ceny, ale i z hlediska zabezpečení dodávek a kavlity, která je rozebrána v předloženém příspěvku, byla využita na několika významných projektech v ČR, např. rekonstrukce objektu Mánes Praha, rekonstrukce OD Máj na MěÚ Kralupy n. Vlt., výstavba Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT Buštěhrad, přemostění Jizery v Mladé Boleslavi, výstavba Sportovní haly Pouzar České Budějovice protipovodňová opatření Č. Krumlov, Soběslav a dalších.

5

ZÁVĚR

V předloženém příspěvku je zdůvodněna důležitost vypracování modelu zabezpečení dodávek potažmo postupu realizace stavby v rámci nabídkového řízení a je podán přehled nejdůležitějších dokumentů stavebně technologického projektu zobrazujícího postup realizace výstavby, které by se měly stát součástí nabídek potenciálních zhotovitelů projektu s využitím metodiky stavebně technologického projektování a modelování postupu výstavby. Z výsledků příspěvku a z poznatků z praxe vyplývá několik důležitých závěrů: V rámci nabídkového řízení je důležité požadovat zpracování projektu zabezpečení dodávek a kvality včetně základních dokumentů obsahujících podrobný model realizace výstavby. Tento model prokáže úroveň a kvalitu připravenosti zhotovitele realizovat zakázku hospodárně, kvalitně, ekologicky, bezpečně a výkonně. Řádně zpracované základní dokumenty stavebně technologického projektu realizace akce přinášejí nejen finanční úspory na straně zhotovitele i objednatele, ale i minimalizaci vlivu stavby na životní prostředí i omezení rizik BOZP. Při hodnocení nabídek není vhodné jako kritérium stanovit pouhou dobu (lhůtu) výstavby projektu. Vždy je nutné požadovat technologicky zdůvodněnou dobu (lhůtu) výstavby. Lhůta výstavby patřící do analýzy časové struktury Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

15


procesu realizace projektu tak musí být vypočtena na základě analýzy prostorové a technologické struktury komplexního stavebního procesu s respektováním všech vazeb, které z nich vyplývají. Stránka přípravy provádění výstavby je velmi významnou součástí hodnocení nabídek z hlediska objednatele – investora, její váha by měla být cca 20 – 30 %. Úroveň zpracování přípravy stavby, zejména časové analýzy projektu na základě technologického rozboru je bohužel v současné době u většiny zhotovitelů poměrně slabá. Bylo by zapotřebí v rámci celoživotního vzdělávání poskytnout na stavebních fakultách českých vysokých škol kurzy této problematiky pracovníkům příslušných útvarů dodavatelských firem. Předpokladem je samozřejmě zájem z jejich strany, nevěřím však, že majitelům těchto firem současná situace vyhovuje. V současné době existuje několik programových systémů pro osobní počítače, které výše uvedenou agendu zpracovávají rychle, efektivně a s dostatečnou přesností, na kterou má samozřejmě vliv úroveň podkladů a projektové dokumentace, která je v okamžiku zpracování k dispozici. Tyto programové balíky by měly být v praxi více využívány. LITERATURA

[1] JARSKÝ, Čeněk, MUSIL, František et al. Příprava a realizace staveb. Brno.: Akademické nakladatelství CERM s. r. o. 2003. 324 stran. ISBN 80-7204-282-3. [2] Zákon o veřejných zakázkách č. 137/2006 Sb. [3] KUBA, Martin. Chceme efektivní zadávání, ne návrat losovaček. In: Lidové noviny z 28. 2. 2013, Praha.: MAFRA a. s.. ISSN 1213-1385.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

16


VÝSKUM ZAMERANÝ NA ZVYŠOVANIE EFEKTÍVNOSTI NAVRHOVANIA A RIADENIA STAVEBNÝCH PROJEKTOV RESEARCH AIMED AT INCREASING THE EFFECTIVENESS OF THE DESIGN AND MANAGEMENT OF CONSTRUCTION PROJECTS

Mária Kozlovská

Anotácia Príspevok sa venuje dvom nosných oblastiam výskumu na Ústave technológie a manažmentu stavebníctva, zameraným na zvyšovanie efektívnosti navrhovania a riadenia stavebných projektov. Od roku 2010 sa na ústave venujeme výskumu prístupov podporujúcich integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov, ktorý je od roku 2011 podporený aj viacerými grantmi. Cieľom projektu je prispieť k výskumu relatívne nových prístupov podporujúcich takéto integrované prostredie (IDDS, IDS, Lean Production). V teoretickej rovine boli skúmané príležitosti a obmedzenia tejto novej filozofie, spájajúcej na báze jednotných informácií (BIM technológia) konštrukčné, materiálové, technologické, realizačné a nákladové parametre stavby, a to v kontexte aj s fázou užívania stavby. Výsledkom riešenia bude vytváranie predpokladov pre kolaboráciu inžinierskych a konštrukčných riešení vo virtuálnom prostredí, ktoré umožní identifikáciu a redukciu konštrukčných, materiálových, technologických a ekonomických, ale aj bezpečnostných rizík už vo fáze navrhovania stavebných konštrukcií. Ďalší výskumný zámer, spracovaný tohto roku, vyplýva z poznatkov z predchádzajúceho výskumu a smeruje k moderným metódam výstavby, ktorých účinnosť je znásobovaná práve integrovaným prístupom k navrhovaniu a riadeniu stavebných projektov. Výskum je zameraný na analýzu, preukázanie a zlepšenie potenciálu moderných metód výstavby (MMC – Modern Method of Construction) pre zvyšovanie výkonnosti v stavebníctve, zlepšenie ekonomických, environmentálnych a sociálnych aspektov výstavby, v súvislosti s globálnymi podmienkami, charakterizujúcimi súčasnú ekonomickú situáciu, ale aj globálnymi obmedzeniami, účelom ktorých je environmentálna a sociálna udržateľnosť aj v oblasti výstavby. Experimentálny výskum bude zameraný na meranie účinkov vybraných MMC in situ, s preukázaním vplyvu na konkrétne parametre výstavby (doba výstavby, náklady, kvalita, bezpečnosť, odpady, ...), za účelom zlepšenia a inovácií konštrukčných a technologických riešení MMC. Zvyšovanie účinkov MMC na zlepšenie výkonnosti bude skúmané aj vo vzťahu k optimalizácii pracovných operácií a postupov v rámci vybraných moderných metód a najnovším prístupom k ich navrhovaniu a dodávke pre konkrétne podmienky výstavby a pre konkrétneho zákazníka (IDDS – Integrated Design and Delivery Solution). Kľúčové slová stavebné projekty, riadenie, integrácia, efektívnosť

1

INTEGROVANÉ NAVRHOVANIE A RIADENIE STAVEBNÝCH PROJEKTOV

Vzhľadom na zvyšujúcu sa náročnosť stavieb a tlak trhu na jednej strane na kvalitu a efektívnosť výstavby, ale na strane druhej, na skracovanie termínov výstavby, sa dnešné metódy spracovania projektovej dokumentácie a riadenia procesu plánovania a výstavby javia nedostatočné. V celosvetovom meradle sa obrat stavebného priemyslu počíta v miliardách. Rovnako však platí, že v celosvetovom meradle toto odvetvie trpí chybami a nedorozumeniami v komunikácii medzi účastníkmi výstavby, a to od samotného zrodu myšlienky až po jej realizáciu. To v konečnom dôsledku pôsobí kontraproduktívne práve na samotnú komplexnú efektívnosť stavebného diela, vrátane fázy jeho užívania. Čoraz viac expertov vo výskumných organizáciách, ale aj v priemysle a vzdelávaní sa začína zaoberať týmto celosvetovým problémom. Medzinárodná rada pre výskum a inovácie v stavebníctve (International Council for Research and Innovation in Building and Construction, akronym CIB - Conseil International du Bâtiment), ako celosvetová sieť viac ako 5000 expertov z 500 výskumných, vzdelávacích a výrobných organizácií, zameraných na činnosť v oblasti stavebníctva, vytvára prostredníctvom 50-tich komisií platformy pre rozvoj všetkých oblastí stavebníctva. Jedna z platforiem (PeBBu – Performance Based Building, 2003-2005, v rámci 5. Rámcového programu) monitorovala a hodnotila predpoklady zvyšovania výkonnosti stavebníctva z pohľadu čo najefektívnejšieho využitia obmedzených zdrojov v najširšom zmysle slova (materiálové, ľudské, energetické, ...) z hľadiska „udržateľného“ rozvoja nášho života. Priame zapojenie nášho pracoviska do tohto programu (Doména: Building Process - Organisation and Management), umožnilo sledovať celosvetový vývoj smerom k nutnosti integrovať konštrukčné, technické,

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

17


technologické, kvalitatívne, ekonomické či užívateľské požiadavky a riešenia v stavebných projektoch. Globálne zlepšenie v projektoch sa nedosiahne vývojom len jedného optimálneho riešenia (alternatívne zdroje energie, vývoj okien nových generácií, izolačné systémy, nanomateriály, ...), ale komplexným vnímaním všetkých parametrov stavebných projektov vo všetkých jeho fázach (návrh, príprava, výstavba, užívanie) a vo všetkých aspektoch (kvalita, bezpečnosť, environmentálna vhodnosť, energetická efektívnosť). Rok 2006 prináša globálnu paradigmu zlepšovania výstavby a užívania stavieb prostredníctvom integrovaného konštrukčného riešenia (IDS – Integrated Design Solution). IDS využíva spoluprácu pracovných procesov, integrované dáta, informácie a manažment znalostí, aby sa minimalizovali stavebné a procesné nedostatky a zvýšila sa hodnota dodávok v rámci projektovania, výstavby a prevádzky stavebných projektov. Workshopy v Ankare a Atlante spustili globálnu prioritnú tému Integrated Design and Delivery Solutions (IDDS), zameranú na transformovanie stavebného sektora cez prijatie nových prístupov, ako sú integrovaná dodávka projektov (IPD - Intergrated Project Delivery), spolu s informačným modelom budovy (BIM – Building Information Modeling), automatizačnými technológiami a využitím ľudí s rozšírenými zručnosťami. Podstatou BIM technológie (tiež známej ako 3D BIM) je tvorba a využitie koordinovaných, vnútorne konzistentných a počítateľných informácií o stavebnom projekte, slúžiacich pre architektov, projektantov, statikov, zhotoviteľov aj vlastníkov budovy. IDDS podporovaná napríklad výskumom na University of Nexcatle (Austrália) má za cieľ stanoviť koncepčný rámec, ktorý popisuje a predpovedá BIM interakcie medzi zainteresovanými stranami. BIM prináša zmenu kultúry v oblasti navrhovania, plánovania a riadenia stavebných projektov na platforme digitálnej spolupráce všetkých účastníkov výstavby. Mnohé výskumy poukazujú na to, že kritickým faktorom spolupráce je zdieľanie „správnych“ (rovnakých dát - informácií) o konštrukčných a materiálových riešeniach. Na medzinárodnej konferencii ohľadom IDDS (2009, v Espoo - Fínsko) sa zdieľali poznatky z výskumu, zamerané na využitie BIM ako nástroja pre simuláciu a vizualizáciu „prototypov“ stavieb, BIM pre podporu bezpečnosti na staveniskách, použitie BIM pre sledovanie polohy stavebných prvkov, použitie BIM na generovanie alternatív návrhov a stanovenie nákladov stavebných procesov. BIM v kombinácii s virtuálnym prototypom budúcej stavby umožní zlepšiť stavebné návrhy optimalizáciou konštrukčných, materiálových a technologických riešení v kontexte s takými významnými parametrami stavby ako je jej energetická efektívnosť či ekonomická náročnosť a jej spravovanie vo fáze užívania. Vo svete je už známy aj pojem 5D technológia (virtual construction) pre plánovanie a riadenie stavebných procesov, kde jadro predstavuje práve BIM. 4D BIM predstavuje dimenziu času a 5D BIM predstavuje dimenziu nákladov. Táto technológia predstavuje príležitosti pre zefektívnenie logistiky výstavby či priestorovo-orientované časové plánovanie výstavby, čo v konečnom dôsledku zvýši predpovedateľnosť časového aj finančného vývoja procesu výstavby. „Biela kniha“ o IDDS (White paper on IDDS, 2009) vo víziách uvádza, že progresívni a uvedomelí vlastníci budú vyžadovať prevedenie stavieb na takej úrovni, ktorá je potrebná pre integráciu. Budú špecifikovať cieľ a nie prostriedky. Za ďalší medzník rozvoja IDDS možno považovať medzinárodný workshop vo Washingtone (2012), kde bola prezentovaná ucelená publikácia „IDDS Research Trajectories Paper“, predstavujúca výskumné smery, ktorými sa uberalo zvyšovanie teoretických aj praktických poznatkov o integrovaných prístupoch k plánovaniu a riadeniu stavebných projektov.

Predpokladaný prínos projektu Vzhľadom na skutočne najnovší trend v oblasti navrhovania a riadenia stavebných projektov, jedným z prínosov riešenia tohto projektu je priama účasť na kreovaní paradigmy udržateľného plánovania a riadenia výstavby v celosvetovom kontexte. Predpokladá sa účasť na wokshopoch napĺňajúcich vízie integrovaného navrhovania a riadenia produktu výstavby v prijatí novej filozofie všetkými zainteresovanými na projekte. Hlavné tézy takéhoto nového integrovaného prístupu zamerané na integráciu procesov, spôsobilosť a využitie BIM budú monitorované a konfrontované s podmienkami v slovenskom, prípadne stredoeurópskom prostredí. Medzi ďalšie prínosy patrí: • Vypracovanie prognóz podmienok, medzier pre rozvoj integrovaného navrhovania, spoluprácu a nasadenie stratégií. • Spracovanie integrovanej mapy väzieb rozhodujúcich dimenzií a parametrov stavebného projektu (BIM interakcie). • Vypracovanie modelov (metodík) spolupráce integrovaných riešení medzi zainteresovanými účastníkmi.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

18


• V rámci jednotlivých stavebných prvkov bude spracovaná metodika pre parametrizáciu konštrukčného, materiálového a technologického riešenia, vrátane finančnej náročnosti. • Vypracovanie metodiky vrátane softvérového riešenia pre optimalizáciu konštrukčného, materiálového a technologického riešenia. • Vypracovanie metodiky vrátane softvérového riešenia (na báze BIM) pre optimalizáciu staveniskových problémov (zásobovanie, čerpanie zdrojov). • Vypracovanie metodiky vrátane softvérového riešenia (na báze BIM) pre optimalizáciu rizík výstavbového procesu. • Vytvorenie znalostnej databázy projektových riešení, pre následnú optimalizáciu budúcich procesov. Predpoklady pre naplnenie cieľov projektu a jeho prínosov charakterizuje aj komplementárna infraštruktúra, resp. technické zázemie pre realizáciu projektu. Východisková situácia pre vývoj špičkového virtuálneho prostredia pre integrovaný výskum je predikovaná úrovňou ekonomického prostredia, kde výskumy poukazujú na nedostatočné motivačné prostredie pre implementáciu najnovších IKT do prostredia výskumu a vývoja stavebných konštrukcií. Existujúce Laboratórium simulácie interakcií výstavbových štruktúr dobudované v rámci Centra excelentného integrovaného výskumu progresívnych stavebných konštrukcií, materiálov a technológií na SvF TUKE (podporeného dvoma projektmi zo štrukturálnych fondov), je vybavené hardvérom a softvérom pre navrhovanie konštrukcií s využitím BIM technológií v hodnote viac ako 133 tis. €, ako aj zatiaľ len v zahraničí používaným softvérom (USA, UK, F, H) pre virtuálne projektovanie s prvkami 5D technológie - Virtual Construction Software. Projekt bol plánovaný na tri roky. Ciele projektu možno hierarchicky rozčleniť na problémy analytické, návrhové, modelovacie a rozhodovacie, ktoré vyústia do kľúčových zmien a inovácií v oblasti navrhovania a riadenia výstavbových projektov.

Príklady doterajších výstupov Celý rad doterajších čiastkových výstupov projektu bol prezentovaný na viacerých zahraničných aj domácich konferenciách, v zahraničných aj domácich časopisoch ako, aj v dvoch monografiách. K riešeniu projektu významne prispievajú aj doktorandi na našom pracovisku, ktorých témy práce priamo súvisia s výskumným zameraním. Od roku 2011 sa doktorandi na projekte podieľali riešením nasledovných tém dizertačných prác: • • • • • • • • • • •

Využitie BIM technológie pre riadenie projektu výstavby Výskum interakcií štruktúr výstavbového procesu Analýza návrhových parametrov zariadenia staveniska v 3 D prostredí Analýza bezpečnostných rizík prostredníctvom vizualizácie stavebných procesov Automatizovaná tvorba rozpočtu vo väzbe na 3D modely Podpora facility managementu BIM technológiou Využitie BIM technológie pre zvyšovanie kvality stavebných projektov Interaktívne nástroje pre optimalizáciu zdrojov výstavby Vplyv konštrukčných a materiálových riešení stavby na časové a nákladové parametre výstavby Progresívne metódy podporujúce informačné modelovanie stavieb Využitie informačno-komunikačných technológií a znalostných technológií pri optimalizácii nákladov stavebných projektov Medzi najvýznamnejšie publikačné výstupy z pohľadu zamerania projektu patria: • vedecké monografie: Objektivizácia časových parametrov výstavby / Mária Kozlovská, Alena Tažiková - 1. vyd. - Košice : TU - 2012. - 85 s. • medzinárodná vysokoškolská učebnica Integrated design and management of construction projects / Mária Kozlovská at all. – 2013. International university book. Intensive Programmes - Lifelong Learning Programme Erasmus, TU Košice. pp. 219 • vedecké práce v časopisoch Overview of Safety Risk Perception in Construction / Mária Kozlovská, Zuzana Struková - 2012.In: Journal of Civil Engineering and Architecture. Vol. 6, no. 2 (2012) Model for early valuation of construction time / Mária Kozlovská, Alena Tažiková, Pavol Purcz - 2011.In: SSP-Journal of civil engineering. Vol. 6, no. 1 (2011)

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

19


Integration of occupational safety analysis in construction projects / Mária Kozlovská, Zuzana Struková - 2012.In: Budownictwo i inżynieria środowiska : Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Vol. 59, no. 1 (2012) Application of automation and robotics in construction work execution / Zuzana Struková, Matej Líška - 2012.In: AD ALTA: Journal of Interdisciplinary Research. Vol. 2, no. 2 (2012) An integrated approach for project management of the wooden constructions using the CNC production / Marek Krajňák, Renáta Bašková, Ľubomír Vojtáš - 2013.In: International Journal of Construction Engineering and Management. Vol. 2, no. 1 (2013) • príspevky na vedeckých konferenciách Using of the newest CADBIM tools in construction project / Mária Kozlovská, Lukáš Sabol - 2010. - 1 elektronický optický disk (CD-ROM).In: Design, technology, refurbishment and management of buildings : 37th IAHS World Congress on Housing : 26. - 29.October 2010, Santander (Spain). - Cantabria: University of Cantabria, 2010 Skills development for virtual design and management of construction based 5D technologies / Mária Kozlovská, Marcela Spišáková - 2010. - 1 elektronický optický disk (CD-ROM).In: TECHSTA 2010 : 8th international conference : management and technologies for sustainable development in the bulding industry : 15. - 17. 09. 2010, Prague. - Praha : ČVUT, 2010 Software tool for mobile crane selection regarding the three-dimensional concept / Zuzana Struková, Marián Ištvánik 2010.In: 16th Building Services, Mechanical and Building Industry Days : exhibition and international conference : 1415 October, 2010, Debrecen, Hungary : technical programme. - Debrecen : Debreceni Egyetem, 2010 Construction project managing through new form of project delivery / Tibor Šoltés, Mária Kozlovská - 2011. - 1 elektronický optický disk (CD-ROM).In: Organization, Technology and Management in Construction : 10th International Conference : 07 - 10 September 2011, Šibenik Reducing of construction waste through new technologies / Marcela Spišáková, Mária Kozlovská - 2011. - 1 elektronický optický disk (CD-ROM).In: Organization, Technology and Management in Construction : 10th international conference : 7. - 10. september 2011, Šibenik Modern methods of construction vs. construction waste / Mária Kozlovská, Marcela Spišáková - 2011. - 1 elektronický optický disk (CD-ROM).In: SGEM 2011 : 11th International Multidisciplinary Scientific GeoConference : conference proceedings : Volume 3 : 20-25 June, 2011, Bulgaria, Albena Opportunities and possibilities for more effective construction site layout planning / Mária Kozlovská, Zuzana Struková - 2011. - 1 elektronický optický disk (CD-ROM).In: Organization, Technology and Management in Construction : 10th International Conference : 07 - 10 September 2011, Šibenik, Croatia. - Zagreb : University of Zagreb, 2011 Integration of occupational safety risks analysis in building design and construction / Mária Kozlovská, Zuzana Struková - 2011. - 1 elektronický optický disk (CD-ROM).In: Current Issues of Civil and Environmental Engineering in Košice, Lviv and Rzeszów : 13th International Scientific Conference : 7.- 9.9.2011, Herľany The potential of building information modelling in site safety management / Z. Struková - 2010.In: Geodesy, architecture and contruction 2010 : Proceedings of the 3rd International Conference of Young Scientists : 2nd International Youth Science Festival : November 25-27, 2010, Lviv, Ukraine. - Lviv : Lviv Polytechnic National University, 2010 Lean production principles in construction projects design and delivery / Zuzana Struková - 2011.In: Geodesy, architecture and construction 2011: proceedings of the 4th international conference of young scientists : November 2426, 2011, Lviv, Ukraine. - Lviv : Publishing House of Lviv Polytechnic, 2011

2

ZVYŠOVANIE EFEKTÍVNOSTI VÝSTAVBY PROSTREDNÍCTVOM MMC TECHNOLÓGIÍ

V celosvetovom meradle je stavebníctvo priemyselným odvetvím s najnižšou produktivitou. Kým od roku 1964 v ostatných odvetviach vzrástla produktivita v priemere na dvojnásobok, v stavebnom sektore sa dokonca produktivita oproti tomuto roku znížila v priemere o 10 percent (U.S.A. Bureau of Labor and Statistics, OECD.StatExtracts). Za účelom zvýšenia výkonnosti stavebníctva sa v rámci celosvetových inovačných a výskumných aktivít v oblasti stavebníctva (CIB - International Council for Research and Innovation in Building and Construction) rieši celý rad problémov stavebného priemyslu, podporujúcich tento cieľ prostredníctvom výskumných programov v tzv. prioritných témach. Medzi prioritné témy stavebníctva nie len v európskom ale aj celosvetovom kontexte patrí: udržateľná výstavba, integrovaný návrh a dodávka stavebných projektov. Jedným z kľúčových predpokladov pre riešenie tém udržateľnej výstavby (SC - Sustainable Construction) a integrovaných návrhov a dodávok stavebných projektov (IDDS - Integrated Design and Delivery Solutions) je výskum, zameraný na účinnejšie postupy navrhovania a realizácie Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

20


stavebných projektov, využívajúce moderné metódy výstavby (MMC – Modern Method of Construction) a zvyšujúce účinnosť ako trvalo udržateľnej výstavby, tak aj integrovaných návrhov a dodávok stavebných projektov. Moderné metódy výstavby (MMC) sú definované ako metódy, ktoré poskytujú efektívne postupy (navrhovania aj realizácie stavby), výsledkom ktorých je väčší objem produktov (produkcie), s vyššou kvalitou a s kratším časom na ich obstaranie (Modern Method of Construction – Evolution or Revolution?, BURA Steering and Development Forum, London, 2005). Pojem „Modern Method of Construction“ vznikol vo Veľkej Británii ako spoločné označenie pre stavebné metódy výstavby na báze off-site technológií a inovatívne on-site technológie. Vývoj stále nových a nových stavebných materiálov a kompozitov, ako aj základných požiadaviek na stavby, zohľadňujúce čoraz viac aj ich energetické a environmentálne aspekty, podmieňuje aj vývoj nových metód výstavby, ktoré okrem uvedených aspektov musia zohľadňovať aj estetické, architektonicky rôznorodé ale aj socio-ekonomické požiadavky a obmedzenia zákazníkov. Vo všeobecnosti sa metódy výstavby delia na dve základné skupiny. Prvú skupinu tvoria „off-site“ metódy, využívajúce prefabrikáciu prvkov, resp. častí konštrukcií (na rôznej materiálovej báze), zhotovených mimo staveniska a následne dopravených a zmontovaných na stavenisku (známe aj ako IBS – Industrial Building Systems). Druhú skupinu tvoria „on-site“ metódy výstavby, keď zhotovovanie stavebných prvkov a častí konštrukcií prebieha priamo na stavenisku. Do tejto skupiny patria tzv. tradičné metódy výstavby (aj v súčasnej dobe najviac využívané - murované konštrukcie a monolitické železobetónové konštrukcie), ktoré sú v súčasnosti rozšírené na celý rad nových (moderných) metód, ktoré možno charakterizovať ako „polo-prefabrikované“ (semi prefabcated) alebo hybridné technológie, kde časť stavebného prvku je vyrábaná vo výrobni (mimo staveniska), ale jeho funkčné umiestnenie je skompletizované až na stavenisku a teda vyžaduje si minimálne jeden ďalší následný stavebný proces (napr. dobetónovanie filigránových stropných alebo stenových konštrukcií, tvarovkových alebo doskových stratených debnení, montáž drevených rámových konštrukcií s následným upevňovaním dosiek a izolačných výplní, ...). Podľa štúdie “Current practices and future potential in modern methods of construction” spracovanej vo Veľkej Británii (2007), pre MMC sú charakteristické napríklad nasledovné konštrukčné prvky: drevené alebo oceľové rámové konštrukcie budov, kompozitné sendvičové izolované nosné alebo nenosné panely, tvarovo rôznorodé prefabrikované panely, prvky a opláštenia, izolované debniace prvky pre nosné a nenosné konštrukcie, alebo čoraz častejšie popularizované kompexné objemové moduly (Toyota House, BoKlok – kopcet firiem SKANSKA a IKEA ). Na základe analýz teoretických aj praktických výskumov, realizovaných v krajinách (Japonsko, Malayzia, Nemecko, Škandinávia, Veľká Británia, ...), ktoré vnímajú potrebu vývoja moderných metód výstavby aj cez prizmu zvyšovania výkonnosti v odvetví stavebníctva, možno zhrnúť nasledovné benefity MMC: skrátenie doby výstavby, zlepšenie kvality, zníženie množstva odpadov, závislosti výstavby od počasia, nákladov na pracovníkov, zvýšenie bezpečnosti práce či zlepšenie ochrany životného prostredia. Podľa Baldwina a Postnota (Baldwin et al., 2009, Postnote 2003) sa výhody MMC prejavujú v troch základných aspektoch: ekonomických, environmentálnych a sociálnych. Moderné metódy výstavby majú veľký potenciál pre zlepšenie efektivity stavebnej výroby, kvality, spokojnosti zákazníkov, vplyvu na životné prostredie, udržateľnosti a predvídateľnosti dodávok stavebných projektov v daných termínoch. MMC sa zaoberajú hľadaním možností zlepšovania výkonov stavebníctva a sú využiteľné vo všetkých segmentoch výstavby (rezidenčné bývanie, budovy pre obchod a priemysel, vzdelávanie, zdravotnú starostlivosť, ...).

Ciele projektu Vzhľadom na odborne široko zostavený tím spoluriešiteľov, riešenie projektu bude sledovať výskumné línie viacerých neoddeliteľných aspektov: • socio-ekonomických, • konštrukčno-technologických a • environmentálnych, podporujúcich implementáciu a ďalší vývoj moderných metód výstavby, vrátane nových prístupov pre ich návrh a dodávku, umožňujúcich zlepšovanie výkonnosti a konkurenčnej schopnosti slovenského stavebníctva. Čiastkové ciele projektu sú zamerané na: - analýzu a znalostné usporiadanie moderných metód výstavby (MMC), umožňujúce výber vhodných metód podľa rôznych aspektov (segment výstavby, preferovaná materiálová báza, energetický štandard, ...), - výskum benefitov a bariér, ovplyvňujúcich využívanie MMC a identifikácia cieľových trhov, - výskum zameraný na prínosy digitalizácie MMC návrhov v reťazci projektového návrhu, prípravy na výrobu konštrukcií a samotnej realizácie stavby, - experimentálny výskum účinkov jednotlivých druhov MMC technológií na redukciu nárokov na pracovné výkony,

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

21


-

-

experimentálny výskum zameraný na zlepšovanie výkonnosti MMC (v oblasti času a nákladov) optimalizáciou pracovných postupov pri ich výrobe, doprave a realizácii, experimentálny výskum nákladovosti projektov, založených na MMC technológiách v celom životnom cykle stavby, vrátane nákladov na ich prevádzku a likvidáciu, výskum zameraný na redukciu odpadov vybraných stavebných procesov prostredníctvom MMC technológií, výskum účinkov jednotlivých druhov MMC technológií na znižovanie bezpečnostných rizík pri ich výrobe a realizácii, experimenty založené na meraní účinkov off-site a on-site MMC technológií a ich kombinácií, na rozhodujúce parametre výstavby (čas, náklady, kvalita), pri simulovaní ďalších parametrov výstavby – energetických požiadaviek a environmentálnych dopadov, vývoj metodiky integrovaného riešenia navrhovania a dodávky stavebných projektov, založených na MMC prístupoch, za účelom zvýšenia celkovej efektívnosti ich obstarávania pre všetkých účastníkov výstavby, vývoj konceptu nových volumetrických MMC modulov pre vybrané typy stavieb a pre vybrané cieľové skupiny na Slovensku.

Predpokladané prínosy projektu Podľa odborníkov, zaoberajúcich sa výskumom, vývojom a implementáciou moderných metód výstavby „MMC nie sú ničím iným, ako využitím existujúcich, resp. inovatívnych materiálov a technológií, modernejšími a efektívnejšími cestami“ (Modern Method of Construction – Evolution or Revolution?, BURA Steering and Development Forum, London, 2005). Predkladaný návrh výskumného projektu je zameraný na: - analýzu, - preukázanie a - zlepšenie inovačného potenciálu vybraných MMC, za účelom zvyšovania výkonnosti stavebníctva, zlepšenia ekonomických, environmentálnych a sociálnych aspektov výstavby, v súvislosti s globálnymi podmienkami, charakterizujúcimi súčasnú ekonomickú situáciu, ale aj globálnymi obmedzeniami, účelom ktorých je environmentálna a sociálna udržateľnosť aj v oblasti výstavby. Zber údajov o jednotlivých postupoch MMC bude založený na experimentálnom výskume, cieľom ktorého bude meranie účinkov vybraných MMC in situ – na konkrétne realizovaných stavbách v rámci celého Slovenska, príp. v zahraničí, s preukázaním vplyvu na konkrétne parametre výstavby (doba výstavby, náklady, kvalita, bezpečnosť, odpady, ...). Získané údaje budú na jednej strane slúžiť pre porovnanie dosahovaných parametrov výstavby (náklady, čas, kvalita, bezpečnosť, ...) pri tradičných a moderných metódach výstavby. Na druhej strane, zvyšovanie účinkov MMC na zlepšenie výkonnosti výstavby bude skúmané aj vo vzťahu využitia experimentálne získaných údajov pre optimalizáciu pracovných operácií a postupov v rámci vybraných moderných metód a skúmanie ich logistických reťazcov v línii „návrh-výroba-realizácia“. V neposlednom (ak nie v prvom) rade je potrebné zamerať sa na požiadavky a očakávania zákazníka (customizing), bez dopytu ktorého sa nedá dosiahnuť zvýšenie výkonnosti stavebníctva. Preto súčasťou projektu bude aj sociologický výskum, zameraný na skúmanie bariér a predpokladov pre implementáciu MMC v rôznych segmentoch výstavby. Práve moderné metódy výstavby, v kombinácii s neustále sa zvyšujúcimi možnosťami digitalizácie ako návrhov, tak aj výroby, realizácie ale aj užívania stavieb, umožňujú lepšiu kolaboráciu všetkých účastníkov výstavby, pri hľadaní efektívnejších metód dodávky celého stavebného diela (vrátane globálnych ambícií uplatňovať takého metódy aj v rámci verejného obstarávania). V tomto smere výskumný projekt priamo nadväzuje na výskumný projekt, prezentovaný v prvej časti príspevku, v ktorom boli skúmané prostredia, umožňujúce efektívnejší spôsob zdieľania informácií všetkými účastníkmi výstavby. Výskum bude zameraný prioritne na analýzu, preukázanie a zlepšenie inovačného potenciálu nasledovných MMC: - železobetónové prefabrikované a semi-prefabrikované metódy výstavby - montované rámové a plošné konštrukcie na báze dreva a - on-site konštrukcie na báze stratených debnení. Osobitný prínos predpokladáme v oblasti vývoja konceptu nových volumetrických MMC modulov pre vybrané typy stavieb a pre vybrané cieľové skupiny na Slovensku (študenti, mladé rodiny, predškolské zariadenia, seniori, marginalizované skupiny obyvateľov, ...). Uvedené koncepty sledujú najnovšiu globálnu inovačnú tému medzinárodnej rady pre výskum a inovácie v stavebníctve (CIB) pre rok 2013 Construction & Society - resilient urbanization, „pružne prispôsobujúcu“ urbanizáciu a výstavbu potrebám ľudí a prostredia (vrátane reakcií na živelné udalosti).

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

22


3

ZÁVER

Výkonnosť v oblasti stavebníctva je dlhodobo podstatne nižšia, ako v iných hospodárskych odvetviach. V oblasti výskumu, vývoja a inovácií sa vo svete objavuje celý rad aktivít, zameraných na zvyšovanie efektívnosti vo fáze navrhovania stavieb (zvyšovanie potenciálu obnoviteľných zdrojov energie, ochrana tepla, ...), zlepšovania environmentálnych aspektov výstavby (znižovanie emisií stavebnej produkcie, udržateľná výstavba, ..), ale aj tvz. integrujúcich aktivít, ktoré majú napomôcť zvýšeniu výkonnosti stavebných projektov, naprieč všetkými jeho fázami – od návrhu až po jeho realizáciu. Predložené dva výskumné projekty, zamerané na integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov a na zvyšovanie výkonnosti v stavebníctve prostredníctvom moderných metód výstavby (MMC – Modern Method of Construction), realizované na Stavebnej fakulte Technickej univerzity v Košiciach, na Ústave technológií a manažmentu v stavebníctve, podporujú tieto aktuálne globálne vedecké témy a prezentovanými vedeckými cieľmi majú snahu prispieť k zlepšeniu ako slovenskej, tak aj celosvetovej výkonnosti v stavebníctve. Súčasne sú výzvou pre ostatné výskumné a vzdelávacie pracoviská k spolupráci na uvedených témach a projektoch.

PODĚKOVÁNÍ Príspevok predstavuje čiastkový výstup riešenia projektu VEGA 1/0840/11 „Multi-dimenzionálne prístupy podporujúce integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov“.

LITERATURA [1] http://www.vtt.fi/inf/pdf/symposiums/2009/S259.pdf Conference Report on CIB IDS2009 – Improving Construction and Use through Integrated Design Solutions [2] Prins M., Owen R.: Integrated Design and Delivery Solutions. Architectural Engineering and Design Management, volume 6, 2010, ISSN: 1745-2007 [3] Amor R., Owen R.: Beyond BIM – It’s Not the End of the Road! AECbytes Viewpoint #58 (Jan 20, 2011) [4] Owen R.: CIB White Paper on IDDS. CIB Publication 328 ISBN 9789063630607 [5] Amor R.: Technical Challenges for Integrated Design and Delivery Solutions. Digital library of construction informatics and information technology in civil engineering and construction. http://itc.scix.net/cgibin/works/Show?w78-2009-1-69 [6] CIB Priority Theme: Improving Construction and Use through Integrated Design & Delivery Solutions (IDDS) Research Trajectories Paper. CIB IDDS Core Team. April 2012 [7] Owen R.: The IDDS research roadmap - how we got here and where next. An International Workshop on Integrated Design & Delivery Solutions (IDDS), Washington, 2012, http://www.nist.gov/el/cib.cfm [8] Haas, T.C. et.al.: Prefabrication and Preassembly Trends and Effects on the Construction Workforce. Austin, Texas: Center for Construction Industry Studies, 2000 [9] Pasquire, Ch., Connolly G.: Leaner construction through off-site manufacturing. Brasil. 2002 [10] Luo, Y.: Decision support for prefabrication strategy selection on Building systems. 2008. https://etda.libraries.psu.edu/paper/8422/3723 [11] Lane, A.: Barriers and Solutions to the use of Modern Methods of Construction. 2012. housebuilder.co.uk%2Fdocuments%2FAshley_Lane_reduced.ppt&ei=gOxCUdSIOsmWO_CHgOAN&usg=AFQjCNE HY1QacFYOpYXp1FZLEACMSYXzFw&sig2=Np0KsPYpQVmLpMiSSbcuVA&bvm=bv.43828540,d.ZGU [12] BURA – Modern methods of construction. Evolution or revolution? 2005 [13] WRAP.org: Current Practices and Future Potential in Modern Methods of Construction. 2007. http://www.wrap.org.uk/sites/files/wrap/Modern%20Methods%20of%20Construction%20-%20Summmary.pdf [14] Doherty, T.: Modern Methods of Construction (MMC) & Eco-Building. http://www.buildstore.co.uk/developers/sitefiles/pdfs/Introduction%20to%20MMC%20&%20Eco%20COnstruction%20-%20Tim%20Doherty.pdf [15] SmartLIFE Project: Construction of 106 Homes Comparing the use of Modern Methods of Construction with Conventional Brick and Block Construction. http://www.smartwaste.co.uk/filelibrary/Case%20studies/SmartLIFE_Case_Study.pdf

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

23


VZDELÁVANIE, VÝSKUM A ICH APLIKÁCIA V MANAŽMENTE A TECHNOLÓGII STAVIEB František Schlosser

Anotácia Vzdelanie a kvalitné vzdelávanie by malo byť prioritou každého štátu. Kvalita je proces, ktorý nikdy nie je konečný, neustále sa mení a stav sa môže zlepšovať. Len kvalitné vzdelávanie, dobré vedomosti a zručnosti absolventov môžu zaistiť rozvoj spoločnosti. Nerovnomerné rozmiestnenie absolventov v rôznych profesijných ob-lastiach národného hospodárstva neumožňuje rýchlejší rozvoj spoločnosti. Neustále klesá záujem o prírodovedné a technické odbory štúdia. Pri vytváraní noriem ISO (radu 9000 o kvalite riadenia inštitúcie a služieb) sa do jednotlivých predpisov a noriem zapracovala požiadavka pravidelného preškolenia pracovníkov – ktorá je prvým krokom k celoživotnému alebo ďalšiemu vzdelávaniu. Kľúčové slová Vzdelávanie, výskum, technológia stavieb

1

KVALITA, ODBORNÁ SPÔSOBILOSŤ, VZDELANIE A VZDELÁVANIE

V súčasnosti na území Slovenska pôsobí 20 verejných vysokých škôl/univerzít 3 štátne a 13 súkromných vysokých škôl a 4 zahraničné vysoké školy. Napriek ne-dostatku absolventov odborných študijných programov sa prejavuje zvýšený, nere-gulovaný záujem o študijné programy zamerané na spoločenskovedné a humanitné smery a na sociálnu oblasť. Chýbajú odborníci v rôznych oblastiach praxe. V súčasnosti študuje na vysokých školách vyše 220 tisíc študentov v rôznych for-mách štúdia. Prejavuje sa už aj nedostatok odborníkov – absolventov stredných odborných škôl – ktorí by dočasne mohli chýbajúcich absolventov vysokých škôl nahradiť. Kvalita vysokoškolského štúdia klesá, čo sa prejavuje aj na výsledkoch vysokých škôl/univerzít v oblasti výskumu a vývoja. Na klesajúcu odbornú úroveň absolventov otvorene poukazujú manažéri veľkých podnikov, ktoré umiestňujú na rôznych pra-covných pozíciách najmä absolventov magisterského a inžinierskeho vzdelávania. Prepojenosť univerzitného prostredia a podnikateľskej sféry je v súčasnosti nedo-cenená napriek možnostiam, ktoré vysokoškolský zákon umožňuje. Lepšie väzby a spolupráca oboch zložiek na riešení požiadaviek praxe by pomohla ich vzájomnému rozvoju a umožnila by zapojenie študentov, doktorandov a učiteľov do výskumných aktivít firiem. Otázne je, či majitelia firiem, ktorí sú vo väčšine prípadov zo zahraničia, budú takéto výskumné a vývojové aktivity na Slovensku podporovať... V priebehu ostatných piatich rokov sa vykonali aktivity na úrovni Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky a na niektorých vysokých školách sa začal využívať systém CAF (Common Assessment Framework). Niektoré vysoké školy však využívajú – najmä kvôli požiadavkám praxe – systém ISO-noriem vzhľadom na svoju spoluprácu s praxou. Manažment väčšiny vysokých škôl SR (na univerzitách a vysokých školách sa neustále po ukončení volebného obdobia mení), stále hľadá vhodný systém manažérstva, ktorý vyjadruje aj väzby na podnikateľské subjekty. Systém by mal pomáhať zvyšovať kvalitu, vytvárať transparentné vzťahy aj na úrovni vedenie univerzity – vedenia fakúlt. Zlepšovanie v rámci systému riadenia a v kombinácii s komplexnou akreditáciou študijných programov by mali najviac pocítiť prioritne zainteresované strany rezortu školstva – študenti a odberatelia výstupov vysokých škôl – podniky a inštitúcie. Využitie modelu CAF napomáha manažmentu vysokej školy uvedomiť si svoje silné stránky, odhaliť potenciál zlepšovania a identifikovať priority v zlepšovaní manažérstva kvality.

Vysokoškolské a ďalšie vzdelávanie V spoločnosti by sa mala okrem tradičného formálneho vzdelávania (zodpovedá vzdelávaniu na získanie kvalifikácie – vysvedčenie, diplom,...) venovať veľká po-zornosť ďalšiemu vzdelávaniu – ako celoživotnému procesu, v oblasti dopravného staviteľstva najmä celoživotnému vzdelávaniu dištančnou metódou. Môže sa využiť aj elektronické vzdelávanie (e-learning), kombinovaná metóda a pod. podľa vopred presne špecifikovaných potrieb a požiadaviek praxe. Základným typom vysokoškolského vzdelávania po novele vysokoškolského zákona (č. 131/2002 Zb.) z roku 2002 a jeho noviel z r. 2007 až 2012 je trojstupňový model vo forme denného a externého štúdia v akreditovaných študijných Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

24


odboroch (určených ministerstvom školstva) a študijných programoch, ktoré si navrhuje vysoká škola podľa potrieb praxe. Študijné odbory sa v súčasnosti transformujú podľa nomenklatúry Európskej únie spravidla podľa národného strategického referenčného rámca. Na študijné odbory majú nadväzovať študijné programy podľa modelu: 1. stupeň – bakalárske štúdium, dĺžka štúdia 3 (4) roky, titul bakalár (Bc.) 2. stupeň – inžinierske alebo magisterské štúdium, dĺžka štúdia 2 roky, titul Ing. alebo Mgr. 3. stupeň – doktorandské štúdium, dĺžka štúdia 3 (4) roky, titul philosophiae doctor (PhD.) Predpokladom úspešného ukončenia štúdia je predloženie záverečnej práce (baka-lárskej, diplomovej a doktorandskej) na test originality (antiplagiátorstvo) do centrál-neho registra záverečných prác (www.crzp.sk), kde sa overí originalita záverečnej (a kvalifikačnej – rigoróznej alebo habilitačnej) práce. Výsledok testu originality – okrem vedúceho záverečnej práce – hodnotí štátna skúšobná komisia počas štátnej skúšky. Kvalita vzdelávania na vysokej škole sa hodnotí komplexnou akreditáciou. Všetky univerzity predkladajú v pravidelných intervaloch (6 rokov) na komplexnú akreditáciu študijné programy podľa nomenklatúry študijných odborov schválených MŠVVaŠ SR. Kvalita riadenia hlavných činností vysokej školy sa na v Slovenskej republike ne-hodnotí jednotným systémom, začína sa využívať v čoraz väčšej miere systém CAF podobne (rovnako na ústrednom orgáne štátnej správy). Slovenská republika je členom FEANI (Európskej federácie národných inžinierskych zväzov), požiadavky federácie pri príprave študijných programov boli zohľadnené. Preto absolventi evaluovaných fakúlt môžu – na základe požiadania – získať titul euroinžiniera EUR ING (www.euring.sk) pre svojich absolventov, ktorý vyjadruje v celoeurópskom priestore úroveň vzdelávania na fakulte/univerzite a má celoerópsku platnosť a v niektorých prípadoch je uznávaný aj v zámorských štátoch, pričom sa nevyžaduje nostrifikácia diplomov získaných na vybratých vysokých školách v Slovenskej republike.

Celoživotné vzdelávanie Celoživotné vzdelávanie sú všetky aktivity, ktoré sa uskutočňujú v priebehu života s cieľom zlepšiť vedomosti, zručnosti a schopnosti. Celoživotné vzdelávanie ako základný princíp výchovy a vzdelávania uplatňovaný vo vzdelávacej sústave Slo-venskej republiky tvorí a) školské vzdelávanie a b) ďalšie vzdelávanie nadväzujúce na stupeň vzdelania dosiahnutý v školskom vzdelávaní [5]. Celoživotné vzdelávanie [4] je výchovné a vzdelávacie pôsobenie a učenie usku-točňované vo formálnom vzdelávaní (v škole), neformálnom vzdelávaní (v škole alebo vzdelávacej inštitúcii) a nevýučbovom (informálnom) vzdelávaní zamerané na nadobudnutie a prehĺbenie vedomostí, zručností a schopností fyzickej osoby v súlade so základným právom na vzdelanie a so základným právom na slobodnú voľbu povolania a prípravu naň. V zahraničí sa neformálnym vzdelávaním umožňuje nadobudnutie kvalifikácie, v Slovenskej republike odborná kvalifikácia. Na nadobúdanie, hodnotenie a overovanie odbornej kvalifikácie na účely výkonu povolaní podľa osobitných predpisov, na prípravu na výkon odborných činností podľa osobit-ných predpisov, na uznávanie dokladov o odbornej kvalifikácii a na formálne vzde-lávanie sú určené samostatné predpisy. Národná sústava kvalifikácií je verejne prístupný register, ktorý obsahuje popis čiastočných a úplných kvalifikácií rozlišovaných a uznávaných v Slovenskej republi-ke, požadovaných na výkon pracovných činností pre dané povolanie vo forme kvali-fikačných štandardov a hodnotiacich štandardov [5]. Kvalifikačný štandard je súhrn vedomostí, zručností a schopností potrebných na nadobudnutie príslušnej čiastočnej kvalifikácie a úplnej kvalifikácie. Hodnotiaci štandard je súhrn kritérií, organizačných a metodických postupov, materiálnych, technických a priestorových predpokladov na overovanie a hodnotenie dosiahnutej odbornej spôsobilosti podľa ustanovených kvalifikačných štandardov [5]. Odborná spôsobilosť je súhrn vedomostí, zručností a schopností požadovaných na výkon pracovnej činnosti. Overuje sa skúškou na overenie odbornej spôsobilosti na overenie vedomostí, zručností a schopností fyzickej osoby podľa kvalifikačného štandardu a hodnotiaceho štandardu danej čiastočnej kvalifikácie alebo úplnej kvali-fikácie. Vzdelávanie sa uskutočňuje podľa schváleného vzdelávacieho programu [5]. Osvedčenie o absolvovaní vzdelávacieho programu (neformálneho vzdelávania) sa vydáva absolventovi s celoštátnou platnosťou, má povahu verejnej listiny. Osvedčenie o absolvovaní vzdelávacieho programu neformálneho vzdelávania sa vydáva na dobu neurčitú. Overenie odbornej spôsobilosti (fyzickej osoby) sa uskutočňuje skúškou podľa kvalifikačného štandardu a hodnotiaceho štandardu danej čiastočnej kvalifikácie alebo úplnej kvalifikácie. Skúšku môže

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

25


absolvovať fyzická osoba, ktorá najneskôr v deň konania skúšky dosiahla vek 18 rokov a získala základné vzdelanie. Za skúšku sa môže určiť poplatok. Na fakultách technického zamerania sa v súčasnosti rozširuje najmä dištančné vzdelávanie vo vzdelávacom programe. Dištančné vzdelávanie sa môže charakte-rizovať ako metóda štúdia najmä pre absolventov základného vysokoškolského štúdia, poprípade stredoškolského štúdia s maturitným vysvedčením. Vzdelávací program je členený na moduly (samostatné vyučovacie jednotky). Medzi základné princípy dištančného vzdelávania patrí najmä riadené samovzdelávanie, ktoré má tieto výhody: voľný vstup študujúcich do kurzov bez prijímacích pohovorov; individuálny výber začiatku štúdia, času a miesta štúdia; študijné materiály pre dištančné vzdelávanie sa stávajú voľne prístupnými; voľba pedagogickej podpory (povinné-nepovinné prednášky, konzultácie, semináre...); rýchle hodnotenie s možnosťou okamžitej spätnej väzby, ktoré je podmienené spracovávaním testov z jednotlivých blokov študijných materiálov; vyžadujú sa kvalitné študijné materiály spracovávané pre jednotlivé moduly s prípadným doplnením nepovinnej literatúry. Programy sú vytvorené/navrhnuté pre základné skupiny: akademické programy – možnosť získať akademický titul; profesijné programy – rekvalifikačné, špecializačné, rozširujúce a doplňujúce štúdium, ktoré je veľmi vhodné pre jednotlivé činnosti v rezortoch; profesijné vzdelávanie (štúdium absolventov) - veľmi úzko súvisí s rýchlymi zmenami v spoločnosti a s využívaním nových technológií, ktoré zname-najú podstatný nárast produktivity práce; sebarealizačné programy – prispievajú k rozvoju osobnosti. Sú spravidla koncipované pre záujmové štúdium. V súčasnosti už sú na Slovensku inštitúcie, ktoré vyžadujú permanentné preškoľo-vanie svojich zamestnancov najmä v odboroch, ktoré sa na Slovensku neštudujú. Preškolenie vyžadujú na získanie odbornej spôsobilosti, ktorú uznávajú absolventom celoživotného vzdelávania na výkon funkcie (napr. operátor tunela).

2

DIŠTANČNÉ VZDELÁVANIE

Na Stavebnej fakulte Žilinskej univerzity boli vykonané kurzy celoživotného vzdelá-vania na získanie odbornej spôsobilosti v podnikoch a spoločnostiach pôsobiacich najmä v oblasti dopravného staviteľstva a správy cestných komunikácií. Boli vyko-nané najmä tieto kurzy (dištančnou metódou): •

TUNELY

VYBAVENIE A PREVÁDZKA TUNELOV

KVALITA POZEMNÝCH KOMUNIKÁCIÍ o modul 1 – Cestná databanka a systém hospodárenia s vozovkami o modul 2 – Kontrola kvality stavebných prác

SPRÁVA CESTNÉHO HOSPODÁRSTVA

RIADENIE PREVÁDZKY TUNELOV: o tunel Branisko o tunel Horelica o tunel Sitina o tunel Bôrik a akreditovaný vzdelávací program (Ministerstvom školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky a Ministerstvom dopravy, výstavby a regionálneho rozvoja Slovenskej republiky): •

RIADENIE PREVÁDZKY TUNELOV: 1. modul ZRP - Základy riadenia prevádzky 2. modul RT - Riadenie technológie 3. modul PTZ - Prevádzka technologických zariadení 4. modul MT - Manažment tunela 5. modul PPR - Procesy prevádzky a riadenia. Po absolvovaní kurzu a získaní osvedčenia (podmienkou je úspešné vykonanie skúšok a študijných povinností) nadobúda absolvent odbornú spôsobilosť a je mu ri jeho pracovnej činnosti priznaná. Napríklad všetci operátori v tuneloch získali osvedčenie po úspešnom absolvovaní základného kurzu, čo ich oprávňuje riadiť technológiu a dopravu v cestných a diaľničných tuneloch Národnej diaľničnej spoločnosti.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

26


3

ZÁVER

Odborná spôsobilosť je dôležitou súčasťou kvality vykonávaných činností firiem, ktorá sa získa absolvovaním určených (akreditovaných alebo neakreditovaných, ale schválených) vzdelávacích programov. Celoživotné, dištančné vzdelávanie je pre budúce potreby praxe vhodnou metódou zvyšovania odbornej úrovne a získania odbornej spôsobilosti a kvalifikácie odborníkov pre náročné technológie využívané v praxi. Profesijné vzdelávanie má predpoklad na svoj rozvoj vzhľadom na potreby praxe. Dištančná metóda musí vhodne dopĺňať „klasické formy vzdelávania“. V budúcnosti sa predpokladá väčší význam vzdelávania dospelých najmä formou celoživotného vzdelávania podľa konkrétnych potrieb praxe.

LITERATURA [1] SCHLOSSER, F.: Systém vzdelávania v dopravnom staviteľstve. Zborník z 10. medzinárodnej cestnej konferencie Q-2008 Kvalita a štrukturálne fondy, Krupa print s.r.o, Hotel Holiday In, Žilina 15.-16. máj 2008, ISBN 978-80969681-5-2, s. 289-295 [2] SCHLOSSER, F. – ZAMIŠKA, Ľ. – BUJŇÁK, J.: Využitie modelu CAF pri riadení vysokých škôl. In 5. medzinárodná konferencia o kvalite Manažérstvo kvality vo verejnej správe. Bratislava, 2.-3.12.2008 [3] SCHLOSSER, F. - ŠVARCOVÁ, R.: Neue Formen und Methoden der Universitätsbildung. In INFORMATION – COMMUNICATION – KNOWLEDGE ENGINEERING EDUCATION TODAY, Referate des 32. Symposiums der Internationalen Gesellschaft für Ingenieurpädagogik. Fachhochschule Karlsruhe – Hochschule für Technik, 15.–18. September 2003, Karlsruhe, 2003, Seite 81-85 [4] Zákon 568/2009 Z. z. z 1. decembra 2009 o celoživotnom vzdelávaní a o zmene a doplnení niektorých zákonov [5] http://www.minedu.sk/data/USERDATA/VysokeSkolstvo/SSOSR/Sustava_studijnych_odborov_SR.xls [6] http://www.minedu.sk/vysoke-skoly-v-sr/; 30.1.2013

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

27


DOMINO EFEKT A ZRANITELNOST STAVEB OHROŽENÝCH POŽÁREM A EXPOLZEMI DOMINO EFFECT AND VULNERABILITY OF STRUCTURES ENDANGERED BY FIRE AND EXPLOSIONS Václav Hrazdil, Petr Špinar

Anotace Příspěvek vznikl na základě možné spolupráce s Universitou Josepha Fouriera v Grenoblu, ve Francii v rámci programu Erasmus. Poskytuje informaci o experimentálním výzkumu a řešení úloh na základě matematického modelování pedagogických pracovníků partnerské university. Jejich výzkumných aktivitách v oblasti zranitelnosti staveb chemických a petrochemických průmyslových areálů. Klíčová slova Iniciace požáru a výbuchu, zápalný zdroj, hořlavá kapalina, riziko požáru, opatření proti vzniku požáru, inertizace zařízení, protipožární a protivýbuchová prevence, rezerva a bezpečnost konstrukcí proti namáhání výbuchem.

1

ÚVOD

V rámci spolupráce evropských vysokých škol francouzský partner – našeho Ústavu technologie mechanizace a řízení staveb - z Université Joseph Fourier v Grenoblu zastoupené Dr. Juilienem Barothem poskytl pracovníkům našeho ústavu informaci o svých pedagogických a vědecko-výzkumných aktivitách. Výzkum, jehož je Dr. Baroth součástí, se mimo jiné zabývá modelováním zranitelnosti staveb v chemických a petrochemických průmyslových skladovacích areálech (obr. 1) a riziky vzniku efektu „Domino“ - kaskádového přenesení požárů a explozí na další stavby a zařízení.

Obr. 1 Výstavba areálu skladovacích kapacit (Dr. Baroth, UJF1 de l‘Université Joseph Fourier, Grenoble, prezentace v rámci výměnného pobytu ERASMUS na ústavu TST, květen 2013)

2

CHARAKTERISTIKA STAVEB A TECHNOLOGICKÝCH ZAŘÍZENÍ Z HLEDISKA RIZIKA POŽÁRU A EXPLOZE

V závodech chemického a petrochemického průmyslu se v řadě případů používají pro výrobu a skladování produktů „otevřená technologická zařízení“. Většinou se jedná o nádrže, které jsou z důvodu snížení nákladů na výstavbu, rychlosti montáže a zlevnění provozu a údržby, umístěná na otevřených prostranstvích. Z průmyslových areálů s otevřenými technologickými zařízeními se blíže zaměříme na stavby určené pro výrobu a skladování chemických látek. V provozech, kde se vyrábí nebo zpracovávají hořlavé chemické látky, nebo kde se tyto látky skladují, se téměř vždy vyskytují podmínky pro šíření požáru spojené s explozemi. To je způsobeno přítomnosti velkého množství hořlavých látek v různých skupenstvích. Zařízení jsou ohroženy zejména: • Nebezpečím výbuchu s následným zřícením zařízení a destrukcí navazujících objektů. • Vysokou rychlostí šíření požáru, velkou intenzitou hoření spojenou s vývinem velkého množství tepla a intenzivní výměnou plynů.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

28


• Velkým sálavým teplem. • Možností neočekávaného přenesení požáru na další navazující zařízení nebo zařízení, která se nacházejí v blízkosti ohniska havárie, tzv. Domino efekt.

Iniciace vzniku průmyslové havárie a přítomnost zápalného zdroje Podmínkou pro vznik požáru nebo výbuchu je jeho iniciace dostatečným energetickým zdrojem. Rozvoj a průběh události závisí na místě iniciace vůči ohroženému objektu: • 1. Vně ohroženého zařízení - po úniku hořlavého média ze zařízení v důsledku jeho poruchy. K iniciaci může dojít buď okamžitě, nebo až po dosažení vhodných podmínek: • Okamžitě – za předpokladu, že u místa úniku je k dispozici dostatečný zápalný zdroj nebo je teplota této látky vyšší, než je její teplota vznícení. • Po splnění podmínek vzniku havárie – dosažením potřebné teploty pro vznícení přítomné nebezpečné látky. • 2. Uvnitř zařízení – při porušení hermetičnosti, vniknutí vzduchu do zařízení a vytvoření podmínek pro hoření případně výbuch a také z důvodu nedostatečné inertizace zařízení (plnění prostoru nad hladinou hořlavé kapaliny inertním plynem) apod.

2.2

Návrhy ohrožených objektů na zatížení vnitřním výbuchem

Při navrhování všech částí staveb, ve kterých se skladují výbušné plyny nebo kapaliny tvořící výbušné páry se musí uvažovat se zatížením od vnitřních výbuchů (dle ČSN EN 1991-1-7 Eurokódu 1 Zatížení konstrukcí - Obecná zatížení – Mimořádná zatížení). Tlaky od výbuchu na nosné prvky je nutno stanovit s ohledem na reakce vnášené nenosnými prvky do prvku nosných. Výbuch doprovází vysoké teploty a přetlaky. Tlak vyvolaný vnitřním výbuchem závisí na koncentraci výbušných plynů nebo par, na zdroji vznícení a tvaru a pevnosti uzavřeného prostoru, ve kterém k výbuchu dochází, a na množství a velkosti výfukových zařízení, která mohou být k dispozici. Norma EN 1991-1-7 se však nezabývá mimořádnými zatíženími vyvolanými vnějšími výbuchy. Cíle francouzského výzkumu prezentovaného na Ústavu technologie, mechanizace a řízení staveb reagují především na ohrožení objektů z vnějšku. Dále lze citovat publikaci k danému tématu [1] ve zvláštním vydání [2].

3

VÝZKUM ÚČINKU DOMINO NA ZÁKLADĚ MATEMETICKÉHO MODELOVÁNÍ A EXPERIMENTŮ

Výzkum na partnerské universitě ve Francii se zaměřuje na různé možnosti ohrožení bezpečnosti skladovacích nádrží chemických látek z vnějšku, včetně ohrožení teroristickým útokem. Studována jsou rovněž rizika šíření havárie v areálu petrochemického průmyslu vyvolané vzdušnou rázovou vlnou a dopadem úlomků na obálku skladovací nádrže po výbuchu sousedního objektu. Jako cíl vzdušné rázové vlny a nárazu úlomků byly v přednášce [3] vybrány tři typy starších ocelových nádrží. Parametry obálek nádrží a jejich objemy jsou uvedeny v tab. 1. Scénáře rizik uvažují s preventivními opatřeními vzniku mimořádných událostí, jako jsou detekce úniku plynů, inertizace prostorů nádrží, jejich tepelná ochrana a chlazení. Dále opatřeními usnadňujícími likvidaci požáru (stabilní a polostabilní hasicí zařízení) a opatřeními proti šíření mimořádné události zejména stanovením dostatečných odstupových vzdáleností a požadavků na stavební konstrukce.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

29


Typ nádrže

Chemie

Ropné látky - směsi lehkých uhlovodíků

Ropné látky - směsi těžkých uhlovodíků

Průměr [m]

12

28

70

Výška [m]

12

16

25

Poměr [-]

1,00

0,57

0,36

Objem [m3]

1357

9852

96211

Tloušťka skořepiny, průměr, (min; max) [mm]

5 (4; 6)

9 (5; 13)

15 (10; 20)

Tab. 1 Typologie studovaných nádrží – rozměry obálky Analýza prováděná na základě teorie spolehlivosti hodnotí pravděpodobnost poruch nádrží v závislosti na možném zatížení. Pro tento účel jsou vhodné parametry - modelované na základě odpovídajících zákonů pravděpodobnosti. Jak uvedl řešitel výzkumu [3], vypočtené odchylky pravděpodobnosti poruchy kolísají v rozsahu 10-1 až 10-10 v závislosti na druhu mechanického modelu a způsobu poškození nádrže. Studie na příklad potvrzuje, že statické modely nemohou být uplatněny v celé oblasti působení přetlaku při rázové vzdušné vlně. Soubor zkoušek v laboratorním měřítku navazuje na záznamy z mimořádných událostí v závodech chemického průmyslu. Laboratorní zkoušky umožňují charakterizovat zatížení vyvolané plynnou směsí kyslík – propan na válcový tvar nádrže. Dále pak převládající poruchu obálky nádrže vlivem přechodu vzdušné rázové vlny [4] (vznik deformací). Na jejich základě lze předvídat zatížení a chování válcové skořepiny ve skutečném měřítku při aplikaci zákonů podobnosti s laboratorním modelem. Výstupy laboratorních zkoušek rovněž slouží pro ověření správnosti výpočtu s pomocí matematických výpočetních vztahů a stejně pro numerická řešení matematických modelů [5], viz, přehledně v tab. 2. Od ověřených modelů v rámci projektu [3] se odvíjí i studium scénáře rizik BLEVE zabývající se poškozením sousedících nádrží na terénu [6]. Jednotlivé varianty uvažují s různě kolísající hladinou skladované kapaliny v nádržích. V řešených případech mimořádné situace Bleve (vznik ohnivé koule) jsou následným požárem ohrožována další zařízení a aparatury, které se nachází v blízkosti vzniku události. Při hoření uhlovodíků vzniká velké množství tepla, které zahřívá nechráněné nosné konstrukce a kovové aparatury, potrubí a armatury. V závislosti na intenzitě zahřívání ztrácí kovové materiály svoji pevnost (v průběhu 5 až 15 minut) a může dojít deformacím nebo zřícení nosných konstrukcí a poškození technologických zařízení. V potrubích a aparaturách se v důsledku tepelné roztažnosti zvětšuje objem látek a narůstá v nich tlak. Ten pak může způsobit jejich deformaci nebo porušení těsnosti s následným únikem látek a dalším zvýšením intenzity požáru. Značné nebezpečí vzniká především při intenzivním zahřívání tlakových nádob a zásobníků s hořlavinami. Pokud není včas zahájeno intenzivní ochlazování, hrozí vlivem narůstajícího vnitřního tlaku a ztráty pevnosti stěn při působení vysokých teplot k roztržení nádoby s následným uvolněním obsahu a jeho intenzivní hoření v podobě ohnivé koule. Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

30


vlivem mimořádné události deformace nádrže v závodě

experiment, modelování v laboratoři

výstup počítačové simulace, numerické řešení

Tab. 2 Fáze výzkumného projektu [3]

PODĚKOVÁNÍ Prezentované výsledky byly získány za podpory pana Dr. Juliena Barotha, Université Joseph Fourier v Grenoblu.

LITERATURA [1] NORET, E., PROD’HOMME, G., YALAMAS, T., REIMERINGER, M., HANUS, J-L., DUONG, D-H., Safety of atmospheric storage tanks during accidental explosions. Eur. J. Environ. Civ. Eng., Volume 16, Issue 9, 2012, pages 998 – 1022. ISSN 1964-8189. [2] DAUDEVILLE, L., BAROTH, J., Vulnerability of structures under impact and explosions. Eur. J. Environ. Civ. Eng., Volume 16, Issue 9, 2012, pages 995 – 1114. ISSN 1964-8189. [3] BAROTH, J., Vulnérabilité de structures soumises à des explosions et impactes, Université de technologie à Brno, Faculté de génie civil, texte de conférence, Brno, mai 2013. [4] DUONG, D-H., HANUS, J-L., BOUAZAOUI, L., PENNETIER, O., MORICEAU, J., PROD’HOMME, G., REIMERINGER, M., Response of a tank under blast loading – part I: experimental characterisation of blast loading arising from a gas explosion. Eng., Volume 16, Issue 9, 2012, pages 1023 – 1041. ISSN 1964-8189. [5] DUONG, D-H., HANUS, J-L., BOUAZAOUI, L., REGAL, X., PROD’HOMME, G., NORET, E., YALAMAS, T., REIMERINGER, M., BAILLY, P., PENNETIER, O., Response of a tank under blast loading – part II: experimental structural response and simplified analytical approach. Eng., Volume 16, Issue 9, 2012, pages 1042 – 1057. ISSN 1964-8189. [6] INERIS – Institut national de l’environnement industriel et des risques, Le Bléve, Phénoménologie et modélisation des effets thermiques. 2002, http://www.ineris.fr.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

31


INOVACE VÝUKY STUDIJNÍHO OBORU REALIZACE STAVEB NA VUT V BRNĚ INNOVATION OF THE STUDY PROGRAM CONSTRUCTION TECHNOLOGY AT BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Vít Motyčka

Anotace Příspěvek seznamuje s vývojem studijního oboru Realizace staveb na VUT v Brně, Fakultě stavební. Na základě získaných zkušeností s výukou tohoto studijního oboru a provedené analýzy jsou navrhovány inovace v náplni studia ale i v jeho rozsahu a návaznostech. Pozornost je zaměřena i na zvyšování kvality výuky stávajících předmětů. Je navrhováno projednání a příprava samostatné zkušební komise pro obor Příprava a realizace staveb v rámci ČKAIT. Klíčová slova Studijní obor, příprava staveb, realizace staveb, vzdělávání, stavebnictví

1

ÚVOD

Studium stavebních oborů na vysoké škole patří k těm druhům technického vzdělávání, které vyžaduje úzkou návaznost na stavební praxi. Vedle rozsáhlých teoretických vědomostí si posluchači musí osvojit i praktické poznatky z oblasti konstrukcí, ekonomiky a realizace staveb. Vyplývá to i z požadavků stavebních firem, které mají trvalý zájem o absolventy se znalostmi technologie a managementu staveb. Uplynulo již pět let od zahájení výuky studijního oboru Realizace staveb na VUT v Brně, Fakultě stavební. Je to vhodná doba na zhodnocení dosavadního průběh výuky na oboru, vyhodnocení rezerv a nedostatků a čas pokusit se navrhnout a realizovat nové možnosti výuky tohoto oboru a to tak, aby byla pro studenty přínosná, zajímavá a aby absolventi oboru byli úspěšní v konkurenci s absolventy dalších stavebních oborů při uplatnění v praxi.

Obr. 1 Budova FAST, VUT v Brně ve které je umístěn Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb

2

SOUČASNÝ STAV

V roce 2007 byl na VUT v Brně, Fakultě stavební nově akreditován obor Realizace staveb a od akademického roku 2008/2009 probíhá v tomto oboru na naší fakultě výuka. Jedná se o navazující magisterský 1,5 letý studijní obor, tedy studium trvající tři semestry. Od roku 2008 proběhlo již 5 celých běhů včetně obhajob diplomových prací. Tento navazující magisterský studijní obor byl připraven především pro absolventy bakalářských oborů Pozemní stavby, Konstrukce a dopravní stavby a Vodní hospodářství a vodní stavby. Studovat však mohou tento obor absolventi kteréhokoliv bakalářského oboru, kteří vykonají přijímací zkoušky a projdou přijímacím řízením.. Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

32


Po pěti letech lze tedy stručně hodnotit – nejprve co se podařilo: • skladbou předmětů se podařilo vystihnout současný trend vývoje nových způsobů řízení stavebních zakázek – máme příznivé ohlasy od stavebních firem, které zaměstnávají naše studenty nebo absolventy, • otevření oboru Realizace staveb je přínosem, stavební firmy chtějí absolventy, kteří jsou připraveni rychle se zapojit do přípravy a řízení výstavby, tak jak to vyžaduju dnešní doba. Studenti tento zájem firem vnímají a proto je i mezi nimi zájem o tento obor, • ústavu se podařilo navázat kontakty a spolupráci s významnými stavebními společnostmi, • v neposlední řadě, podařilo se do výuky zapojit některé významné domácí i zahraniční odborníky a osobnosti. Co se naopak doposud nepodařilo, nebo-li nedostatky a rezervy: • v některých předmětech bychom rádi zvýšili kvalitu výuky – a to také v souvislosti s vyvozením odpovědnosti některých vyučujících, • obor je prozatím stále hodně přizpůsoben studentům, přicházejícím z bakalářského studia oboru Pozemního stavitelství, je třeba výuku doplňovat především o problematiku konstrukcí, dopravních a vodních staveb, • problémem zůstává i duplicita částí některých předmětů – náplň některých předmětů je obsahově blízká, z toho tato duplicita také vyplývá • je třeba zlepšit návaznost mezi předměty V současné době stále výrazněji vnímáme ještě jeden problém. Spočívá v tom, že počet každoročně otvíraných míst na tomto oboru je omezen a postupně se tento počet každý rok dokonce snižuje. Jsou dva důvody, proč tomu tak je. Omezený počet míst pro studium tohoto oboru byl již od začátku jeho otevření a to z důvodu, že byl připravován jako obor výběrový, rozsahem předmětů náročnější než ostatní magisterské obory a také z důvodu, že každý student oboru má garantovánu v průběhu 2. semestru 10 týdnů odbornou praxi u stavební firmy, kterou jsme se zavázali pro studenty zajistit. Je jejím zaměstnancem, plní úkoly asistenta stavbyvedoucího se všemi právy i povinnostmi, včetně finančního ohodnocení. Pro první běh bylo z tohoto důvodu otevřeno 60 míst, v dalších dvou letech rovněž 60 míst. V posledních dvou letech však dochází ještě k dalšímu snižování počtu otvíraných míst a to z jiného důvodu. Jde o to, že fakulta je finančně tlačena z MŠMT ke snižování celkového počtu studentů v navazujících magisterských programech s vizí dosáhnout toho, aby v magisterském studiu pokračovalo jen 50% absolventů bakalářského studia. V tomto 2. stupni vysokoškolského vzdělání nebudou tedy pokračovat zdaleka všichni bakaláři jak tomu bylo až doposud ale jen polovina studentů, kteří projdou náročnými přijímacími zkouškami. Z tohoto důvodu byl už letos magisterským studijním oborům, všem ve stejném poměru vzhledem k přijatým uchazečům v loňském roce, snížen počet otevřených míst ke studiu oboru. Pro obor Realizace staveb to znamenalo, že místo v loňském roce přijatých 55 studentů se letos přijímá pouze 42 studentů. To je škoda, protože zájem o studium na tomto oboru naopak roste. To ukazuje následující statistika – v prvním roce otevření oboru se hlásilo 68 uchazečů a bylo přijato 60 studentů, v následujících dvou letech se hlásilo kolem 90 zájemců a přijato bylo 60 studentů, v loňském roce se hlásilo již 121 uchazečů a bylo přijato 55 studentů a letos se hlásilo již 191 zájemců, přijato bude jen 42 (tedy ne z důvodu, že by neudělali zkoušky ale z kapacitních důvodů). Před 5 lety jsme při přípravě oboru Realizace staveb k akreditaci chtěli studium otevřené bakalářům různých stavebních oborů, kde by se po bakalářském studiu zaměřeném především na navrhování staveb učili stavby podle projektové dokumentace realizovat. Vzhledem k situaci, kdy počet studentů magisterského studia je výrazně omezován, zatímco toto omezení se netýká počtu studentů v bakalářském studiu, rozhodli jsme se připravit k akreditaci i bakalářský obor Realizace staveb. Bude se jednat o čtyřletý studijní obor, kdy první dva ročníky budou obsahovat všeobecné odborné předměty, další dva ročníky budou již zaměřeny na přípravu a realizaci staveb. Absolventi bakalářského studia tohoto oboru budou připravováni pracovat na pozici stavbyvedoucího.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

33


3

PRVKY, ZVYŠUJÍCÍ ATRAKTIVITU STUDIA NA OBORU

Významným přínosem pro obor je navázání kontaktů se stavebními společnostmi a jejich rozvíjení v různých společných aktivitách. Tato spolupráce byla zahájena již v období přípravy oboru, kdy z řady jednání vyplynuly oprávněné požadavky stavebních firem na specifické znalosti absolventů oboru. Ty pak byly zohledněny ve studijních plánech. Přínosem této spolupráce je řada odborných konzultací, posudků a společných projektů, které probíhají mezi zástupci stavebních firem a pracovníky ústavu. Tato sepjatost s výrobní praxí pozitivně zpětně ovlivňuje i výuku na oboru. Důležitým prvkem výuky jsou i četné exkurze studentů na velké a zajímavé stavby a to v České republice i v zahraničí. V posledním roce jsme navštívili zajímavé stavby ve Slovinsku a Maďarsku, připravujeme další exkurze na stavby do Rakouska a v příštím roce do Německa, Belgie, Švýcarska a znovu do Maďarska a Slovinska. Dalším takovým prvkem, kterým se snažíme zvýšit atraktivitu oboru je například vyhlášení oborové soutěže „Moderní technologie a nové materiály při realizaci staveb“, s finanční odměnou 10 000,− Kč, která bude rozdělena mezi první tři nejúspěšnější studenty. Chceme tím podpořit aktivní zapojení studentů do získávání znalostí o uplatňování nových, moderních, speciálních materiálů, technologii a postupů při výstavbě a využití těchto znalostí pro přípravu staveb. Společně s prof. Kozlovskou chystáme na červen příštího roku projekt IP Erazmus - Integrated approaches to the design and management of buildings reconstruction, který vyvrcholí letní školou v Krakově v roce 2014. Příkladem spolupráce se stavebními společnostmi je i každoroční zajišťování odborných praxi studentů na stavbě. I přes nelehké období, které stavební firmy prožívají a díky jejich velkému úsilí se daří tyto praxe studentům umožnit. Odborná praxe je především přínosem pro studenty. Získají cenné praktické zkušenosti a ověří si teoretické znalosti získané při studiu. Je však i přínosem pro stavební firmy. Důvod proč mají firmy zájem takto spolupracovat spočívá v tom, že si v průběhu praxe studenty ověří z hlediska odborných znalostí ale i z hlediska obecných lidských kvalit. Studentům, kteří se osvědčí, může být nabídnuta po ukončení studia pracovní smlouva. To se také v mnoha případech stane.

Obr. 2 Do výuky jsou zařazovány odborné exkurze studentů na probíhající stavby

4

ZAČLENĚNÍ OBORU DO ČKAIT

V souvislosti s akreditací bakalářského oboru Realizace staveb, je třeba se rovněž zabývat otázkou autorizace absolventů oboru Realizace staveb v ČKAIT. Po třech letech praxe mají absolventi vybraných stavebních oborů možnost žádat o autorizaci. Je třeba promyslet, projednat a připravit způsob, jakým se absolventi oboru Realizace staveb budou moci v České republice autorizovat. Studijní obor Realizace staveb má svoje důležité místo mezi ostatními stavebními obory. Vždyť stavba objektů není jen záležitostí zpracování projektové dokumentace a statického výpočtu. Jde o složitý komplexní proces zahrnující investiční záměr, technickou přípravu, ekonomické propočty, stavební řízení, výrobní (technologickou) přípravu a pak Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

34


výsledek celého tohoto snažení, tj. realizaci stavby. To vše je práce stavebního inženýra, přičemž je zřejmé, že výrobní příprava a realizace stavby má podstatný vliv na kvalitu díla, rychlost výstavby, jakost, výslednou cenu a užitnou hodnotu [2]. Stručně lze říci, že obsahem výuky oboru Realizace staveb je optimální řešení technologické, prostorové a časové struktury výstavby, racionální koordinace všech činností, časové plánování výstavby a návrh optimální organizace a řízení stavby. Závažnou součástí je i návrh a vybudování výrobní základny stavby včetně návrhu potřebných mechanizmů. To všechno je třeba plnohodnotně studovat v rámci samostatného oboru a po získání praktických zkušeností by měly být tyto znalosti pro získání autorizace v oboru Realizace staveb ověřeny samostatnou autorizační komisí ČKAIT. Neboť všechny tyto činnosti může racionálně vykonávat jen zkušený stavební technolog. Tento názor je podpořen rovněž skutečností, že nároky na nové vysokoškolské inženýry se v posledních deseti letech značně změnily. Požadavky na vysoké teoretické znalosti, které byly ještě v 80. létech minulého století předností, jsou dnes zastiňovány zájmem o takové absolventy, kteří mají vedle odborných znalostí i poznatky stavebně technologické, ekonomické, organizační a řídící, aby byli schopni vést stavby a kvalifikovaně spolupracovat i se zahraničními investory a dodavateli. Samozřejmostí je ovládání počítačové techniky a cizích jazyků. Proto také za podpory stavebních společností byly akreditovány studijní obory, které se zaměřují na uvedenou problematiku a absolventům těchto oborů by mělo být umožněno se v tomto oboru také autorizovat.

5

ZÁVĚR

Otevření studijního oboru Realizace staveb umožnilo dosáhnout podstatnější změny struktury výuky ve prospěch předmětů zaměřených na výrobní technologie, stavebně technologickou přípravu, ekonomiku staveb a její management. Vždyť většina absolventů stavebních fakult odchází do výrobní praxe, kde se uplatňují jako manažeři velkých staveb (hlavní stavbyvedoucí), vedoucí provozních oddělení realizačních podniků, stavebně technologický projektant (přípravář velkých staveb), ve státní správě (stavební úřad, státní stavební dohled), pracovníci v přípravě stavebních investičních projektů nebo i jako soukromí podnikatelé ve stavebnictví. Tento studijní obor považuji za důležitý také z toho důvodu, že po velké části absolventů stavebních fakult se požadují právě znalosti technologické, provozně ekonomické a organizační.

PODĚKOVÁNÍ Př í s pě v e k vznikl za podpory projektu ESF, OK T AEDR – p a r t n er s t ví a sít ě s t avebnictví . Re g i s t r ačn í č í sl o p rojektu: CZ.1.07/ 2 . 4 . 0 0 / 3 1 . 0 0 1 2 .

LITERATURA [1] MOTYČKA,Vít. Stavebnictví 10/09, Expo data spol. s r.o., ISSN 1802-2030, Brno, 2009, str.64 [2] MUSIL, František. Význam vědního oboru technologie staveb, ČVUT v Praze, [3] MUSIL, František. MOTYČKA, Vít. Nová koncepce předmětů technologie staveb, VUT v Brně, Fakulta stavební, 2005 [4] MOTYČKA,Vít. Obor Realizace staveb na VUT v Brně – vývoj a zkušenosti. Techsta 2010, Praha 2010, ISBN 978-80-01-03880-2

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

35


VLIV MĚKKÝCH DOVEDNOSTÍ NA ŘÍZENÍ STAVEBNÍHO PODNIKU THE INFLUENCE OF SOFT SKILLS IN MANAGEMENT OF BUILDING COMPANY Barbora Kovářová

Anotace Měkké dovednosti získaly svoje označení vzhledem k nemožnosti kvantifikovat je. Jejich vliv v rámci řízení podniku je však nezanedbatelný. Článek se bude zabývat rozsahem uplatnění měkkých dovedností (měkkých technik) v rámci řízení stavebního podniku s přihlédnutím ke specifikům stavební výroby oproti jiným odvětvím. Hlavní důraz bude potom položen na správnou práci managera využívajícího měkkých technik ve své práci, zejména potom efektivní komunikace, motivace, porozumění a zpětné vazby. Klíčová slova Měkké dovednosti, komunikace, management, zpětná vazba

1

ÚVOD

Mají měkké dovednosti vliv na kvalitu stavební výroby? Na tuto otázku odpovídají dotázaní pracovníci managementu stavebebních firem třemi typickými odpověďmi: • Jiří spadl z lešení, beton tvrdne v zapadlém domíchávači a firma LEVNÝZOUFALEC dodala T profil namísto I profilu – na co ses to ptal? • Ne, nevím, na co se ptáte. • Ano, tam, kde chybí, vznáší se nad staveništěm SUP (spěch, únava, podcenění)

2

MĚKKÉ DOVEDNOSTI

Je třeba si uvědomit, že dnes už k úspěchu nepotřebujeme pouze odborné znalosti (hard skills), ale je nutné mít i vědomosti, které patří do oblasti emocí a komunikace. Tyto vědomosti jsou obzvlášť důležité pro všechny, kteří pracují s lidmi, hlavně pro vedoucí pracovníky na všech úrovních řízení. Měkké dovednosti (soft skills) můžeme dělit podle růných hledisek, pro stavební podniky se však nejlépe jeví následující dělení: • Měkká dovednost komunikace – spočívá v schopnosti naslouchání v komunikaci, schopnosti porozumění verbální a neverbální komunikaci (co je těmito formami komunikace sdělováno), schopnosti identifikace a překonávání komunikačních bariér, schopnosti jasného a srozumitelného sdělování vč. písemného vyjadřování, schopnosti sebereflexe, schopnosti práce s informacemi a v neposlední řadě spočívá rovněž v prezentačních dovednostech, • měkká dovednost kooperace – její význam vychází ze skutečnosti, že většina stavebních činností je vykonávána v týmu pracovníků. Zjednodušeně může být charakterizována jako schopnost akceptace a ochota přijímat úkoly, schopnost akceptovat a sledovat společný cíl, schopnost akceptovat a dodržovat dohodnutá pravidla, schopnost, akceptace a ochota poskytovat své vědomosti a dovednosti, schopnost a ochota respektovat představy a názory druhých, schopnost a ochota přemýšlet s ostatními, schopnost a snaha kompromisu, schopnost vstřícnosti, tolerance a "táhnutí za jeden provaz", schopnost vytvářet přátelskou a spolupracující atmosféru, schopnost ocenit přínos ostatních a poskytovat jim zpětnou vazbu, schopnost nevyhýbat se problémům a nalézat společné řešení, • měkká dovednost flexibilita – často nesprávně chápaná měkká dovednost. Nejedná se o „úpravy schválených postupů a pravidel“, ale je třeba ji chápat jako schopnost a ochotu přijímat nové myšlenky, přístupy (pružnost myšlení), schopnost a ochota změnit styl a metody práce, schopnost tvůrčího (kreativního) přístupu, schopnost, ochotu a motivaci inovovat, schopnost a ochotu se nechat inspirovat a nalézat inspiraci, schopnost identifikovat rozdíly a vazby mezi jednotlivými jevy a problémy a schopnost přenášení pozornosti mezi jednotlivými úkoly, • měkká dovednost samostatnost – volně charakterizována jako schopnost pracovat samostatně, schopnost a ochota přijmout a splnit svěřený úkol, schopnost identifikovat potřeby informací a požádat o ně (ptát se jen jednou) a schopnost sebemotivace, • měkká dovednost výkonnost – spočívající ve schopnosti orientovat se na výkon, výsledek, schopnosti sledovat a hodnotit cíl (jeho dosažení), schopnosti identifikovat a definovat priority, které vedou k dosažení cíle, schopnosti

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

36


podávat stabilní výkon , schopnosti zvládat úkoly v přiměřeném čase a požadované kvalitě, schopnosti precizností, pečlivostí, spolehlivostí, kázní a schopnosti, ochotě a připravenosti se zlepšovat (zdokonalovat), • měkká dovednost orientace na zákazníka – je jednou z nejdůležitějších měkkých technik v oblasti smluvních vztahů mezi investorem a dodavatelem. Patří sem schopnost identifikace zákaznických potřeb a přání, schopnost identifikovat produkt vzhledem k jeho užitkům, schopnost prezentace produktů dle zákaznických potřeb a přání (řešení problému), schopnost a identifikace různých typů zákazníků, schopnost uplatňovat a dodržovat principy péče o zákazníka, schopnost upřednostňovat potřeby a přání zákazníka před svými potřebami (řešit problémy zákazníka a ne své) a schopnost dlouhodobé orientace na zákazníka (náš zákazník, náš pán), • měkká dovednost aktivní přístup – měkká dovednost pro střední a vyšší management stavební společnosti. Pokrývá schopnost flexibility, schopnost kreativity, schopnost a ochota přicházet s nápady (být aktivní), schopnost a motivace zpracovat nápady do podoby záměrů a konceptů, schopnost a motivace realizovat nápady a náměty (realizovat a dokončit vymyšlené), schopnost a ochota přijímat riziko, schopnost předvídat příležitosti, schopnost předvídat hrozby, schopnost a ochota stimulovat změny, schopnost a ochota akceptovat změny a schopnost a ochota vnímat a kriticky hodnotit příležitosti, • měkká dovednost řešení problémů – lze ji pro stavební společnosti chápat a popsat jako schopnost identifikovat a definovat problém, ochotu řešit problém, schopnost sběru informací a práci s nimi, schopnost navrhnou a definovat návrhy řešení problému, schopnost hodnocení jednotlivých možnosti řešení (plus a mínus), schopnost vybrat a zvolit nejlepší řešení vzhledem k okolnostem, schopnost a ochotu realizovat zvolené řešení problému, schopnost sledovat a vyhodnocovat výsledek řešení problému, schopnost poučit se z řešení problému a schopnost předcházet vzniku podobných problémů, • měkká dovednost zvládání zátěží – obsahující zejména schopnost zvládat (nepodléhat) zátěžové situace, schopnost soustředit se pod tlakem, schopnost pracovat s časem (zvládat čas), schopnost koncentrace a ostražitosti při zvládání rutinních úkolů, schopnost přizpůsobit se změnám, problémům a nepříjemným lidem, schopnost vytrvalosti při překonávání překážek, schopnost vyrovnat se s neúspěchem, nezdarem a schopnost relaxovat, • měkká dovednost organizace a plánování – lze ji chápat jako schopnost vidět celek, schopnost celek rozložit na dílčí části a vidět mezi nimi vazby, schopnost koordinovat dílčí aktivity, schopnost dodržovat plán případně jej dle potřeby pozměnit, schopnost odhadovat zdroje a prostředky nutné k vykonávání práce, schopnost stanovovat priority, schopnost koordinovat svoji práci s prací ostatních, schopnost a ochota delegovat a schopnost předvídat. Uvedení měkké dovednosti komunikace na prvním místě není náhodné. Mluvit umí každý, sem tam někdo i poslouchá. Ale přenášení obsahu v jeho plné šíři už není jen intuitivní dovednost. Vyžaduje znalosti a trénink. Pod pojmem komunikační dovednosti se obecně chápe schopnost efektivně komunikovat s druhými lidmi s ohledem na dosažení předem vytyčeného a požadovaného cíle. Pokud se na tento pojem podíváme z užšího hlediska, mohli bychom ho zkoumat z několika částí, jako jsou například komunikační techniky a pozice, které zastáváme, umění naslouchat druhým, přesvědčování, argumentace a jiné. Komunikační dovednosti představují důležitý předpoklad i pro rozvoj dalších měkkých dovedností, např. týmové práce, umění efektivně řešit problémy atd. Za typickou situací z úvodu stojí konkrétní člověk, manažer, který logistiku na staveništi dobře promyslel a udělil konkrétní pokyny. Jen si neuvědomil, že z řečeného si jeho podřízený může odnést třeba jen 10% kvůli jeho neobratnému vyjadřování, a netuší, že mohl a měl použít nástroj zpětné vazby. U měkkých dovedností narážíme hned na začátku na problém s jejich učením či přenosem – nemá smysl je memorovat, případně vyžadovat jejich výčet u zkoušek, neboť samy o sobě jsou prázdnými pojmy. Obsahem je naplňuje až užívání. Samy to na sebe prozrazují už názvem – dovednosti nejsou totožné se znalostmi. Můžeme ovšem začít tyto dovednosti cvičit, pravidelně a smysluplně trénovat. Pro učení měkkých dovedností lze využít zážitkového učení (experimential education), zvláště pro jeho vysokou účinnost. Výzkumy Davida Kolba ukazují, že 80% našeho poznání pramení z toho, co sami prožijeme a následně rozumem přepracujeme na obecně použitelný, hluboko uložený a snadno vybavitelný poznatek. Kvantifikované údaje vyplynuly z výzkumu IBM a UK Post.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

37


Poznatek získaný sdělením ukázkou

sdělením po 3 týdnech si vybaví po 3 měsících si vybaví

70% 72% 10% 32% Tab. 1 Výsledky výzkumu IBM a UK post

sdělením ukázkou zážitkem 85% 65%

Nacvičovaná dovednost se zakotví do příběhu a ten je třeba odehrát – zažit. Z takto prožitého se ukotví do paměti použitelná zkušenost zpětným pohledem a jeho rozborem (rewiew) s využitím paměťové struktury pomocí tří okruhů jednoduchých otázek: Co jsme zažili? Proč jsme reagovali v dané situaci právě takto? Jak se tato reakce dá převést do běžných procesů ve firmě? Zážitkové učení též umožňuje bez rizik a ztrát odzkoušet nově implementované řídící modely nebo změnu rolí v týmu v bezpečném prostředí umožňující podívat se na vlastní reakce a rozhodovací kroky s odstupem přinášejícím racionální náhled. Další efektivní vzdělávací formu představuje koučink, se kterým se dnes běžně setkáváme od středního managementu výše. Pracuje s reálnými ději ve firmě, které kouč pozoruje, řadí do struktur a pomáhá nalézt klientovi náhled na tuto strukturu i na nástroje k řešení, nalézá silné stránky klienta a pomáhá mu je rozvíjet. Další, ne však poslední možnost efektivního rozvoje měkkých dovedností představuje individuální či seminární práce na osobnostním rozvoji a poznávání vlastní osobnosti.

3

EFEKTIVNÍ KOMUNIKACE

Předpoklady účinné/efektivní komunikace jsou vnitřní: • Chceme-li lhát, nechceme komunikovat, ale manipulovat. • Nejsme-li si jisti sami sebou, anebo se rozcházejí naše skutečné a deklarované cíle – nekomunikujeme s partnerem, neboť: buď mluvíme, nebo si chystáme příští řeč. • Hodnotíme-li příliš partnera v komunikaci, nekomunikujeme, neboť neslyšíme, co nám sděluje. Ve stavebních firmách se často redukuje „komunikace“ na pouhé sdělování informací. I jednoduché sdělování se dá zásadně zkvalitnit pomocí tréninku zpětné vazby (feedback).

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

38


Šumy a emoční filtry

Zpráva vyslaná

Zpráva přijatá

Vysílač

Přijímač

Přijaté ověření

Šumy a emoční filtry

Ověření

Obr. 1 Zpětnovazební smyčka Odpovědnost za komunikaci je oboustranná. „Vysílač“ je zodpovědný za: • ověření kapacity příjemce před komunikací, • přesné „kódování“, • soustředění se na vysílání zprávy, • ověření, zda zpráva prošla. „Přijímač“ je odpovědný za: • signalizaci kapacity pro příjem nebo přetížení, • koncentraci na dekódování, • aktivní ověřování, jak zpráva prošla. Techniky používané v komunikaci: • otázky, • parafráze, • verbalizace pocitů, • sumarizace.

4

TECHNIKY OVĚŘOVÁNÍ POROZUMĚNÍ

Doporučená pravidla: • Neinterpretujte, nehodnoťte, neposuzujte, nesnažte se souhlasit ani nesouhlasit. • Prostě si ověřte, že jste dobře porozuměli.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

39


• Pak teprve dodejte vlastní myšlenku. Je nutné komunikovat pozitivně, tzn. tak, aby vaše komunikace naznačovala kladný postoj k tomu druhému. Protějšek by měl mít pocit, že je vám komunikace příjemná a že v ní chcete pokračovat. Proto je vhodné používat kladné formule, i když zrovna nesouhlasíte. Pro ověření porozumění v komunikaci je vhodné používat otázky typu • “Máte na mysli….?“ • “Rozumím vám dobře, když říkáte….?“ • “Prosím opravte mne, jestli jsem vám dobře nerozuměl… zmínil jste že..?“ Ověřit porozumění je možné také užitím parafrází, tzn. zopakováním stejnými nebo podobnými slovy podstaty toho, co bylo řečeno. Na závěr je vhodné připojit ověřovací otázku. To usnadní porozumění. • “Takže vy říkáte, že… (Je to tak?)” • “Právě jste řekl, že … (Rozumím tomu dobře?)“ • “Váš názor je tedy…“ Vhodnou technikou ověření porozumění na závěr komunikace je sumarizace. Při ní se nejčastěji používají obraty typu: • “Takže hlavní body, které máte na mysli…“ • “Takže to, co jste řekl, se dá shrnout takto….“ • “Dá se to tedy stručně vyjádřiv v bodech takto:...” • “Takže celkově...” • “Já si z toho beru dva nejhlavnější body...”

5

ZÁVĚR

Na stavebnictví dnes velmi ostře vidíme přehlížení měkkých dovedností, zvláště pak náhražku skutečné komunikace direktivním mnohostupňovým řízením bez zpětné vazby k lidem v první linii, čímž se tento obor čím dál tím častěji zbavuje základních zkušeností předávaných lidmi – řemeslné, vztahové, řízení rizika, reálná časová schémata – a nahrazuje je obchodními podmínkami, teoretickými modely a i zbožnými přáními managementu. V tomto oboru se často výcvik v měkkých dovednostech bere jako zdržující, na druhé straně zároveň v denní praxi vidíme zbytečné časové i materiálové ztráty dané nezvládnutím měkkých dovedností, nejčastěji komunikačním selháním. Aby měla implementace těchto výcviků do chodu firmy smysl, potřebují prostoupit celou firmou včetně jejích majitelů. Při následné práci po výcviku ve firmě slýcháme, ano, naše komunikace se zkvalitnila a zrychlila, ale top management nás neslyší. Při implementaci výcviku měkkých dovedností do firmy má smysl pracovat i se způsobem sdílení informací ve firmě směrem k otevření jejich toku. Příjemnou výjimkou bývají firmy rodinné nebo nově se objevující fenomén ,,svobodné firmy“, kde volně proudí informace – nejsou tedy vlastněny a používány k vnitrofiremnímu boji o pozice, kde pracovní zařazení a kompetence se mění případ od případu a firma drží pohromadě díky společným cílům, nikoli pevnou strukturou. Jejich doménou bývá často IT, ve stavebnictví pak menší specializovaní dodavatelé – např. v oboru výškových prací. Vlastnit dobré komunikační dovednosti je důležitý základ pro život v lidské společnosti. Člověk se i v dnešní technicky vyspělé době dostává každý den do situací, ve kterých musí jednat s druhými lidmi a ve kterých vše stojí na vzájemném vyjednávání. Jelikož každý člověk se chová obvykle velice racionálně, je tedy zřejmé, že se všichni snaží využívat co nejefektivněji své komunikační dovednosti ve svůj prospěch. Přitom by si každý měl být vědom toho, že svět je jedno velké divadlo, kde všichni stojí na jeho pódiu a na každém člověku záleží, jak dobře a přesvědčivě svou roli zahraje.

LITERATURA [1] BOZEK, Phillip. 50 jednominutových tipů pro úspěšnější komunikaci: Techniky pro účinnější porady, písemná sdělení a vystoupení. Praha: Linde Praha a. s. - Právnické a ekonomické nakladatelství a knihkupectví. 1993. ISBN 80-85647-23-0 [2] BUCHTOVÁ, Božena. Člověk-psychosomatická bytost. Brno: Masarykova univerzita. 2003. ISBN 80-210-2730-4 [3] GOLEMAN, Daniel. Emoční inteligence. Praha: Columbus. 1997. ISBN 80-85928-48-5 [4] KHAN-PANNI, Phillip. Mluvte k věci!: Jak se rychle vyjádřit a být správně pochopen. Brno: ERA group spol. s r. o. 2002. ISBN 80-86517-23-3 [5] KŘIVOHLAVÝ, Jaro. Konflikty mezi lidmi. Praha: Portál. 2002. ISBN 80-7178-642-X

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

40


REALIZACE POLOPROVOZNÍ ZKUŠEBNÍ KONSTRUKCE LESNÍ CESTY Alice Kozumplíková, Lenka Ševelová

Anotace Na začátku roku 2011 bylo zahájeno řešení projektu TA ČR č. TA01020326 s názvem Optimalizace procesu návrhu a realizace vozovek nízkokapacitních komunikací. Jeho součástí je realizace poloprovozní zkušební konstrukce lesní cesty na území Školního lesního podniku Masarykův les Křtiny, která proběhla v létě roku 2012. Cílem příspěvku je prezentovat řešení a postup realizace poloprovozní zkušební konstrukce a dále představit první dílčí výsledky projektu. Klíčová slova parametr únosnosti zemní pláně, zlepšení podloží, fluidní popílky

1

ÚVOD – PŘEDSTAVENÍ PROJEKTU

Výzkumný projekt TA ČR je zařazen do programu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje ALFA pro roky 2011-2016. Ukončení projektu je stanoveno na konec roku 2014. Hlavním řešitelem projektu je Mendelova univerzita v Brně a do řešení byly přizvány jako spoluřešitelské organizace GEOSTAR, spol. s.r.o., Centrum dopravního výzkumu, v. v. i. a stavební firma Ekostavby, a. s. Hlavním cílem řešeného projektu je vypracovat a sestavit komplexní manuál a metodické postupy návrhu a realizace vozovek komunikací sloužících pro hospodaření v lesních komplexech a v otevřené krajině. Do vytvořených postupů a navržených technologií budou zakomponovány nové poznatky z oblasti geotechniky i moderní způsoby zlepšování podloží. Výsledky projektu budou nabídnuty zejména investorům a projektantům účelových komunikací, geotechnickým a silničním laboratořím, stavebním firmám, ale i organizačním složkám státu (LČR, s. p., MZe, MŽP). V rámci projektu je plánováno dosažení několika dílčích cílů. Z nich nejdůležitější pro praxi jsou: 1) výběr parametru únosnosti zemní pláně, který lze realizovat a verifikovat jednoduchou polní zkouškou; 2) ověřit vybrané technologie zlepšení podloží; 3) navrhnout manuál návrhu a realizace vozovek nízkokapacitních komunikací. K dosažení těchto hlavních cílů byla zvolena řada cílů dílčích, můžeme jmenovat například novou kategorizaci podloží v lesních podmínkách, soubor měření parametrů únosnosti a to jak v polních podmínkách, tak i v laboratorním geotechnickém zkušebním poli (LGZP) v laboratořích CDV, v.v.i. v Tišnově. Další text příspěvku bude zaměřen pouze na popis realizace poloprovozní zkušební konstrukce (dále jen PZK) na území Školního lesního podniku Masarykův les Křtiny (dále jen ŠLP ML Křtiny).

2

POPIS LOKALITY

Pro realizaci PZK byla po konzultaci s Ing. Mauerem, zástupcem ředitele ŠLP ML Křtiny, vybrána lokalita v polesí Bílovice nad Svitavou – lesní cesta Kuběnka (lokalizace na Obr. 1). Lokalita se nachází v Jihomoravském kraji, okres Brno-venkov v katastrálním území obce Kanice (663 000), vně jižních hranic CHKO Moravský kras. Území se nachází v přírodní lesní oblasti 30 – Drahanská vrchovina. Z geologického hlediska území náleží do oblasti s výskytem devonských křemitých slepenců.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

41


Obr. 1 Lokalizace poloprovozní zkušební konstrukce Lokalita byla vybrána z důvodů dobré dopravní dostupnosti, malých výškových rozdílů v podélném směru, neúnosného podloží při vyšších vlhkostech a dalším důvodem bylo plánované používání lesní cesty k odvozu dřeva v následujících letech. Trasa PZK navazovala na původní lesní zemní cestu LC Kuběnka, využívanou pouze sezónně, která byla jen pomístně v kolejích zpevněna kamenivem.

Obr. 2 Stav původní lesní cesty Kuběnka před zahájením realizace PZK (březen 2012)

3

PŘÍPRAVA PZK

Na výběr lokality pro realizaci PZK navazovala fáze přípravná, kdy bylo vybráno celkem sedm materiálů/směsí pro úpravu podloží lesní cesty (aktivní zóny) a dvě varianty jednoduché vozovky. PZK v celkové délce 309 m byla rozdělena na dva úseky, které se liší použitých v konstrukčních vrstvách vozovky. Vozovku prvního úseku (ve směru staničení od napojení na lesní cestu Červená) tvoří pouze jedna 250 mm silná vrstva mechanicky zpevněného kameniva (MZK). Na druhém úseku byly navrženy dvě vrstvy - podkladní vrstva ze štěrkodrti (ŠD 250 mm) a krytová vrstva z MZK (200 mm). Pro testování způsobů zlepšení podloží lesní cesty byla vybrána úprava aktivní zóny pomocí dvou typů fluidního popílku (1, 2), vápna (3), směsi Dorosol (4), pazdeří z technického konopí setého (5), cihelného recyklátu (6) Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

42


a lomové prosívky (7). Nutno dodat, že úprava aktivní zóna byla pro potřeby srovnávání s neupraveným podložím realizována pouze v pravé koleji lesní cesty, levá byla upravena pouze mechanicky. Uspořádání vrstev je zřetelné z obrázku 3 a 4.

Obr. 3 Schematický podélný profil PZK

Obr. 4 Ukázka příčných řezů tělesem PZK

4

REALIZACE PZK

Samotná realizace PZK byla po ohlášení na místně příslušný stavební úřad zahájena v květnu 2012 a ukončena na podzim 2012. Stavbu realizovala firma Ekostavby, a. s. jako spoluřešitel projektu. Pro vrstvy vozovky byl využit místní materiál z lomu Líšeň, materiály pro zlepšení aktivní zóny (vápno, Dorosol a konopné pazdeří) byly nakoupeny od standardních dodavatelů, dva typy fluidních popílků byly zdarma dodány uhelnou elektrárnou Tisová (ČEZ), cihelný recyklát stavební a obchodní společností Gremis, s.r.o. a lomová prosívka z lomu Líšeň. Environmentální bezpečnost použití fluidních popílků je podložena certifikací dle technických podmínek TP 93 „Návrh a provádění staveb pozemních komunikací s využitím popílků a popelů“. V první fázi realizace PZK byl sadou měření zdokumentován původní stav podloží lesní cesty ve vytyčených profilech (2x7 profilů). Stejná sada měření na hodnocení únosnosti byla následně realizována na zlepšené aktivní zóně a na každé konstrukční vrstvě vozovky (tj. 7x2 + 7x3 sad měření). Jedná se o následující sadu zkoušek pro hodnocení parametrů pro průzkum, projekt, výstavbu a kontrolu zemních prací pro lesní odvozní cesty v terénu: • statická zatěžovací zkouška (SZZ) (Edef,1, Edef,2, Edef,2/Edef,1), • lehká dynamická deska (LDD) (Evd), • dynamická penetrace lehká (DPL) (qdyn),

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

43


objemová hmotnost (OH) (membránový objemometr nebo kroužek) (ρd,max).

Poznámka: V LGZP a v laboratoři GEOSTAR, spol. s. r. o. byly k těmto zkouškám přidány další doplňující zkoušky laboratorní a to: CBR (Kalifornský poměr únosnosti v %), dynamická penetrace těžká (DPT) (pouze v LGZP), vlhkost (w) a maximální míra zhutnění (PS). Abychom byli schopni vybrat nový parametr únosnosti na základě polních a laboratorních zkoušek, je soubor měření všech veličin realizován na vybraných lesních cestách v rámci celé ČR. Na základě souboru měření jsou zjišťovány závislosti mezi SZZ, DPL, LDD při různých vlhkostech zeminy. Ke sledování chování konstrukce vozovky včetně aktivní zóny byl na PZK instalován senzor pro měření průhybu (Obr. 7). Průběh realizace PZK je zdokumentován na následujících obrázcích.

Obr. 3,4 Měření soubor polních zkoušek na původním podloží lesní cesty (květen 2012), Příprava staveniště k realizaci PZK (květen 2012)

Obr. 5,6 Úprava podloží pomocí tažené frézy (červen 2012), Úprava podloží - úsek s aplikací CaO (červen 2012)

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

44


Obr. 7,8 Instalace senzorů průhybu (červen 2012), Kryt vozovky LC Kuběnka po dokončení stavby

5

VÝSLEDKY PROJEKTU

Jedním ze zásadních výsledků, které byly doposud dosaženy při řešení projektu, je výběr parametru únosnosti zemní pláně pro vozovky nízkokapacitních komunikací ve formě polní zkoušky. Dosavadní běžně používaný parametr „únosnosti“ podloží vozovek je statická zatěžovací zkouška kruhovou deskou (SZZ), která je časově i finančně náročná a vyžaduje použití protizátěže. Proto byla provedena řada srovnávacích zkoušek (2011 a 2012) a pro pláně nízkokapacitních vozovek byly zvoleny dva základní parametry únosnosti: - Modul přetvárnosti (Mvd) ze zkoušky LDD; - Měrný dynamický odpor (qdyn) z dynamických penetračních zkoušek. Kombinaci uvedených parametrů lze podle našich výsledků, potvrzených korelačními závislostmi, považovat za oprávněnou, jednoduchou, ekonomickou a pro netuhé nestmelené vozovky vhodnou. Tyto parametry jsou současně v rámci projektu zakomponovány jako vstupní hodnota pro návrhové metody vozovek nízkokapacitních komunikací.

6

ZÁVĚR

V roce 2013 se PZK v rámci polesí Bílovice nad Svitavou využívá k odvozu dříví, cesta je opakovaně zatěžována a pokračují na ní sady měření únosností stejně tak i na dalších cestách v rámci ČR. V letošním roce také v rámci PZK začalo sledování vlivu úprav podloží použitými technologiemi s ohledem na šetrnost vůči životnímu prostředí. Protože v lesnictví a ekologických kruzích panuje jistá nedůvěra k používání chemických pojiv, budou v následujících letech sledovány změny chemismu v bezprostředním okolí PZK tak, aby byl podrobně zdokumentován možný vliv pojiv (v našem případě vápna, Dorosolu a fluidních popílků) na lesní ekosystémy. Všechny výsledky projektu jsou postupně prezentovány a po ukončení projektu v roce 2014 budou výsledky nabídnuty k praktickému využití široké odborné veřejnosti.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

45


AKTUÁLNÍ MOŽNOSTI PROPOJENÍ VYSOKÉ ŠKOLY A PRAXE – SOUČASNÉ LIMITY A VYHLÍDKY Miroslav Kravka

1

ÚVOD

Současný vývoj trhu klade na firmy velmi vysoké nároky – musí se vypořádat s klesajícími počty zakázek, jejich finančním objemem i rentabilitou. K tomu připočtěme špatnou platební morálku a neustále se měnící daňové podmínky. V této nelehké situaci je velmi obtížné hovořit o nutnosti provozovat na firmách výzkum, vývoj a inovace. Navíc, malé a střední firmy, které by měly být hbitými dravci v rybníku, se potýkají i s dalším neméně závažným problémem, a to je potřeba generační obměny kádrů. Otcové zakladatelé již dosahují důchodového věku a je třeba hledat pokračovatele. Mladé manažery si ale nevychovali a vysoké školy je nenabízí. Výzkum a inovace tak navíc nemá kdo dělat – obecně tedy chybí zdroje (finanční a lidské) a často nemají ani zkušenosti. Většina současných malých a středních firem vychází (více či méně) ze znalostního potenciálu z doby, kdy se v rámci privatizace a výrobní postupy zásadně neinovovala. Samozřejmě existují sektory, kde toto neplatí, jako jsou např. informační technologie, ale významná část firem je před zásadními inovacemi nebo reorganizací výroby (možná i jako výsledek krize). Určitý potenciál pro připravované inovace je možné vidět ve spolupráci s VŠ, ale ty mají aktuálně také dost (svých) problémů. Na příklad nedostatek studentů, nedostatek investičních prostředků pro vědu, výzkum a inovace, problematický způsob hodnocení výsledků práce (a tím přidělování státních peněz) a částečně (a velmi individuálně) izolovanost od firem a praktického světa. Současný stav financování VŠ přes výzkum, jako významný zdroj prostředků, je (velmi zjednodušeně) realizován přes kvalitu výstupů formou článků v odborných časopisech. Kvalita časopisů (a potažmo v nich publikovaných článků) však není posuzována pohledem praxe, ale dalším vědeckým využitím článků. Z tohoto pohledu jde logicky „věda“ a „praxe“ proti sobě. Výsledkem je bohužel to, že spolupráce s praxí není na VŠ hodnocena a proto ani realizována. Přes načrtnuté komplikace je zřejmé, že se oba sektory (VŠ i praxe) bez úzké spolupráce neobejdou. Malé a střední podniky nejsou a nebudou schopny výzkum dělat ve vlastní režii a VŠ nejsou schopny pokračovat ve výzkumu do šuplíku a výchovou odborníků bez kontaktu s praxí.

2

JAKÉ JSOU TEDY MOŽNOSTI?

- využití finančních pobídek ze strany státu: stát poskytuje určité omezené zdroje (ve smyslu objemu i použití) pro společné plnění vědy, výzkumu a inovací. Zejména prostřednictvím Technologické agentury ČR (TAČR). V principu se jedná o to, že skupina tvořená firmou a výzkumnou institucí zažádá o finanční podporu TAČR za účelem podpory konkrétního projektu. Míra podpory je různá, ale zhruba je možné dosáhnout u firmy podpory až 50% uznatelných nákladů, u výzkumných institucí až 100%, celkově za projekt je obyčejně míra podpory až 80% (podle podílu zapojení zmíněných typů subjektů). Přesto, že tato čísla vypadají na první pohled lákavě, je tento zdroj poněkud problematický a to z těchto důvodů (zejména z pohledu firmy): •

finanční náročnost (vlastní prostředky musí být skutečně do projektu vloženy)

zvýšená administrativa a „magnet“ na různé kontroly

na formách většinou chybí odpovídající kvalifikace (většina m+s firem nemá vědu a výzkum)

projekt nekončí poslední etapou, ale sledují se reálné výstupy a ekonomický efekt

reálné riziko „vracení peněz“, zpravidla je smluvním partnerem TAČRu nebo jiné financující organizace firma a ta dále odpovídá za další účastníky projektu. Z výše uvedeného je zřejmé, že se (bohužel) tento způsob financování nedá použít ve většině případů, neboť se v praktickém životě jedná o kombinaci několika výše uvedených negativních aspektů. - mobilizace vlastních zdrojů: zdá se, že z krátkodobého hlediska se bude jednat o prakticky jedinou možnost řešení situace. Jak již bylo uvedeno, problematické je to, že jsou tyto zdroje téměř nulové. Pokud bychom však uvažovali zdroje nefinanční, respektive nevyžadující další (nebo zvýšené) náklady a hledali bychom ve stávajících postupech a organizačních strukturách, tak by bylo možné vytvořit např.:

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

46


zapojení studentů do výroby/vývoje ve firmách v rámci studentských praxí

spolupráce na „drobném“ výzkumu formou bakalářských a diplomových prací

• přednášky o novinách (platí pro VŠ i firmy) Z hlediska organizace práce bude mobilizace vlastních zdrojů pravděpodobně nepříliš populární opatření, ale lze jimi vytvořit sice malý, ale zato rychlý efekt. - společné podnikání je hudbou budoucnosti, bohužel je do značné míry vázáno na určité legislativní změny, které by uvolnili podmínky zejména na straně VŠ. Dobré zkušenosti jsou v zahraničí. Osobně mám poznatky z univerzity v Mondragonu, Baskicko – univerzita je jasně orientována na spolupráci s praxí, pro složitější a dlouhodobé projekty je zřízen více méně samostatný podnik, který spolupracuje s praxí na komerční bázi. Studentům je organizována výuka ve formě ucelených projektů, kde neformálně pracují na zadaném úkolu společně v teamu a výstupem je prezentace a obhájení konkrétního výstupu (produktu).

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

47


PROBLEMATIKA VÝUKY V OBORU REALIZACE STAVEB A UPLATNĚNÍ ABSOLVENTŮ V METROSTAV A.S. THE ISSUES RELATED TO EDUCATION IN THE MSC. PROGRAM CONSTRUCTION TECHNOLOGY AND EMPLOYMENT OF GRADUATES IN METROSTAV A.S. Lenka Laňová

Anotace Příspěvek pojednává o dlouhodobé odborné spolupráci Metrostav a.s. a Fakultou stavební Vvysokého učení technického v Brně. Článek popisuje historii vzniku Mgr. oboru Realizace staveb, jeho přínos pro studenty i stavební firmy a v neposlední řadě zkušenosti z uplatnění absolventů na trhu práce. Klíčová slova Spolupráce FAST VUT v Brně s Metrostav a.s., speciální manažerská příprava, Mgr. obor Realizace staveb, pracovní uplatnění absolventů. V rámci prohloubení odborné spolupráce mezi Metrostav a.s. a vysokými školami i pro zvýšení zájmu studentů o pracovní uplatnění v naší společnosti přistoupila naše firma už v roce 2002 na zajišťování odborné praxe studentů již v průběhu jejich studia. Tento záměr byl také ovlivněn tím, že absolventi VŠ po ukončení studia měli sice dobré teoretické technické znalosti, ale byli velmi málo „poznamenáni“ znalostmi z oblasti ekonomických nástrojů řízení stavby, manažerských dovedností, právního minima a z dalších oblastí, potřebných pro praktické uplatnění při přípravě či realizaci staveb. I z tohoto důvodu se v roce 2005 vyvinula zvláštní forma spolupráce mezi a.s. Metrostav a Fakultou stavební VUT v Brně (dále FAST VUT v Brně). Navíc nebylo v té době v moravském regionu dostatek pracovních příležitostí pro odbornou praxi studentů, a proto byla ve spolupráci s Ústavem stavební ekonomiky a řízení FAST VUT v Brně, především díky velkému zájmu a podpory Doc. Ing. Aleny Tiché Ph.D. a Doc. Ing. Leonory Markové Ph.D., navržena a realizována forma manažerské přípravy v rámci celoživotního vzdělávání. Zde se vybraní studenti mohli zúčastnit dvousemestrálního bloku studia, který nad rámec výuky probíhal v posledním ročníku bakalářského studia, příp. v 1. roč. magisterského studia. Tato speciální manažerská příprava byla koncipována a zaměřena na výuku anglického jazyka, ekonomických nástrojů řízení, na právní minimum, manažerské dovednosti a v neposlední řadě na poznatky z oblasti bezpečnosti práce, požární ochrany a environmentu. Studenti pak měli o prázdninách povinnou min. 4týdenní praxi na stavbě, kde získali příležitost připravit se na své případné budoucí zaměstnání v a.s. Metrostav. V průběhu prvního ročníku této přípravy se zapojily do programu i další stavební firmy (Skanska, OHL ŽS). Po prvním běhu se ukázalo, že dvousemestrální příprava je nedostatečná a další běhy byly již čtyřsemestrální s rozšířenou výukou některých předmětů. Vzhledem k tomu, že absolventi této přípravy se velmi dobře uplatňovali ve firmách, vedení FAST VUT v Brně zahájilo ve spolupráci se stavebními firmami přípravu na vytvoření a možnost akreditace nového Mgr. oboru Realizace staveb, ve kterém by již předměty i získané zkušenosti z celoživotního vzdělávání byly zahrnuty. Akreditace nového magisterského oboru Realizace staveb zdárně proběhla a první studenti mohli na 10ti týdenní semestrální praxi nastoupit do firem v roce 2009. Díky tomu, že se jedná o magisterský studijní obor, může být výuka již více propojena s pozitivními a negativními poznatky současné stavební praxe, práva, ekonomie stavební výroby, životního prostředí, bezpečnosti a ochrany zdraví a v neposlední řadě i z oblasti manažerských dovedností. Domnívám se však, že by ještě určitá modifikace obsahu tohoto oboru měla nastat, především v oblasti výraznějšího vstupu odborníků z praxe do výuky, zkvalitnění ve výuce speciálních softwarových programů, využívaných ve stavebnictví, a v neposlední řadě i důslednějšího zaměření se na prohloubení úrovně jazykových znalostí. Komunikativní znalost světového jazyka, především anglického jazyka, ale i dalších jazyků, je nezbytným předpokladem uplatnění technicky zdatných absolventů VŠ na pracovním trhu. Na základě zjištěných skutečností při přijímacích pohovorech v naší firmě musíme jednoznačně konstatovat, že znalost a případnou certifikaci jazykových znalostí uchazeči o zaměstnání z řad absolventů technických VŠ stále nepovažují za nezbytnou podmínku svého pracovního uplatnění a kladou výrazně větší důraz na odborné znalosti. To však na dnešním trhu práce již zcela neplatí a odborná připravenost jde „ruku v ruce“ s jazykovými znalostmi. Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

48


Považujeme také za zásadní pozitivní přínos tohoto studijního oboru tím, že se jedná o magisterské studium, do kterého mají přístup studenti ze všech studijních oborů Bc. studia a celé zaměření může být již daleko více propojené s praxí i dopadem teorie do praxe stavební firmy. Tato forma spolupráce se ukázala velkým přínosem jak pro naši společnost z hlediska získání potenciálních schopných zaměstnanců, tak z hlediska samotných studentů pro získání praktických poznatků a ověření si teoretických znalostí v praxi. V současné době již z „mnoha bývalých studentů na praxi“ se stali absolventi, kteří v naší společnosti úspěšně pracují a profesně rostou. Pro názornost je připojen graf s počtem studentů, kteří prošli od roku 2005 programem s FAST VUT v Brně a zároveň graf s procentuálním počtem uplatnění v rámci Metrostav a.s. (v grafu MTS). Počet studentů FAST VUT Brno na semestrální praxi v MTS - k 31.8.2013 80

71

70 60 50 40 30 20

15 10

9

2006

2007

10

11

9

8

9

2009

2010

2011

2012

0 2005

2008*

Celkem

Obr. 1 Počet studentů FAST VUT Brno na semestrální praxi v MTS – k 31.8.2013 Nástup absolventů FAST VUT Brno ze semestrální praxe do MTS (v %) - k 31.8.2013 70,0

62,5 55,6

60,0 50,0

54,5

46,7

45,1

44,4

40,0

33,3

30,0 20,0 20,0 10,0 0,0 2005

2006

2007

2008*

2009

2010

2011

2012

Celkem

Obr. 1 Nástup absolventů FAST VUT Brno ze semestrální praxe do MTS (v %) – k 31.8.2013 * v roce 2008 speciální skončila manažerská příprava, ale ještě nenastoupili studenti na semestrální praxi

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

49


Pro samotné studenty je velkým přínosem i skutečnost, že po absolvování vysoké školy nastupují již na vyšší pozice, samozřejmě i s vyšším ohodnocením. Při této příležitosti však nesmíme zapomenout poděkovat patronům (garantům) studentů, kteří se velkou měrou podílejí na jejich přípravě i na tom, že studenti mají přístup k informacím, že studenty dokáží vést správným směrem a jsou ochotni jim věnovat mnoho trpělivosti a času. Absolvování tohoto studijního oboru tak daleko více než dosud připravuje studenty na budoucnost v oboru, ve kterém budou pracovat, umožňuje jim získat technický i praktický předstih před ostatními absolventy, kteří praxi v průběhu studia z mnoha důvodu neměli nebo nemohli realizovat.

PODĚKOVÁNÍ Na závěr bych chtěla z pověření personálního ředitele Metrostav a.s. Mgr. Tomáše Zámečníka MBA vyslovit poděkování všem zaměstnancům FAST VUT v Brně zúčastněným na realizaci tohoto studijního programu a doufáme, že dobrá spolupráce mezi našimi subjekty bude i nadále pokračovat.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

50


ANALÝZA POSUZOVÁNÍ VNĚJŠÍ VRSTVY KONTAKTNÍHO ZATEPLOVACÍHO SYSTÉMU ANALYSIS OF ASSESSMENT OUTER LAYER OF THERMAL INSULATION COMPOSITE SYSTEM Martin Mohapl

Anotace Článek popisuje rozbor problematiky posuzování dlouhodobého chování základní a finální vrstvy vnějšího kontaktního zateplovacího systému. Na toto téma byl vytvořen projekt, který získal finanční podporu v rámci Specifického výzkumu na Fakultě stavební, Vysokého učení technického v Brně. V článku je popsán úvod do problematiky zkoušení vnějšího zateplovacího systému s odkazem na platné testovací postupy. Klíčová slova Vnější kontaktní zateplovací systém, stěrka, základní vrstva, ETAG 004

1

ÚVOD DO PROBLEMATIKY

Vnější kontaktní zateplovací systém (ETICS) je během doby užívání vystaven mnoha faktorům ovlivňující jeho celkovou funkčnost a životnost. Z předpokládaných faktorů se jedná o povětrnostní vlivy tedy vysoké a nízké teploty, hnaný déšť, sání a tlak větru. Extrémní mechanické namáhání může vzniknout i intenzivním krupobitím (obr. 1) a často se vyskytujícím vandalizmem.

Obr. 1 Fasáda poškozená krupobitím Kontaktní zateplovací systém má na rozdíl od provětrávaného zateplovacího systému finální vrstvu velmi křehkou. To je dáno skladbou tzv. základní vrstvy ta je definována v [1]. Je to vrstva nanášená přímo na izolační výrobek, výztuž se vkládá do ní a zajišťuje většinu mechanických vlastností omítky. V praxi se jedná o skelnou síťovinu vkládanou do cementové stěrky. Tedy mechanické vlastnosti této vrstvy jsou klíčové pro celkovou odolnost zateplovacího systému.

Stávající měřící postup Zmíněný řídící pokyn ETAG 004 definuje dílčí měřící a kontrolní postupy pro zjištění vlastností jako jsou požární odolnost, hygiena, ochrana zdraví a životního prostředí, ochrana proti hluku, bezpečnost při užívání a další. V oddíle mechanické odolnosti a stability byla pozornost soustředěna na odolnost proti rázu tvrdého tělesa. Řídící pokyn se odkazuje na normu ISO 7892: 1988 – „Svislé stavební prvky – Zkoušky odolnosti proti rázu – Rázová tělesa a obecné

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

51


postupy [3]. Norma definuje postup, kterým je v laboratorních podmínkách skladba zateplovacího systému vystavena účinkům rázu tvrdým tělesem 10 Joulů resp. 3J. To je energie vyvolaná pádem ocelové koule o hmotnosti 1 kg z výšky 1,02 m resp. koule hmotnosti 0,500 kg pádem z výšky 0,61 m.

2

CÍL VÝZKUMNÉHO ZÁMĚRU

Cílem bylo použít stejné principy ale nikoli na laboratorní prvky a fragmenty, ale na reálné konstrukce, které plní svůj účel. Záměrem bylo vytvořit zkušební postup pro zjištění mechanické odolnosti funkčního zateplovacího systému. Pro jednoznačné a průkazné zkoušky bylo nutné definovat metodický postup se zaznamenáním vnějších okrajových podmínek tak aby bylo možné porovnat odolnost existujících zateplovacích systémů. Z těchto údajů lez vyhodnotit případné vlivy, které tuto vlastnosti pozitivně nebo negativně ovlivňují. Zásadní rozdíl mezi zkušebními prvky pro laboratorní test a reálnou fasádou je ten, že fasáda nesmí být po skončení testu poškozena. Tedy vlastní test je na skutečné fasádě prováděn postupně tj. od 0,5 J a postupně se zvyšujícím se namáhání je pozorován výskyt trhlinek. V případě viditelného poškození je test ukončen a je zaznamenána hodnota nejvyššího namáhání.

Zkušební kyvadlo Z podstaty věci vyplývá, že zatímco u laboratorních vzorků lze jejich polohu přizpůsobit do polohy horizontální. Pak lze nechat zkušební kouli padat volným pádem a vytvořit tak kýžený ráz. U funkčních fasád je nutné vytvořit ráz přesně definovaným kyvadlem. Tedy definovaná je délka úvazu, hmotnost tělesa (ocelové koule) a výška, ze které se těleso bude uvolňovat. Pro tyto účely byly postupně vyzkoušeny varianty zkušebního tělesa přesně definovanou hmotností a možností úvazu na lanko. Jako nejvýhodnější bylo zvoleno zkušební těleso ocelová koule zbroušená a opatřená kovovým úchytem viz obr. 2. Zkušební těleso je zavěšeno na lanko definované délky a je spouštěno z předepsané výšky. Přepočtem je pak jednoznačně definovaná energie dopadu.

Sběr dat a vyhodnocení S definovaným měřícím postupem je možné naměřit odolnost stávajících zateplených fasád. Při větším objemu naměřených hodnot lez vyhodnotit faktory, které ovlivňují skutečnou mechanickou odolnost. Z dlouhodobého hlediska lze na referenčních objektech sledovat dlouhodobé chování finální vrstvy.

Obr. 2 Dopad zkušebního tělea

3

ZÁVĚR

Smyslem celého výzkumu je navázat na stávající zkušební postupy definované pro laboratorní prostředí. Cílem je vytvořit jednoduchou měřící aparaturu, se kterou by bylo možné pracovat v terénu a se kterou by bylo možné získat co

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

52


největší množství dat. Vyhodnocením dat je možné srovnat použité materiály, okrajové podmínky a definovat jejich vzájemné ovlivňování.

PODĚKOVÁNÍ Prezentované výsledky byly získány za podpory specifického výzkum na rok 2013. Název projektu: Metodika posuzování dlouhodobého chování základní a finální vrstvy vnějšího kontaktního zateplovacího systému. Identifikační číslo 1971, registrační číslo FAST-S-13-1971. Jedná se o standardní grantový projekt a hlavní řešitel je Ing. Martin Mohapl, Ph.D., spoluřešitelé Ing. Roman Bravenec a Ing. Petr Selník.

LITERATURA [1] [2] [3]

ETAG 004 - External Thermal Insulation Composite Systems with rendering. Vnější kontaktní tepelně izolační systémy – směrnice pro evropské technické schválení, březen 2000 ČSN 73 2901 Provádění vnějších tepelně izolačních kompozitních systémů (ETICS). duben 2005 ISO 7892: 1988 – „Svislé stavební prvky – Zkoušky odolnosti proti rázu – Rázová tělesa a obecné postupy

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

53


ZVYŠOVANIE KOMPETENCIÍ V OBLASTI INTEGROVANÉHO NAVRHOVANIA A RIADENIA STAVEBNÝCH PROJEKTOV INCREASING OF COMPETENCE IN THE FIELD OF INTEGRATED DESIGN AND MANAGEMENT OF CONSTRUCTION PROJECTS Marcela Spišáková

Anotácia Integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov je založené na princípe IDDS (Integrated desing and delivery solutions – integrovaný návrh a dodávka riešení), ktoré vytvára rámec pre integrované koordinované spojenie ľudí, procesov a technológií. Integrované a plne digitalizované navrhovanie stavebných projektov sa stáva realitou. Za pomerne krátke obdobie prešiel vývoj prístupov a nástrojov pre projektovanie a riadenie stavebných projektov veľkými zmenami. V súčasnosti sú stavebné projekty riešené v 2D, 3D forme alebo prostredníctvom virtuálneho projektovania 3D objektov. Práve tento virtuálny model založený na 5D technológii projektovania umožňuje integrované projektovanie a riadenie všetkých rozhodujúcich parametrov budúcej stavby, od jej návrhu, cez náklady až po dobu jej zhotovenia. Preto ju môžu efektívne využívať všetci účastníci výstavby. Zároveň umožňuje zvýšenie predpovedateľnosti projektu výstavby, redukuje riziká výstavby už vo fáze jej návrhu, optimalizuje náklady a časový plán výstavby. V súčasnosti je potrebné zabezpečiť transfer myšlienky integrovaného navrhovania a riadenia projektov nielen do praxe, ale aj do výučbového procesu, čím je možné dosiahnuť zvýšenie kompetencií v oblasti integrovaného navrhovania a riadenia stavebných projektov študentov vysokých škôl. Predkladaný príspevok popisuje realizáciu letnej školy zameranú na túto problematiku, ktorej sa zúčastnili vybraní študenti troch univerzít zo Slovenska, Chorvátska a Poľska. Kľúčové slová navrhovanie, riadenie, stavebný projekt, vzdelávanie, letná škola

1

ÚVOD

Stavebníctvo je priemyselné odvetvie, ktoré nie je schopné okamžite a pružne reagovať na zmeny. To isté platí aj v prípade konkrétnych stavebných projektov. V rámci návrhu a riadenia stavebnej konštrukcie je potrebné zabezpečiť spoluprácu všetkých účastníkov výstavby, ktorí budú zdieľať správne informácie o stavbe. To je možné dosiahnuť zavádzaním nového trendu integrovaného návrhu a dodávky riešení - IDDS (Integrated desing and delivery solutions) v rámci návrhu a riadenia stavebných projektov. Na druhej strane, v slovenskej stavebnej praxi stále prevláda tradičný prístup k navrhovaniu a riadeniu stavebných projektov, pri ktorom nie je zabezpečená komunikácia a výmena informácii medzi všetkými účastníkmi výstavby (najmä medzi investorom, projektantom a zhotoviteľom). Jedným z predpokladov rozšírenia princípu integrovaného navrhovania a riadenia stavebných projektov do praxe je zvyšovanie kompetencií odbornej verejnosti v tejto oblasti s čím úzko súvisí aj vzdelávanie študentov univerzít. Pracovníci ÚTMS, SvF TUKE (Ústav technológie a manažmentu v stavebníctve, Stavebná Fakulta, Technická univerzita v Košiciach) v rámci riešenia projektu „Intenzívny program Erasmus“ pripravili v spolupráci s kolegami ďalších dvoch zahraničných univerzít (Univerzita v Záhrebe, Technická univerzita v Krakove) pre študentov druhého stupňa štúdia Letnú školu so zameraním práve na danú problematiku.

2

INTEGROVANÉ NAVRHOVANIE A RIADENIE STAVEBNÝCH PROJEKTOV

Štúdie naznačujú, že 70 až 90% projektov prekročí pôvodne plánované náklady a čas výstavby. Medzi príčiny týchto oneskorení a rozdielov patria: • zlé alebo neúplné prevedenie dokumentácie, • veľký rozsah zmien počas výstavby, • chyby pri výstavbe, • oneskorenie v rozhodovaní, • zlá komunikácia a šírenie informácií,

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

54


• zlé plánovanie a rozvrhovanie, • klimatické vplyvy, • pracovné zručnosti, dostupnosti alebo spory, • nesprávne množstvo a typ materiálov. Týmto nedostatkom je možné predchádzať zavádzaním integrovaného navrhovania a riadenia stavebných projektov do stavebnej praxe. Inovatívny integrovaný prístup k návrhu a riadeniu stavieb smeruje k celistvému pohľadu na stavbu, čím je možné dosiahnuť redukciu procesov a zamedzeniu strát materiálov a času prostredníctvom zdieľania rovnakých (správnych) informácii, spoluprácu procesov, zvýšenie kvalifikácie zamestnancov, ale i využívanie znalostného manažmentu. Keďže IDDS je postavené na základoch BIM (Building Information Modelling) a dodávke integrovaného projektu môžeme predpokladať, že sa bude dotýkať všetkých aspektov stavebníctva, ako i všetkých účastníkov výstavby. Podstatou BIM technológie je tvorba a využitie koordinovaných, vnútorne konzistentných a počítateľných informácií o stavebnom projekte, slúžiacich pre architektov, projektantov, statikov, zhotoviteľov aj vlastníkov budov. BIM prináša zmenu kultúry v oblasti navrhovania, plánovania a riadenia stavebných projektov na platforme digitálnej spolupráce všetkých účastníkov výstavby. Veľkou výhodou BIM nástrojov je spolupráca resp. kolaborácia vo virtuálnom prostredí, ktorá je relatívne novým javom na poli stavebného priemyslu. Tímová spolupráca je rozhodujúcim faktorom znižovania rizík projektu. Je založená na predpoklade, že všetci členovia tímu pracujú na rovnakom projekte, s rovnakými cieľmi, na podporu investora. Je zodpovednosťou každého, aby rešpektoval tieto ciele a v prípade nutnosti získal pomoc od ostatných členov tímu k riešeniu konkrétnych problémov, ktoré majú vplyv na schopnosti celého tímu. Dobrá komunikácia a riadne zmluvné vzťahy medzi všetkými členmi tímu sú nevyhnutné aspekty spolupráce. Projektový tím pracuje na centrálnom modely s databázou informácií o projekte. Táto databáza je zdieľaná účastníkmi projektového tímu. Virtuálny projekt stavby vytvára nové dimenzie aj pre samotné riadenie výstavby, založené na významne sofistikovanejších princípoch. V súčasnosti je už vyvinuté prostredie, ktoré možno charakterizovať ako prechod od 3D systémov k 5D technológiám, kde 4. dimenzia predstavuje čas zhotovenia jednotlivých častí stavby a 5. dimenzia predstavuje náklady projektovanej stavby. 5D technológia projektovania je určená pre integrované riadenie (projektovanie) všetkých rozhodujúcich parametrov budúcej stavby, od jej návrhu, cez náklady až po dobu jej zhotovenia. Preto ju môžu efektívne využívať všetci účastníci výstavby. Zároveň umožňuje zvýšenie predpovedateľnosti projektu výstavby, redukuje riziká výstavby už vo fáze jej návrhu, optimalizuje náklady a časový plán výstavby. Využívanie štvrtej (čas) a piatej (náklady) dimenzie riešenia stavebných projektov vytvára priestor pre uplatňovanie integrovaného návrhu a riadenia stavebných projektov. Samotné IDDS, teda integrovaný návrh a dodávka riešení stavebného projektu, predstavuje spoluprácu pracovných procesov, pracovníkov a technológií s integrovanými informáciami v rámci znalostného manažmentu, čím sa minimalizujú neefektívne procesy a zvýši sa hodnota danej dodávky v rámci stavebného projektu. Úspešné využívanie IDDS zahŕňa zmeny v jednotlivých projektových fázach od investičného zámeru, projektovania až po samotnú realizáciu stavby.

3

ZVYŠOVANIE KOMPETENCIÍ ŠTUDENTOV STAVEBNÝCH FAKÚLT V OBLASTI INTEGROVANÉHO NAVRHOVANIA A RIADENIA STAVEBNÝCH PROJEKTOV

Myšlienku integrovaného navrhovania a riadenia stavebných projektov je potrebné implementovať aj do výučbového procesu. V rámci IP Erasmus (Intenzívny program Erasmus) bola realizovaná letná škola, ktorá bola zameraná práve na túto problematiku.

Intenzívny program Erasmus Ako je známe, Erasmus je vlajkovou loďou programu Európskej únie v oblasti vzdelávania a odbornej prípravy zameraný na mobility a spoluprácu vo vysokoškolskom vzdelávaní v Európe. Program je určený pre: • študentov – štúdium a stáže v zahraničí; • vysokoškolských pedagógov a zamestnancov z podnikov – výučba v zahraničí; • vysokoškolských pracovníkov – školenia v zahraničí. Intenzívny program Erasmus je krátky študijný program za účasti študentov a pedagógov vysokoškolských inštitúcií, ktorého cieľom je podporiť mnohonárodnú výuku v odbore na tému, ktorá nie je bežne súčasťou výučby alebo sa

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

55


vyučuje len na obmedzenom počte vysokoškolských inštitúcií. Má poskytnúť priestor na spoluprácu študentov a učiteľov v multinárodných skupinách v rámci riešenia špecifických problémov danej problematiky a tak isto aj priestor pre pedagógov na výmenu poznatkov v oblasti výučby a nových prístupov k študijným plánom, ktoré je možné priamo otestovať v medzinárodných skupinách študentov. Program prebieha za účasti vysokoškolských inštitúcií z minimálne 3 krajín zapojených do Programu celoživotného vzdelávania, pričom minimálne jedna z inštitúcií musí byť z členského štátu Európskej únie. Minimálna dĺžka trvania Intenzívneho programu je 10 neprerušených dní činnosti. Intenzívny program funguje na inovačnom princípe – mal by obsahovať nové metódy a prístupy k výučbe a zároveň sa nemôže organizovať ako konferencia alebo výskumná aktivita.

Intenzívny program Erasmus „ Integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov“ Vzhľadom na možnosť riešenie IP Erasmus, Ústav technológie a manažmentu v stavebníctve Stavebnej fakulty Technickej univerzity v Košiciach (ÚTMS, SvF, TUKE) v roku 2013 pripravil projekt Letnej školy s názvom „Integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov“. SvF TUKE v tomto projekte vystupovala ako organizátor projektu a ďalšími dvoma partnermi pri riešení projektu boli Univerzita v Záhrebe (Chorvátsko) a Technická univerzita v Krakove (Poľsko), s ktorými SvF TUKE spolupracuje aj na riešení mnohých vedecko-výskumných projektov. Tento vzdelávací projekt vytvoril platformu pre inovatívnu výučbu v oblasti navrhovania, projektovania a riadenia stavebných projektov. Jeho zámerom bolo už fáze samotného vzdelávania rozvíjať odborné, digitálne a komunikačné zručnosti študentov v spoločných národných i medzinárodných pracovných tímoch, využívajúc najnovšie automatizované systémy projektovania, kde sa ako profilujúci multidisciplinárni odborníci podieľajú na riešení spoločných problémov, súvisiacich s konkrétnym stavebným projektom. Letná škola prebiehala počas dvoch týždňov (9. – 22. júna 2013) v priestoroch Stavebnej fakulty TUKE a zúčastnia sa jej študenti a pedagógovia participujúcich univerzít. Cieľom projektu bolo v multinárodnom prostredí rozvíjať najnovšie trendy v oblasti integrovaného navrhovania a riadenia stavebných projektov, prostredníctvom najmodernejších projektových, informačných, digitálnych a virtuálnych technológií v oblasti prípravy a realizácie stavebných projektov. Obsahová náplň jednotlivých tematických oblastí bola zameraná na: • štúdie stimulujúce integrované prístupy k navrhovaniu stavebných konštrukcií (IDDS, IDS, Lean Production, 3D BIM, 5D BIM), umožňujúce efektívnejší spôsob zdieľania informácií pre všetkých účastníkov výstavby, • rozhodujúce faktory riadenia stavebných projektov (predmet/rozsah, čas, náklady, zdroje, riziká, kvalita, bezpečnosť), • vytváranie predpokladov pre integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov, • finančné riadenie stavebného projektu, • bezpečnosť a ochrana zdravia a životného prostredia počas výstavby, • optimalizačné metódy v oblasti plánovania a riadenia zdrojov výstavby, • prezentácie prípadových štúdií, ktoré absolventi budú riešiť v prostredí reálnych stavieb, čo dokazuje aj priložený podrobný program IP Erasmus, ktorý sa nachádza v tabuľke 1. Medzi cieľové skupiny programu patrili študenti druhého stupňa vysokoškolského štúdia participujúcich univerzít ústavov resp. katedier zameraných na oblasť technológie a manažmentu v stavebníctve (5 študenti z každej univerzity), ako aj učitelia, ktorí si vzájomne vymenili skúsenosti pri využívaní metód a nástrojov pre riadenie stavebných projektov (6 pedagógovia zo zahraničných fakúlt a pracovníci ÚTMS SvF TUKE).

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

56


Fáza projektu 1.deň 2.deň

3.deň

4.deň

5.deň

6.deň

7.deň 8.deň 9.deň

10.deň

11.deň

12.deň 13.deň

14.deň

Realizované aktivity Príchod účastníkov IP Erasmus, ubytovanie Registrácia účastníkov, otvorenie IP Erasmus, prezentácia zúčastnených univerzít (SK, HR, PL) a samotných účastníkov Úvod do integrovaného návrhu a riadenia stavebných projektov (Kozlovská – SK) Úvod do vývoja integrovaného návrhu a riadenia stavebných projektov (Kozlovská – SK) Zmluvy pri realizácii stavebných projektov (Kosecki – PL) Spôsob zhotovovanie stavebných projektov v Poľsku (Zima – PL) Nástroje pre tvorbu stavebných projektov (Šoltés – SK) Práca vo virtuálnom laboratóriu – praktické príklady (Šoltés – SK) Vývoj nástrojov pre navrhovanie stavebných projektov v Chorvátsku (Burcar Dunović - HR) Software GALA – BIM software využívaný v juhovýchodnej Európe (Mihić - HR) Integrované metódy pre dodávku stavebných projektov (Šoltés – SK) Spôsob organizácie s dôrazom na integrované navrhovanie a plánovanie stavebných projektov (Antić – HR) Práca vo virtuálnom laboratóriu – VICO software pre integrované navrhovanie stavebných projektov – prípadová štúdia (Sabol – SK) Časové plánovanie ako nástroj pre projektový manažment (Burcar Dunović - HR) Časové plánovanie v stavebnictvo (Bašková, Krajňák – SK) Práca vo virtuálnom laboratóriu – automatizácia časového plánovania ((Bašková, Krajňák – SK) Integrácia BOZP v rámci riadenia stavebných projektov (Struková – SK) Súťaže týkajúce sa BOZP (Struková – SK) Aplikácia BIM technológie v rámci návrhu projektu zariadenia staveniska (Mihić - HR) Poučenie o BOZP pred exkurziou (Struková – SK) Výlet Voľný program Zadanie prípadových štúdií zameraných na reálne a virtuálne stavby v národných a medzinárodných tímoch (Krajňák – SK) Exkurzia „Ecopoint, Košice“ (Krajňák – SK) Vizualizácia stavebných projektov (Šoltés – SK, Mihić - HR) Riešenie prípadovej štúdie na virtuálnych stavbách v národných tímoch (Krajňák – SK, Mihić HR) Presun + Prehliadka mesta Košice (Karabáč – SK) Rozpočtovanie a riadenie nákladov stavebných projektov (Mesároš, Tažiková - SK) Identifikácia a analýza riadenia praktických problémov v stavebných firmách (RadziszewskaZielina – PL) Realizácia výkazu výmer stavebných prác v Poľsku (Zima – PL) Exkurzia „Kulturpark, Košice“ (Struková – SK) Riešenie prípadovej štúdie na reálnych stavbách v medzinárodných tímoch (Struková - SK) Záverečný test Prezentácia prípadových štúdii Vyhodnotenie záverečných testov Pokračovanie prezentácia prípadových štúdii Diskusia Odovzdávanie certifikátov Odchod účastníkov IP Erasmus Tab. 1 Program Intenzívneho programu Erasmus

V rámci aktivít projektu boli využívané pedagogické a didaktické prístupy - prednášky, diskusia, využívanie IKT, modelovanie a simulácie, prípadové štúdie, skupinové a kooperatívne riešenie a exkurzie, čím sa vytvoril priestor na zdieľanie informácií na úrovni študentov i pedagógov v národnom i medzinárodnom prostredí. Jednotlivé aktivity projektu prebiehali jednak v priestoroch Centra excelentného integrovaného výskumu progresívnych stavebných konštrukcií, materiálov a technológií SvF TUKE a tiež na reálnych stavbách v rámci Košíc. V rámci Centra

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

57


výskumu bolo k dispozícii špičkové virtuálne projektové laboratórium, vybavené výkonnými počítačmi pre CAD aplikácie, vrátane softvérového vybavenia, potrebné pre navrhovanie a riadenie projektov výstavby. Teoretické poznatky v rámci danej problematiky boli realizované formou prednášok všetkých pedagógov, ktorí sa zúčastnili Letnej školy, čo bola aj jedna z podmienok IP Erasmus. Praktické skúsenosti študenti nadobudli počas riešenia daných problémov v rámci integrovaného navrhovania a riadenia stavebných projektov v projektovom laboratóriu. Počas priebehu Letnej školy sa študenti zúčastnili exkurzií na dvoch významných stavbách v Košiciach, kde bolo možné konfrontovať teoretické poznatky s praktickými skúsenosťami v danej oblasti. Jednalo sa o stavby Ecopoint Office Centre Košice a Kulturpark Košice. Významnosť stavby Ecopoint spočíva v tom, že je prvou zelenou stavbou na Slovensku, ktorá získala medzinárodný certifikát DGNB (Ekologická a trvaloudržateľná budova). Samotné vykurovanie a chladenie budov bude realizované pomocou aktivácie betónového jadra v stropoch s využitím tepelných čerpadiel zabezpečujúcich tepelnú pohodu v zime aj v lete, čím sa znížia náklady na vykurovanie a chladenie budovy o 70%. Druhá stavba, Kulturpark Košice, je nosnou aktivitou v rámci projektu EHMK 2013 (Košice - Európske hlavné mesto kultúry 2013). Jedná sa o rozsiahlu rekonštrukciu komplexu nevyužívaných kasárni v širšom centre Košíc, ktoré majú slúžiť ako centrum kultúry. Kontrola a verifikácia nadobudnutých poznatkov a skúseností bola realizovaná v rámci záverečného testu a prezentácií študentov v národných i medzinárodných skupinách, ktoré boli zamerané na špecifické oblasti stavebných projektov virtuálnych i reálnych stavieb. Zúčastnení študenti po úspešnom absolvovaní Letnej školy získali certifikát s ETCS kreditmi, ktoré im budú na domovských fakultách uznané v rámci príslušných predmetov (napr. Riadenie stavebných projektov, Manažment v stavebníctve, Marketing v stavebníctve). Jedným z hmotných výstupov projektu bolo spracovanie medzinárodnej vysokoškolskej učebnice v anglickom jazyku zameranej na integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov, ktorá slúžila ako študijný materiál v priebehu Letnej školy. Autormi učebnice boli pedagógovia zo všetkých troch participujúcich univerzít. Tak isto projekt poskytol priestor na výmenu informácii v rámci výučbového procesu a vedecko-výskumných aktivít pedagógov všetkých troch partnerov projektu.

4

ZÁVER

Integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov nám umožňuje zvýšenie predpovedateľnosti projektu výstavby, redukuje riziká výstavby už vo fáze jej návrhu, optimalizuje náklady, časový plán výstavby až po samotnú realizáciu stavby. Práve na túto problematiku bola zameraná Letná škola IP Erasmus „Integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov“. Integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov nie je zamerané len na realizáciu novostavieb, ale túto myšlienku je možné uplatňovať aj pri riešení rekonštrukcií. Práve na problematiku integrovaného navrhovania a riadenia rekonštrukcií je zameraná Letná škola IP Erasmus v roku 2014, ktorá bude prebiehať v Krakove a partnermi tohto projektu sú Technická univerzita v Košiciach, Technická univerzita v Krakove a Vysoké učení technické v Brne.

LITERATÚRA [1] ŠOLTÉS, Tibor. Integration of new practices in project management in order to increase its value and quality. In: Young Scientist 2012 - 4th PhD. Student Conference of Civil Engineering and Architecture. Košice : TU. 2012. 16 s. [2] ŠOLTÉS, Tibor., KOZLOVSKÁ, Mária. Construction project managing trhough new form of project delivery. In: Organization, Technology and Management in Construction - 10th International Conference. Zagreb : University of Zagreb. 2011. 1-12 s. [3] ŠOLTÉS, Tibor., KOZLOVSKÁ, Mária. Efektívna spolupráca v riadení projektov. In: Inovatívny prístup k modelovaniu inteligentných konštrukčných prvkov v stavebníctve 2010 - zborník vedeckých prác. Košice : TU . 2010. 170-177 s. [4] CIB White paper on IDDS Integrated design and delivery solutions, dostupné na: http://www.cibworld.nl/site/programme/priority_themes/integrated_design_solutions.html [5] http://web.saaic.sk/llp/sk/

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

58


BUDOVANIE ZRUČNOSTÍ PRE RIADENIE BEZPEČNOSTNÝCH RIZÍK VÝSTAVBY ZA PODPORY MULTIMEDIÁLNYCH VZDELÁVACÍCH MATERIÁLOV SKILLS DEVELOPMENT FOR OCCUPATIONAL SAFETY RISKS MANAGEMENT IN CONSTRUCTION SUPPORTED BY MULTIMEDIA EDUCATIONAL RESOURCES Zuzana Struková

Anotácia V Európskej únii patrí stavebný priemysel k najdôležitejším hospodárskym sektorom, zamestnáva približne štrnásť miliónov ľudí. Zároveň má však aj jednu z najhorších bilancií z hľadiska pracovnej úrazovosti. Len v našej krajine za posledných desať rokov zahynulo pri práci viac ako sto stavebných robotníkov. Okrem dodržiavania zákonných povinností môže k zlepšovaniu výsledkov v oblasti bezpečnosti práce v odvetví napomôcť budovanie vyššieho povedomia o možnostiach predchádzania bezpečnostným rizikám výstavby u osôb zainteresovaných na stavebných projektoch. Príspevok upozorňuje na fakt, že výrazná zmena v chápaní zodpovedností za bezpečnosť práce na staveniskách nastala zavedením európskej smernice 92/57/EHS o minimálnych bezpečnostných a zdravotných požiadavkách na stavenisko, ktorej nariadenia boli členskými štátmi EU transponované do vnútroštátnych právnych poriadkov. Do riešenia otázok bezpečnosti práce sú zahrnutí ďalší účastníci výstavby, projektanti a stavebníci, a to najmä zadefinovaním povinností ohľadom koordinácie projektovej dokumentácie stavby a koordinácie prác pri realizácii stavby z pohľadu bezpečnosti práce. Spomínaná právna úprava bezpochyby sleduje významný koncept „prevencie prostredníctvom návrhu“. Ide o zapracovanie opatrení na elimináciu bezpečnostných rizík výstavby vo fáze prípravy stavby, najlepšie do projektového návrhu stavby. Žiaľ, implementácia tohto prístupu k zvyšovaniu bezpečnosti práce v stavebníctve v našej praxi nie je na vysokej úrovni. Pre úspešnú implementáciu konceptu prevencie prostredníctvom návrhu sa očakáva integrácia vedomostí z oblasti bezpečnosti práce do jadra znalostí poslucháčov profilujúcich sa pre pôsobenie v stavebnej praxi na pozíciách riadiacich pracovníkov na stavbách, prípravárov, projektantov, koordinátorov bezpečnosti a pod. Nevyhnutné je tiež kreovanie a využívanie rôznych podporných nástrojov zameraných na efektívne nadobúdanie zručnosti pre včasnú detekciu bezpečnostných rizík výstavby a následné revidovanie projektového návrhu stavby s cieľom minimalizácie týchto rizík. Predkladaný príspevok sa zaoberá prístupom k efektívnemu vzdelávaniu budúcich stavebných inžinierov v otázkach bezpečnosti práce, ktorý je založený na využívaní multimediálnych výučbových materiálov zameraných na zvyšovanie kompetencií pre elimináciu bezpečnostných rizík výstavby vo fázach prípravy a realizácie stavebného projektu. Kľúčové slová bezpečnosť a ochrana zdravia pri práci (BOZP) bezpečnosť práce v stavebníctve, bezpečnostné riziká, prevencia prostredníctvom návrhu, vzdelávanie BOZP, zručnosti, povedomie, výučbový materiál

1

ÚVOD

V celosvetovom meradle sa stavebníctvo podieľa takmer štyridsiatimi percentami na celkovom množstve smrteľných úrazov, ku ktorým dochádza každoročne na pracoviskách v rámci rôznych výrobných odvetví. Štatistiky uvádzajú [1], že vo svete príde v priebehu jedného roka o život približne stotisíc stavbárov pri výkone svojho povolania. Každých päť minút dôjde k jednému zbytočnému úmrtiu na niektorom zo stavenísk. Aj v Európe má stavebný priemysel tiež jednu z najhorších bezpečnostných a zdravotných bilancií. Rizikovosť prác v stavebníctve vyplýva z niektorých jeho špecifík. Patrí sem najmä jedinečnosť každého stavebného diela vzhľadom na jeho metódy realizácie či podmienky výstavby, skracovanie termínov výstavby, nedostatočné riešenia v tejto oblasti vo fáze prípravy stavby, zložitý dodávateľský systém stavieb – veľký počet meniacich sa súbežných alebo po sebe idúcich prác vykonávaných veľkým počtom pracovníkov viacerých subdodávateľov, zdieľajúcich jeden výrobný priestor v rámci stavby, náročnosť stavebných prác vykonávaných často v ťažkých a nebezpečných podmienkach, pomocou širokej škály strojov, so zabudovaním veľkého množstva materiálov s nebezpečnými vlastnosťami, nízka úroveň povedomia o bezpečnostných rizikách výstavby zo strany živnostníkov a podobne [2,3,4]. Ak sa povie „bezpečnosť práce na stavbe“, zďaleka sa tým nemyslí prilba na hlavách robotníkov. Ide o oveľa širšiu oblasť, založenú najmä na zásade identifikácie a následnej eliminácie bezpečnostných rizík výstavby, alebo aspoň redukcie ich miery. Ide o riziká, ktoré by sa mohli podieľať na vzniku nežiaducich udalostí pri realizácii stavebných Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

59


prác. Dosiahnutie bezpečnosti výstavby si rozhodne vyžaduje pozornosť a dôsledné plánovanie opatrení v priebehu celého životného cyklu stavebného projektu, počnúc návrhom stavby, cez jej stavebno-technologickú prípravu a realizáciu, až po fázu uskutočňovania činností súvisiacich s udržiavaním či obnovou stavby [5].

2

PREVENCIA BEZPEČNOSTNÝCH RIZÍK VÝSTAVBY PROSTREDNÍCTVOM PROJEKTOVÉHO NÁVRHU STAVBY

Výsledky niekoľkých národných výskumov uskutočnených v štátoch Európskej únie pod záštitou Európskej nadácie pre zlepšovanie životných a pracovných podmienok preukázali, že až šesťdesiatim percentám smrteľných úrazov, ku ktorým došlo na rôznych staveniskách v rámci Európy, sa dalo predísť, keby bola oblasť bezpečnosti pracovníkov na stavbe braná v úvahu už v štádiu riešenia projektového návrhu stavby [6]. Americký vedec Michael Behm [7] preskúmal 224 smrteľných pracovných úrazov, ku ktorým došlo na staveniskách v USA v rokoch 1990 až 2003 a zistil, že u 42 % z nich mohla byť výrazne znížená pravdepodobnosť vzniku úrazu už rozhodnutím projektanta v návrhovej fáze stavebného projektu. Interakcia medzi rozhodnutiami projektanta stavby a bezpečnosťou práce počas realizácie diela na stavenisku je zreteľná. Dôsledná súčinnosť projektantov stavieb vnášaním požiadaviek bezpečnosti práce do návrhov stavby neeliminuje automaticky všetky bezpečnostné riziká výstavby a nezníži rapídne počty úrazov na staveniskách. Ide však o jeden z významných prvkov v rámci holistického prístupu k redukcii bezpečnostných rizík stavebných projektov a zlepšovaniu pracovných podmienok robotníkov na stavenisku. Prístup k plánovaniu bezpečnosti výstavby prostredníctvom projektového návrhu stavby, známy ako Prevention through Design – PtD (prevencia prostredníctvom návrhu) alebo Design for Safety – DfS (navrhovanie pre bezpečnosť), je považovaný za jeden z najaktuálnejších svetových trendov v oblasti eliminácie bezpečnostných rizík výstavby. Vysoko aktuálny koncept PtD, zavedený v USA a presadzovaný najmä v posledných rokoch v stavebnom priemysle [8], je založený na princípe zapracovania opatrení na elimináciu bezpečnostných rizík výstavby už do projektového návrhu stavby. Zástancovia a propagátori tejto koncepcie sú presvedčení, že projektant stavby si musí byť pri predkladaní svojich riešení vedomý, do akej miery svojimi konkrétnymi rozhodnutiami ovplyvňuje bezpečnosť pracovníkov, ktorí sa na realizácii jeho návrhu podieľajú priamo na stavenisku. Idea konceptu PtD dokonca považuje bezpečnosť výstavby za jedno z eminentných návrhových kritérií stavby. Koncept PtD nie je založený na myšlienke, že projektant stavby je zodpovedný za bezpečnosť práce na stavbe. Hovorí však o tom, že ak uvažujeme o subjektoch zúčastnených na stavebnom projekte, projektant zohráva významnú rolu, a že tak ako aj u ostatných, jeho rozhodnutia môžu mať výrazný vplyv na bezpečnosť pracovníkov na stavbe. Filozofiu PtD v podstate sleduje aj Nariadenie vlády SR, ktoré harmonizovalo Smernicu Rady Európy o minimálnych bezpečnostných a zdravotných požiadavkách na stavenisko - Nariadenie vlády SR č. 396/2006 o minimálnych bezpečnostných a zdravotných požiadavkách na stavenisko a Council Directive 92/57/EEC on the implementation of minimum safety and health requirements at temporary or mobile constructions sites. Smernica priniesla významné zmeny v oblasti prevencie pracovných rizík v stavebnom sektore, a to najmä vyžadovaním koordinácie v oblasti bezpečnosti práce nielen vo fáze uskutočňovania stavebného projektu ale aj v štádiu návrhu stavby, a tiež zadefinovaním úloh a povinností jednotlivých zainteresovaných strán v rámci celého životného cyklu stavby. V zmysle smernice, transponovanej do nášho legislatívneho predpisu, v projektovej dokumentácii a jej zmenách sa musia zohľadniť všeobecné zásady prevencie týkajúce sa bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci. Pri architektonických, technických alebo organizačných riešeniach, na základe ktorých sa plánujú jednotlivé stavebné práce, má byť braná v úvahu bezpečnosť pracovníkov, ktorí ich vykonávajú. Prvou a najdôležitejšou zásadou v rámci všeobecných zásad prevencie je minimalizácia rizík elimináciou nebezpečenstiev a plánovanie opatrení na základe zostatkových rizík už v štádiu prípravy projektu stavby. Okrem dodávateľov stavebných prác sú do riešenia otázok bezpečnosti práce na stavbe zahrnutí aj stavebník a projektant stavby. Žiaľ, u nás zásada uvažovania o bezpečnosti práce na stavbe vo fáze návrhu stavby často zostáva len na úrovni legislatívneho predpisu, o reálnej úrovni plnenia požiadavky koordinácie dokumentácie BOZP, či zapracovávania všeobecných zásad prevencie týkajúcich sa BOZP do projektových návrhov stavby by sa dalo polemizovať. Samozrejme, nie všetky všeobecné zásady prevencie BOZP sú relevantné z pohľadu projektanta stavby, minimálne však by bolo vhodné, keby už vo fáze projektovania stavby boli vyhodnotené aspoň kľúčové riziká bezpečnosti práce na riešenej stavbe a správnymi rozhodnutiami a riešeniami projektanta by tak následne mohli byť eliminované. Napriek tomu, mnoho projektantov je stále presvedčených, že sa ich týka len bezpečnosť stavby z pohľadu statiky, resp. bezpečnosť užívateľov stavby. Sú aj takí, ktorí sa síce stotožnili s ideou riešenia otázok bezpečnosti práce už v štádiu návrhu stavby, nevedia si však celkom dobre predstaviť realizáciu tejto myšlienky v praxi. Sami uznávajú, že ich povedomie o bezpečnosti práce na stavbe je prinízke na to, aby vedeli v svojich architektonických, konštrukčných či

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

60


technických riešeniach zohľadniť bezpečnosť pracovníkov, ktorí realizujú ich návrhy. Pritom legislatíva ich označuje za osoby zodpovedné za vypracovanie Plánov bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci pre stavebné projekty, ktorých spracovanie je určené na obdobie prípravy stavby, teda pred začiatkom jej realizácie. V Tab. 1 sú uvedené najdôležitejšie prínosy, bariéry a príležitosti pre implementáciu konceptu PtD v stavebnej praxi, tak ako boli zadefinované americkým vedcom Johnom Gambatesom [9], ktorý patrí k najvýznamnejším šíriteľom myšlienky integrácie otázok bezpečnosti práce na stavbe do fázy projektového návrhu stavby. Prínosy, bariéry a príležitosti implementácie konceptu PtD Prínosy

Eliminácia/redukcia rizík (menej pracovných úrazov) Zvýšenie produktivity a kvality výstavby Zníženie rizika nedodržania termínov výstavby kvôli vzniku úrazov na stavenisku Povzbudzovanie k intenzívnejšej spolupráci projektanta a zhotoviteľa stavby Zvýšenie bezpečnosti prevádzky a údržby stavby (prístup životného cyklu stavby) Zníženie výdavkov v súvislosti s kompenzáciou postihnutých alebo pozostalých pri úrazoch

Bariéry

Žiadna/minimálna úroveň vzdelania v oblasti BOZP u architektov/projektantov Priority z pohľadu konkurencieschopnosti (bezpečnosť vs. náklady, bezpečnosť vs. čas výstavby) Nedostatok povedomia o možnostiach eliminácie bezpečnostných rizík pri návrhu stavby Nevyjasnené kompetencie a zodpovednosti za PtD Strach zo záväzkov Neschopnosť neskúseného a „nekvalifikovaného“ architekta/projektanta ohodnotiť riziká Tradičný model výstavby s „oddelením“ fázy projektovania od fázy výstavby Požiadavky na náklady a čas v súvislosti s implementáciou PtD

Príležitosti

Reálne angažovanie stavebníka v otázkach bezpečnosti výstavby Pozitívna kultúra bezpečnosti práce Skúsený, trénovaný a kvalifikovaný projektant z pohľadu bezpečnosti práce Integrovaná dodávka projektu alebo Integrovaný návrh a dodávka projektu Dostupnosť digitálnych nástrojov pre vizualizáciu bezpečnostných rizík výstavby Tab. 1 Prínosy, bariéry a príležitosti pre implementácu konceptu PtD v stavebnej praxi [9]

Úspešná implementácia konceptu PtD do stavebnej praxe je teda (nielen v našej krajine) výrazne podmienená najmä: • integráciou súboru vedomostí z oblasti plánovania bezpečnosti výstavby do bázy znalostí poslucháčov profilujúcich sa pre pôsobenie v stavebnej praxi v pozíciách projektantov stavieb (resp. koordinátorov dokumentácie BOZP, zhotoviteľov Plánu BOZP), ale aj tých, ktorí sú pripravovaní pre pôsobenie ako osoby zodpovedné za koordináciu priebehu výstavby z pohľadu bezpečnosti práce alebo ako manažéri stavieb a • kreovaním rôznych podporných nástrojov zameraných na efektívne nadobúdanie zručností pre včasnú detekciu bezpečnostných rizík výstavby počas virtuálneho modelovania stavby a pre následné revidovanie projektového návrhu stavby alebo plánovanie prvkov ochranného zabezpečenia s cieľom minimalizácie rizík výstavby. Najmä v zahraničí je dôraz kladený na (Tab. 1) relatívne nové procesy obstarávania, Integrovaná dodávka projektu (IPD – Integrated Project Delivery) a Integrovaný návrh a dodávka projektu (IDDS – Integrated Design and Delivery Solutions, ktoré menia štandardne zaužívané prístupy „Návrh – Ponuka – Realizácia“ [10]. Integrovaná dodávka projektu IPD je prístup, ktorý integruje ľudí, systémy, obchodné štruktúry a postupy do procesu, ktorý tímovo využíva vedomosti a talent všetkých účastníkov za účelom znížiť plytvanie zdrojmi a optimalizácie riadenia vo všetkých fázach projektu. Integrované tímy obsahujú minimálne stavebníka/investora, architekta a generálneho dodávateľa stavby, ktorí spolu nesú konečnú zodpovednosť za stavebný projekt od jeho návrhu až po užívanie. Podobne aj Integrovaný návrh a dodávka projektu IDDS vytvára rámec pre integrované koordinované spojenie ľudí, procesov a technológií. Jedným z atribútov takýchto prístupov je sústredenie sa na tímový výkon a tým zlepšenie priamej komunikácie medzi účastníkmi projektu, čo má určite značný pozitívy vplyv na kultúru v riešení problémov aj z oblasti BOZP, či na stanovenie zodpovedností.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

61


3

BEZPEČNOSŤ A OCHRANA ZDRAVIA PRI PRÁCI VO VZDELÁVANÍ ODBORNÍKOV STAVEBNÍCTVE

V

Stav a úroveň BOZP v stavebníctve neodráža len stav technického vybavenia dodávateľov stavebných prác, vyspelosť kultúry práce manažmentu či zamestnancov týchto dodávateľov, úroveň organizácie a riadenia otázok bezpečnosti výstavby ale aj spôsob prípravy a výchovy osôb pôsobiacich v danom sektore na rôznej úrovni prípravy či realizácie stavebných projektov. K zlepšovaniu výsledkov v tejto oblasti môže teda napomôcť nielen dôsledné vynucovanie dodržiavania zákonných povinností, ale určite aj budovanie vyššieho povedomia o možnostiach znižovania bezpečnostných rizík pri práci, a to formou účinného vzdelávania, osvety, či propagácie. Je potrebné sa upriamiť na zvyšovanie kompetencií a zručností odborníkov, ktorí zohrávajú kľúčové úlohy v plánovaní a zabezpečovaní čo najvyššej úrovne kultúry práce pri realizácii stavebných diel v prostredí staveniska. Stavebná fakulta Technickej univerzity v Košiciach poskytuje vzdelávanie pre celú škálu pozícií stavebných inžinierov, ktorí sa profilujú pre navrhovanie, projektovanie, prípravu a riadenie realizácie stavebných projektov rôzneho zamerania. Od erudovanosti jej absolventov môže závisieť aj úroveň riadenia BOZP alebo úroveň dosiahnutých výsledkov v tejto oblasti u rôznych dodávateľských subjektov v stavebníctve. Harmonizované európske smernice a vnútroštátne legislatívne predpisy, týkajúce sa bezpečnosti práce, určujú týmto odborníkom konkrétne zodpovednosti pri ich rôznom zapojení do prípravy alebo realizácie stavebných projektov. Úloha zvyšovania kvality a efektívnosti vysokoškolského či celoživotného vzdelávania v rôznych zameraniach je dnes jednou z priorít a oblasť bezpečnosti práce by určite nemala stáť stranou. V súčasnosti všade vo svete rezonuje nespochybniteľný význam dôležitosti výchovy a vzdelávania mladej generácie v oblasti BOZP v rámci profesijnej prípravy. Požaduje sa nielen nadobúdanie odborných vedomostí, ale aj zodpovedný prístup ku kreovaniu žiaducich postojov, k rozvíjaniu schopností a najmä návykov vo sfére bezpečnosti práce. Navyše, spoločenské požiadavky a neustály rozvoj prístupov k riešeniu otázok bezpečnosti práce ukazujú, že je žiaduce pre túto výchovno-vzdelávaciu oblasť vytvárať aj podmienky v systéme celoživotného vzdelávania odborníkov z praxe. Primerané včlenenie problematiky BOZP do systému celoživotného vzdelávania zahŕňa najmä prehlbovanie vedomostí, doškoľovanie a získavanie nových spôsobilostí a zručností. V rámci vzdelávania budúcich bakalárov a stavebných inžinierov u nás, je výučba problematiky BOZP zahrnutá len do študijného programu študentov, ktorí sa pripravujú najmä pre pôsobenie v oblasti stavebno-technologickej prípravy a riadenia realizácie stavieb. Daný predmet sa vyučuje v štvrtom semestri trojročného bakalárskeho štúdia, a to vo výmere dvoch hodín prednášok a jednej hodiny cvičení týždenne. Trénovanie zručností a budovanie návykov pre redukciu bezpečnostných rizík výstavby absentuje pri výchove špecialistov pre navrhovanie (projektovanie) stavieb. Aj vďaka nízkej úrovni gramotnosti v oblasti riešenia kľúčových úloh pre bezpečnosť výstavby zostávajú projektanti v presvedčení, že bezpečnosť pracovníkov na stavenisku sa ich netýka, že za ňu nenesú ani morálnu zodpovednosť. V súčasnosti sa snažíme o zavedenie tzv. multidisciplinárnych prístupov pri vyučovaní navrhovania stavieb, čím okrem iného prispejeme k budovaniu povedomia o možnostiach eliminácie bezpečnostných rizík výstavby v návrhovej fáze projektu stavby. Transfer najnovších poznatkov z výskumu inovatívnych prístupov k prevencii bezpečnostných rizík výstavby do vzdelávacieho procesu v rámci výchovy poslucháčov profilujúcich sa pre pôsobenie na rôznych pozíciách v stavebníctve, prípadne vo sfére ďalšieho vzdelávania odborníkov zo stavebnej praxe je nevyhnutný. Okrem systematickej integrácie opatrení pre elimináciu bezpečnostných rizík výstavby do počiatočnej fázy projektového návrhu stavby (PtD alebo DfS) sa vedecko-výskumná činnosť v oblasti inovatívnych prístupov k bezpečnosti práce na stavbách orientuje najmä na tieto kľúčové témy: • skúmanie potenciálu a využívania digitálnych technológií, ako online databázy, virtuálna realita (VR), geografický informačný systém (GIS), 4D Computer Aided Design (4D CAD), Building Information Modeling (BIM), ...) za účelom rozvoja nástrojov pre prevenciu bezpečnostných rizík výstavby, t.j. pre bezpečný návrh a dodávku stavieb, • implementácia vhodných metód plánovania a koordinácie bezpečnosti v rámci celého životného cyklu stavebného projektu, • komunikácia a zdieľanie informácií účastníkov stavebného projektu s cieľom koordinácie otázok bezpečnosti výstavby, • integrovaná dodávka projektov ako podpora pre implementáciu konceptu PtD (Prevention through Design) pre zvyšovanie bezpečnosti výstavby a podobne. Presadzuje sa idea inkorporácie všetkých strán zúčastnených na stavebnom projekte (stavebník, projektant, zhotoviteľ, subdodávatelia, ...) do procesu kreovania bezpečných a zdravých pracovných podmienok pri realizácii stavebného diela.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

62


4

PRÍNOS DIGITÁLNYCH TECHNOLÓGIÍ PRE ZVYŠOVANIE BEZPEČNOSTI PRÁCE STAVEBNÍCTVE

V

V súčasnosti je technický, konštrukčný a technologický progres stavebného priemyslu v permanentnom vývoji a podlieha zmenám, ktoré je potrebné súbežne premietať aj do zásad a opatrení pre zvyšovanie bezpečnosti práce a ochrany zdravia stavebných robotníkov. S nárastom využívania digitálnych technológií pri projektovaní stavieb sa začali otvárať rôzne otázky ohľadom pozitívneho vplyvu nových spôsobov projektovania na zefektívňovanie riešenia bezpečnosti práce na stavbách. V súčasnosti už aj u nás projektanti využívajú niekoľko softvérov, ktorých potenciál pre ich využitie v súvislosti s riešením bezpečnosti výstavby už od počiatočných fáz návrhu stavby je značný. V zahraničí je známych niekoľko nástrojov, určených pre podporu identifikácie a eliminácie bezpečnostných rizík výstavby počas projektovania stavby či počas jej realizácie. Tieto nástroje pre prevenciu bezpečnostných rizík, vyvinuté zahraničnými výskumníkmi, vo výraznej miere využívajú digitálne technológie, akými sú: • on-line databázy • geografický informačný systém GIS • 4D Computer Aided Design – 4D CAD • Informačné modelovanie stavieb BIM • virtuálna realita, • snímacie a kontrolné technológie, a podobne. Koncepcia PtD v súčinnosti s modelovaním stavby vo virtuálnom prostredí predstavuje významný prvok v oblasti riadenia bezpečnosti práce od počiatočnej fázy trvania stavebného projektu. Potenciál IKT nástrojov pre virtuálne modelovanie stavieb pre využitie v oblasti plánovania opatrení na zaistenie bezpečnosti výstavby je nespochybniteľný. Virtuálne modelovanie procesu výstavby pomocou 4D modelov (3D model stavby + čas ako štvrtá dimenzia) je možné využiť najmä na [11]: • zlepšenie spolupráce v oblasti hodnotenia rizík a plánovania bezpečnosti, • lepšie predvídanie rizikových faktorov, • tvorbu alternatívnych riešení a preskúmanie jednotlivých návrhov, • detekciu kolízií a konfliktov na stavenisku vyplývajúcich zo stavebných prác, • inštruktáže alebo ako výukový materiál, • virtuálnu prehliadku staveniska, • prieskum staveniska v rôznych časových momentoch alebo fázach výstavby, • modelovanie pomocných, dočasných alebo ochranných konštrukcií, • tvorbu časového harmonogramu pre bezpečnosť, a pod. Vďaka zvyšujúcej sa miere využívania informačného modelovania stavieb prostredníctvom BIM nástrojov, sa tiež bezpochyby otvárajú možnosti v oblasti plánovania bezpečnosti výstavby v štádiu návrhu stavby. Prichádzajú alternatívy pre tzv. „nie textové“ bezpečnostno-plánovacie prístupy prostredníctvom virtuálnych návrhov a simulácií priebehu procesu výstavby. V rámci širokej škály grafických softvérov a IKT využívaných hlavne v oblastiach architektonického a stavebného projektovania sú také, ktorých potenciál je možné využiť pre potreby plánovania a riadenia bezpečnosti výstavby. Výhodou technológie BIM pre problematiku bezpečnosti je, že umožňuje spojiť bezpečnosť práce s plánovaním výstavby, poskytnutím ilustračného plánu lokality, čo podporuje účinnejšiu komunikáciu medzi všetkými účastníkmi výstavby. Špecifikom bezpečnostných rizík je, že majú časopriestorovú závislosť, v rôznych časových okamihoch výstavby sa stupne miery rizík môžu meniť v závislosti od priestoru, v ktorom sa posudzovaný proces vykonáva. 4D BIM model stavby umožňuje vizualizáciu bezpečnostných rizík a opatrení pre prevenciu týchto rizík v stavebných projektoch v rôznych časových momentoch výstavby, čo umožňuje náhľad do vskutku reálneho priestoru, v ktorom prebieha výstavba.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

63


Obr. 1 Prehliadková animácia výstavby [12] Jednou z ďalších výhod BIM je napríklad vytváranie tzv. prehliadkových animácií formou simulácií, ktoré umožňujú virtuálnu prehliadku po stavenisku (Obr. 1). Pohybujúci sa obraz poskytuje rýchly prehľad o stavenisku a môže slúžiť na orientáciu alebo virtuálnu prezentáciu staveniska. V posledných fázach výstavby sa na stavenisku pohybuje množstvo rôznych subdodávateľov stavebných prác a tým pádom je aj väčší predpoklad kolízií na stavenisku. Pomocou BIM je možné naprogramovať činnosti a naplánovať priestor tak, aby sa týmto kolíziám vo významnej miere mohlo predísť alebo si v časovom predstihu pripraviť vhodné riešenie takejto situácie [12]. Po preštudovaní značného množstva najmä zahraničných zdrojov vyplynulo, že informačné modelovanie budov umožňuje virtuálnu kontrolu bezpečnosti, využiteľnú na identifikácii a eliminácii bezpečnostných rizík výstavby. Technológie Virtual Design and Construction (VDC) majú potenciál simulovať rôzne fázy výstavby, čo umožňuje architektom, projektantom a zhotoviteľom identifikovať, zobrazovať a objasňovať riziká v problematických podmienkach projektu. Napriek tomu, veľká časť plánovania a riadenia bezpečnosti práce na stavbe je stále závislá na ľudskom vstupe užívateľa nástrojov, ktoré v sebe tieto technológie zahŕňajú.

5

MULTIMEDIÁLNY VZDELÁVACÍ KURZ PRE IMPLEMENTÁCIU INOVATÍVNYCH PRÍSTUPOV K ZVYŠOVANIU BEZPEČNOSTI PRÁCE V STAVEBNÍCTVE

Cieľom Ústavu technológie a manažmentu v stavebníctve na Stavebnej fakulte Technickej univerzity v Košiciach je vytvoriť multimediálny vzdelávací kurz, určený pre integráciu problematiky redukcie bezpečnostných rizík výstavby do výučby zameranej na projektovanie a stavebno-technologickú prípravu stavieb v rámci ateliérovej tvorby, resp. ako kurz pre celoživotné vzdelávanie odborne spôsobilých osôb v oblasti koordinácie bezpečnosti pri výstavbe. Pripravovaný vzdelávací kurz zahŕňa najmä: • interaktívny tréningový nástroj pre podporu efektívneho nadobúdania zručností v oblasti automatizovanej detekcie a eliminácie bezpečnostných rizík výstavby pri projektovaní stavby v dynamickom, virtuálnom pracovnom prostredí. Nástroj bude vybudovaný na platforme technológií pre informačné modelovanie stavieb BIM a bude orientovaný na vybrané oblasti z pohľadu kľúčových rizík bezpečnosti výstavby; • inštruktážny modul, obsahujúci súbor pokynov, ktoré navigujú užívateľa tréningového nástroja k jeho efektívnej aplikácii; • zbierku virtuálnych modelov stavieb, určených pre trénovanie a overovanie aktívnych participačných zručností v plánovaní opatrení bezpečnosti práce pomocou interaktívneho tréningového nástroja; • súbor edukačných virtuálnych snímok vizualizujúcich modelové situácie z priebehu výstavby, ktorý je využiteľný pre nácvik postojov k redukcii bezpečnostných rizík výstavby tzv. zážitkovým učením. Predpokladá sa aj overenie didaktickej hodnoty multimediálneho vzdelávacieho kurzu a testovanie jeho dopadu na úroveň získania očakávaných kompetencií učiacich sa. Ohodnotí sa najmä prínos daného multimediálneho vzdelávacieho kurzu pre získanie zručností vo využívaní systému automatizovanej eliminácie bezpečnostných rizík výstavby prostredníctvom virtuálneho modelovania stavby vo fáze jej projektového návrhu, a teda za pomoci interaktívneho tréningového nástroja, ktorý daný kurz zahŕňa. Snaha o splnenie daného cieľa vychádza najmä z potreby zavádzania inovatívnych prístupov k prevencii úrazov v stavebníctve a zároveň všestranného skvalitňovania vzdelávacieho procesu ako nevyhnutného predpokladu zvyšovania úrovne bezpečnosti práce na stavbách. Cieľom je budovanie bázy znalostí pre zvyšovanie bezpečnosti v stavebníctve, ktorá namiesto memorovania požiadaviek legislatívnych predpisov z oblasti BOZP kladie dôraz na vychovávanie, trénovanie, až pestovanie záujmu o pochopenie princípov rozvíjania a udržiavania kultúry bezpečnosti práce na stavbe

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

64


zo strany poslucháčov. Dôraz sa tiež kladie na rozvoj riešení pre plánovanie a riadenie bezpečnosti na stavenisku na základe dynamického informačného modelovania stavieb. Na fakulte je k dispozícii špičkové virtuálne laboratórium, ktoré bolo zriadené vďaka budovaniu Centra excelentného integrovaného výskumu progresívnych stavebných konštrukcií, materiálov a technológií v rámci projektu zo štrukturálnych fondov, ktorý Stavebná fakulta TUKE v nedávnom období získala a riešila. Laboratórium je vybavené výkonnými počítačmi pre rôzne CAD aplikácie, vrátane softvérového vybavenia, využiteľného pre rôzne prístupy k navrhovaniu a riadeniu stavebných projektov. K dispozícii sú viaceré architektonicko-grafické softvéry (Tekla Structures, ArchiCAD, Autodesk Navisworks, Revit, 4D Google SketchUp, Solibri Model Checker ...), u ktorých sa predpokladá potenciál ich využitia pri kreovaní nástrojov pre automatizovanú detekciu a elimináciu bezpečnostných rizík výstavby vo fáze projektového návrhu stavby. Takto vybavené laboratórium vytvára podmienky pre virtuálne prostredie, ktoré na základe kolaborácie inžinierskych a konštrukčných riešení umožňuje identifikáciu a redukciu konštrukčných, materiálových, technologických, ekonomických a bezpečnostných rizík už vo fáze vývoja stavebných konštrukcií a zároveň synchronizáciu konštrukčného riešenia s finančnými a časovými aspektmi plánovania a realizácie stavebných konštrukcií. Prezentovaný multimediálny vzdelávací materiál si kladie za cieľ najmä: • upriamovať pozornosť na naliehavú potrebu zavádzania prístupov k redukcii bezpečnostných rizík výstavby prostredníctvom projektového návrhu stavby (podpora konceptu PtD), • prispôsobovať formu a obsah učebných a didaktických materiálov a nástrojov v súlade s rozvojom progresívnych postojov k riešeniu otázok redukcie bezpečnostných rizík výstavby v priebehu životného cyklu stavby s akcentom na trvalo udržateľnosť výstavby z pohľadu bezpečnosti práce („sustainable construction safety and health“), • umožniť analýzu bezpečnostných rizík výstavby a hodnotenie projektov z pohľadu bezpečnosti práce pomocou informačného modelovania stavby BIM, • vytvoriť koncepciu implementácie postojov k plánovaniu bezpečnosti práce v štádiu projektovania stavby do integrovaného navrhovania stavieb v tvorivých seminároch s jasným zámerom prevencie úrazov na staveniskách, • presadzovať zúročovanie potenciálu digitálnych technológií so zámerov kreovania nástrojov pre automatizovaný proces detekcie a eliminácie bezpečnostných rizík výstavby , • vyvíjať snahu o začlenenie inovatívnych prístupov k plánovaniu bezpečnosti výstavby do systému celoživotného vzdelávania projektantov a ďalších odborníkov stavebnej praxe, • zabezpečiť integráciu procesu minimalizácie bezpečnostných rizík výstavby do výučby zameranej na projektovanie a stavebno-technologickú prípravu stavieb v rámci ateliérovej tvorby, • umožniť učiacim sa tvoriť a komunikovať v interaktívnom virtuálnom výučbovom prostredí a tým rozvíjať logické a kritické myslenie, • inovatívnou formou výučby stimulovať učiacich sa k zvýšenému záujmu o kreovanie vlastných logických úsudkov a riešení v oblastí plánovania stavebných projektov z pohľadu bezpečnosti práce, • umožniť nácvik variantných riešení pre zvládanie zložitých podmienok výstavby z pohľadu zaistenia bezpečnosti práce na stavenisku, • získavať podporu pre budovanie znalostnej bázy zdieľaním poznatkov zo zahraničných www portálov nesúcich najnovšie informácie z oblasti plánovania opatrení pre zvyšovanie bezpečnosti výstavby v štádiu projektovania stavby. Hlbšia znalosť problematiky bezpečnosti práce a nadobudnutie kompetencií v oblasti najnovších prístupov k redukcii bezpečnostných rizík výstavby a k zobrazovaniu zostatkových rizík (najmä využitie potenciálu IKT pre plánovanie a riadenie BOZP na stavbe) by mali zvýšiť povedomie budúcich stavebných inžinierov z pohľadu morálnej či právnej zodpovednosti za životy a zdravie pracovníkov na stavbách. Tým sa rozšíria perspektívy ich uplatnenia v profesiách súvisiacich nielen so stavebno-technologickou prípravou či riadením realizácie stavieb (koordinátor bezpečnosti) ale aj s navrhovaním projektov stavieb s dôrazom na uplatňovanie zásad prevencie nehôd na stavbách a prípravou Plánov BOZP pre rôzne druhy stavebných projektov (koordinátor dokumentácie). V mnohých prípadoch si nebezpečná situácia na stavenisku vyžaduje použitie dočasných, pomocných, ochranných zariadení alebo špeciálnych zariadení. Vďaka virtuálnemu tréningovému nástroju (ako súčasti multimediálneho vzdelávacieho kurzu), je možné preukázať opodstatnenie týchto zariadení (grafickou či tabelárnou interpretáciou) a tak môžu byť zahrnuté do rozpočtu stavby.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

65


6

ZÁVER

Postupné zvyšovanie výkonnosti a konkurencieschopnosti v stavebníctve na úroveň krajín EÚ si vyžaduje riešenie výskumných a vývojových úloh aj v oblasti rozvoja systému vzdelávania a odbornej prípravy, vrátane celoživotného vzdelávania z hľadiska nadobúdania a zvyšovania kvalifikácie pracovníkov v stavebníctve (rozvoj metód a foriem vzdelávania). V jednej zo základných ideí smerovania vzdelávania budúcich stavebných inžinierov je zdôraznené zavádzanie multidisciplinárnych prístupov pri vyučovaní navrhovania ale aj riadenia stavieb. Európska agentúra pre bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci (European Agency for Safety and Health at Work) sa neustále zmieňuje o potrebe začleňovania problematiky BOZP do vysokoškolského vzdelávania, pričom túto potrebu orientuje najmä na budúcich inžinierov či architektov. Početné výzvy s procesom začleňovania BOZP do vysokoškolského vzdelávania zahŕňajú najmä zavádzanie praktických a aktívnych metód výučby BOZP v prostredí, v ktorom dominujú teoretické metódy výučby. Predpokladá sa, že znalosť problematiky BOZP zvýši povedomie absolventov z pohľadu zodpovednosti za životy a zdravie pracovníkov na stavbách, či rozšíri perspektívy uplatnenia sa v rôznych profesiách súvisiacich s navrhovaním a riadením stavieb. Našim cieľom je budovanie bázy znalostí pre implementáciu inovatívnych prístupov k zvyšovaniu bezpečnosti v stavebníctve, ktorá namiesto memorovania požiadaviek legislatívnych predpisov z oblasti BOZP kladie dôraz na vychovávanie, trénovanie, až pestovanie záujmu o pochopenie princípov rozvíjania a udržiavania kultúry bezpečnosti práce na stavbe zo strany poslucháčov. Naplnenie tohto cieľa prinesie najmä inováciu vzdelávacích materiálov a metód výučby v oblasti projektovania a riadenia realizácie stavby z pohľadu eliminácie bezpečnostných rizík výstavby. Digitalizácia a sprístupnenie edukačných materiálov podporí nielen prezenčnú ale aj dištančnú formu vzdelávania poslucháčov. Vzdelávanie v oblasti BOZP efektívnymi a najmä aktívnymi (t.j. participačnými) metódami a následná aplikácia získaných poznatkov a vedomostí v praxi absolventmi štúdia, ktorí v stavebníctve pôsobia v rôznych profesiách, napríklad ako projektoví manažéri, stavbyvedúci, či projektanti a pod, je jedným zo základných predpokladov predchádzania pracovných úrazov v odvetví.

POĎAKOVANIE Tento príspevok je jedným z výstupov riešenia projektu VEGA 1/0840/11 Multi-dimenzionálne prístupy podporujúce integrované navrhovanie a riadenie stavebných projektov.

LITERATÚRA [1] Main statistics of occupational injuries [online]. LABORSTA Internet (International Labour Office database on labour statistics), 2013 [cit. 2013-05-15]. Dostupný z: http://laborsta.ilo.org/STP/guest [2] HULÍNOVÁ, Zdenka: Príčiny pracovných úrazov v stavebníctve [online]. 4 – CONSTRUCTION: stavebné informácie, práca, inzercia [cit. 2013-02-15]. Dostupný z: http://www.4-construction.com/sk/clanok/pricinypracovnych-urazov-v-stavebnictve/ [3] FUNG, W.H. Ivan, TAM, W.Y. Vivian, LO, Y. Tommy, LU, L.H, Lori. Developing a Risk Assessment Model for construction safety, International Journal of Project Management, 2010, Vol. 28 (6), pp. 593 – 600. [4] KOZLOVSKÁ, Mária. Space-time analysis of building process safety risks. Quality, environment, health protection and safety management development trends, Brno : Tribun EU, 2008, pp. 154-159, ISBN 9788073994792. [5] ZHANG, Sijie, TEIZER, Jochen, LEE, Jin-Kook, EASTMAN, Charles, VENUGOPAL, Manu. Building Information Modelling and Safety: Automatic Safety Checking of Construction Models and Schedules, Automation in Construction, 2013, Vol. 29, pp. 183 – 195. [6] GAMBATESE, A. John, BEHM, Michael, RAJENDRAN, Simon. Designs role in construction accident causality and prevention: Perspectives from an expert panel, Safety Science, 2008, Vol. 46, pp. 675-691. [7] BEHM, Michael. Linking Construction Fatalities to the Design for Construction Safety Concept, Safety Science, 2005, Vol. 43, pp. 589-611. [8] History of PtD [online]. Prevention through Design Portal, [cit. 2013-02-020]. Dostupný z: http://www.designforconstructionsafety.org/history.shtml [9] GAMBATESE, A. John. The Global Growth of Prevention through Design (PtD): Overview of the PtD Concept. ASCE 142nd Annual Civil Engineering conference, Montreal, Quebec, Canada, 2012. Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

66


[10] ŠOLTÉS, Tibor, KOZLOVSKÁ, Mária. Construction project managing through new form of project delivery. Organization, Technology and Management in Construction : 10th International Conference. Šibenik, Croatia. Zagreb : University of Zagreb, 2011, pp. 1-12., ISBN 978-953-7686-02-4. [11] FRIDRICH, Michal, KOZLOVSKÁ. Mária. Modelovanie staveniska a význam 4D vizualizácií z pohľadu bezpečnosti práce. Inovatívny prístup k modelovaniu inteligentných konštrukčných prvkov v stavebníctve 2010. Košice: VÚSI, 2010, pp. 28-38. ISBN 978-80-89338-05-4. [12] KIVINIEMI, Markku, SULAKNIVI, Kristiina, KAHKONEN, Kalle, MAKELA, Tarja, MERIVIRTA, MaijaLeena. BIM-based Safety Management and Communication for Building Construction. Finland: VTT Technical Research Centre of Finland. 2011. Pp 128. ISBN 978-951-38-7782-8.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

67


ANALÝZA SÚČASNÉHO STAVU TRANSFERU POZNATKOV V OBLASTI KALKULÁCIÍ, ROZPOČTOVANIA A CENOTVORBY STAVEBNÝCH PRÁC ANALYSIS OF THE CURRENT STATE OF KNOWLEDGE TRANSFER IN THE CALCULATIONS, BUDGETING AND PRICE FORMATION OF CONSTRUCTION WORK Alena Tažiková

Anotácia Príspevok sa zaoberá analýzou spolupráce vysokých škôl a praxe, s cieľom preukázať súčasný stav v študijných odboroch v oblasti stavebníctva. Prepojenie praxe s výučbovým procesom študijného programu Technológia a manažment v stavebníctve, v študijnom odbore 5.2.8 Stavebníctvo, na Stavebnej fakulte Technickej univerzity v Košiciach, je zabezpečované hlavne formou študentskej praxe, prednáškami vedenými odborníkmi z konkrétnych firiem, zavádzaním aktuálnych predmetov do študijných programov a oslovovaním odborníkov z praxe pre vedenie záverečných bakalárskych a inžinierskych prác. V článku sú bližšie rozpísané jednotlivé formy spolupráce využívané na Stavebnej fakulte v Košiciach. Na základe spomínanej spolupráce boli vytvorené konkrétne predmety, s učebnými osnovami tak, aby spĺňali požiadavky praxe. V odbore Stavebníctvo v rámci ekonomických predmetov sa medzi predmety zostavené na základe týchto požiadaviek radí predmet Náklady a ceny, ktorý sa vyučuje na prvom stupni bakalárskeho štúdia a predmet Rozpočtovanie a kalkulácie, ktorý je zaradený v rámci druhého stupňa inžinierskeho štúdia. Cieľom predmetu Náklady a ceny je oboznámiť študentov s problematikou tvorby nákladov a cien v stavebníctve, zdôrazniť význam cien z hľadiska pôsobenia na stavebnom trhu. Súbežne s teoretickou náplňou prednášok si študent prakticky vytvára rozpočet, na ním vybranú stavbu. Samostatne zostavuje výkaz výmer a tam zisťuje dôležitosť týchto údajov, ktorú mal podloženú absolvovanou praxou. V prvom ročníku inžinierskeho štúdia zaradený predmet Rozpočtovanie a kalkulácie oboznamuje študentov s princípmi kalkulácie cien stavebnej produkcie s možnosťou využitia výpočtovej techniky, ujasňuje postup a zásady tvorby stavebného rozpočtu, výrobnej kalkulácie a výrobnej faktúry. Uvedené predmety sú s praxou prepojené formou odborných prednášok firiem. Ďalšou formou spolupráce je aj organizovanie 2. ročníka odbornej konferencie Oceňovanie a riadenie stavebných projektov, Ústavom technológie a manažmentu v stavebníctve v Košiciach, kde sa pravidelne otvára priestor pre všetky zainteresované strany, práve z oblasti cenotvorby, kalkulácií, rozpočtovania a riadenia stavebnej výroby. Využívaním týchto foriem spolupráce sa napĺňa snaha neustáleho skvalitňovania výučbového procesu na Stavebnej fakulte v Košiciach, čo je predmetom príspevku. Kľúčové slová Vzdelávanie, spolupráca, prax, školstvo, vyučovací predmet, kalkulácie, rozpočtovanie.

1

ÚVOD

V rámci vzdelávacieho procesu, je možné sa stretnúť s rôznymi názormi o úrovni absolventov niektorých odborov, avšak pripravenosť študentov do praxe je veľmi individuálna a závisí taktiež od samotného študenta, od jeho snahy a od jeho postoja k budúcemu povolaniu. Mnohí študenti pracujú formou dohody o brigádnickej práci už počas letných mesiacov v rámci prázdnin medzi jednotlivými ročníkmi štúdia. Pre študentov je to možnosť krátkodobo pracovať v stavebnom odbore, vyskúšať si aplikáciu teoretických poznatkov v praxi. Študenti sú počas takejto stáže väčšinou umiestnení priamo do stavebnej výroby, prípadne na oddelenie technickej prípravy výroby a stretávajú sa tak s tvorbou, respektíve kontrolovaním stavebných rozpočtov priamo na stavbe. Okrem takéhoto individuálneho prístupu študentov ku získaniu praktických skúseností s tým čo študujú, sa aj samotný ústav podieľa na zabezpečení transferu poznatkov, medzi praxou a školou. Predmety z oblasti cenotvorby a rozpočtovníctva by mali študentom pomôcť získať kontakt so stavebnou praxou tak, aby boli lepšie pripravení a otvorení po absolvovaní štúdia získavať praktické zručnosti v čo najkratšej absolventskej praxi. Na to, aby boli študenti takto dobre pripravení pre prax nesmie chýbať tento znalostný transfer medzi vysokou školou a praxou v stavebníctve počas štúdia. Väčšina firiem vidí nedostatky v absencii praktických znalostí riešenej problematiky v danom sektore. Firmy pociťujú odklon akademikov od praxe a v tom vidia problém budúcich absolventov. V rámci predmetov s tematikou cenotvorby a rozpočtovania je práve v článku prezentovaná spolupráca vysokoškolských učiteľov a stavebnej praxe v danej oblasti, čo nepotvrdzuje spomínaný odklon. Štúdium je zamerané na získavanie praxe v oblasti tvorby rozpočtu stavieb a cenotvorby stavebných materiálov ako aj postupné získavanie znalostí a zručností z rozpočtárskej praxe. Študenti získané znalosti potom môžu zúročiť

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

68


v absolventskej praxi a premieňať ich na získavanie zručností vo funkcií rozpočtárov, asistentov stavbyvedúcich, projektových manažérov alebo v investorských a dodávateľských organizáciách. Študenti si majú osvojiť potrebné návyky z cenotvorby v rámci cvičení, odborných prednášok z praxe, z predmetu výrobná prax a z absolvovania povinných exkurzií. Od absolventa sa očakáva, že bude mať potrebné znalosti, ale nemalo by sa očakávať, že bude mať všetky zručnosti pri riešení zadaných úloh, ktoré sa nedajú získať teoretickým štúdiom, ale len niekoľkoročnou praxou. Nikto nemôže očakávať, že čerstvý absolvent sa zručnosťami vyrovná pracovníkovi s niekoľkoročnou praxou na uvažovanej pozícii. Škola má poskytnúť študentom teoretické a praktické vedomosti, ktoré by mal vedieť uplatniť v praxi a novému zamestnancovi má byť dopriaty určitý adaptačný proces na novej pozícii. Na Stavebnej fakulte bol zrealizovaný prieskum [1], koľko a konkrétne akých ekonomických predmetov sa vyučuje v jednotlivých stupňoch štúdia na všetkých stavebných fakultách na Slovensku. Výsledky sú zosumarizované v tab.1. a v tab.2 je uvedený počet predmetov priamo smerovaných na náklady, ceny, kalkulovanie, rozpočtovanie, resp. controling vo väzbe na rozpočet. študijný odbor

STAVEBNÍCTVO

INŽ. KONŠTRUKCIE A DOPRAVNÉ STAVBY

POZEMNÉ STAVBY

stupeň štúdia

Bc

Ing

spolu

Bc

Ing

spolu

Bc

Ing

spolu

SvF TU Košice SvF STU Bratislava SvF ŽU Žilina

3 3+3 3

8 4+1 4+2

11 7+4 7+2

3 3 2+1

0+1 0+1 2+1

3+1 3+1 4+2

2 1 1+1

1 2 2

3 3 3+1

x+y ... povinné predmety + povinne voliteľné predmety (pričom niektoré sú vo výbere s predmetmi iného zamerania, takže pri výbere takýchto predmetov sa znižuje počet predmetov zameraných na ekonomické a manažérske znalosti)

Tab.1 Početnosť predmetov zameraných na ekonomické a manažérske znalosti [1].

študijný odbor

STAVEBNÍCTVO

INŽ. KONŠTRUKCIE A DOPRAVNÉ STAVBY

POZEMNÉ STAVBY

stupeň štúdia

Bc

Ing

spolu

Bc

Ing

spolu

Bc

Ing

spolu

SvF TU Košice SvF STU Bratislava SvF ŽU Žilina

1 1 0

2 2 0

3 3 0

1 1 1

0+1 0 0

1+1 1 1

0 0 0

0 0 0

0 0 0

Tab.2 Početnosť predmetov priamo zameraných na náklady a ceny (rozpočtovanie a kalkulovanie) [1] Z uvedeného je možné poukázať na: • pomerne slušné zázemie vo výučbe predmetov zameraných na ekonomické a manažérske znalosti na všetkých stavebných fakultách na Slovensku, najmä v študijnom odbore stavebníctvo, zameranom na technológiu a riadenie stavieb •

prevládanie predmetov zameraných viac na manažérske ako ekonomické znalosti v oblasti cenotvorby a rozpočtovania

• ale aj na úplnú absenciu predmetov zameraných na kalkulovanie, či rozpočtovanie nákladov na navrhnuté stavebné riešenia projektantov a staviteľov inžinierskych konštrukcií a dopravných stavieb •

existenciu dobrého základu v oblasti vzdelávania ekonomických a manažérskych predmetov vo väčšine stavebných študijných odborov

• ale taktiež na absenciu vedomostí absolventov v ekonomických predmetoch (rozumie sa v oblasti nákladov a cien) ak sa jedná práve o absolventa inžinierskych konštrukcií a dopravných stavieb, čo sa môže prejaviť v praxi ako spomínaný odklon akademikov od praxe [1].

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

69


2

VYUČOVANÉ PREDMETY PREPOJENÉ NA PRAX V OBLASTI KALKULÁCIÍ, ROZPOČTOVANIA A CENOTVORBY STAVEBNÝCH PRÁC NA STAVEBNEJ FAKULTE TECHNICKEJ UNIVERZITY V KOŠICIACH

Výrobná prax V rámci tohto predmetu študent sa musí zúčastniť trojtýždňovej praxe na ním vybranej stavbe. Samozrejme nesmie sa jednať o rekonštrukciu bytového jadra, alebo stavbu rodinného domu svojpomocne. Absolvovanie je nutné písomne dokladovať potvrdením od zodpovednej osoby a vypracovaním správy vo vopred stanovenom formáte. Pôvodne tento predmet bol zaradený len pre študentov z odboru realizácie stavieb, ale po následnom zvážení chýbajúceho kontaktu s praxou, bol tento predmet zaradený do všetkých študijných odborov. Väčšinou sú tam študenti profesne zaradení na pozíciu asistentov stavbyvedúcich. V tejto pozícii sa stretávajú s úlohou naštudovania projektovej dokumentácie danej stavby, ku ktorej patrí samozrejme aj rozpočet. Taktiež majú študenti možnosť reálne sa zúčastňovať zápisov do stavebného denníka, kontrolovania a preberania dodávaného materiálu, kontrolovania subdodávateľov, preberania prác od subdodávateľov, zúčastňovať sa súpisov vykonaných prác a podpisovania zisťovacích protokolov. Mnohé z týchto činností teda absolvujú v úlohe pozorovateľov v druhom ročníku bakalárskeho štúdia. Cieľom praxe je tiež bozn ám i ťš u d e ntov s prác ou ovin nosťam i sis te nta ta vbyvedúce h o a s av byvedúceh o na stavbe. Výr o bná p ax u ožní štu en tom ob oz ám iť sa a j s rg n záciou st av eb ýc h firie m , v š eo bec ou problematikou stavebníc tv a umožn íkonfrontovať teoretické ozn atk y ís k ané št d i o m na Stavebnej fakulte so stavebnou praxou [2]. Na túto prax potom v treťom ročníku nadväzuje ekonomický predmet Náklady a ceny. Náklady a ceny Cieľom predmetu je vysvetlenie tvorby ponukových cien stavebných prác a zdôraznenie tvorby cenových variant realizácie stavebných procesov. Predmet kladie dôraz na funkciu evidencie výrobných činiteľov, zisťovania efektívnosti stavebnej výroby, kontroly postavenia voči konkurencii. Študenti musia zvládnuť spracovať správny výkaz výmer z projektovej dokumentácie a oboznámiť sa so zákonitosťami výpočtu výkazu výmer pre jednotlivé stavebné práce kde sa počíta so stratou na materiály, aká tá strata je veľká a pod. Študenti dostanú databázu procesov prác HSV ako aj prác PSV, z ktorej čerpajú rozpočtové položky pre tvorbu rozpočtu rodinného domu. V rámci prednášok sú niektoré z nich odprednášané lektormi firmy Kros, ktorá sa zaoberá tvorbou rozpočtárskeho programu Cenkros Plus. CENKROS plus je softvér pre oceňovanie a riadenie stavebnej výroby. Tento systém pokrýva všetky činnosti spojené s prípravou a realizáciou zákazky. Program umožňuje rýchlo pripraviť kvalitnú cenovú ponuku, jednoducho kalkulovať náklady, efektívne používať čerpanie a fakturáciu vykonaných prác a zostavovať cenové odhady pomocou rozpočtových ukazovateľov. Systém je určený pre rozpočtárov, kalkulantov, prípravárov, obstarávateľov, projektantov a dodávateľov stavebných prác. Na tomto stupni štúdia sa študenti oboznámia s funkciami tohto programu, ale pre lepšie pochopenie zostavujú rozpočet zo zjednodušenej databázy cien stavebných prác a materiálov. Rozpočet stavby použitím daného softvéru sa vyučuje na druhom stupni štúdia v rámci predmetu Rozpočtovanie a kalkulácie. Rozpočtovanie a kalkulácie V rámci tohto predmetu sa študenti učia spracovať rozpočet na jednoduchú stavbu v softvérovom prostredí Cenkros plus. Tento softvér je najviac používaný v praxi na Slovensku, takže študent získa počiatočné znalosti pre tvorbu rozpočtov – vyhľadávanie potrebných položiek v databázach stavebných prác a materiálov so smernými orientačnými cenami v prostredí, ktoré používa väčšina stavebných firiem. Cieľom je v nadväznosti na predmet Ekonomika stavebníctva a predmet Náklady a ceny, oboznámiť poslucháčov so základmi a princípmi kalkulácie cien stavebnej produkcie s možnosťou využitia výpočtovej a prenosovej techniky. Predmet poukazuje na význam kalkulácií vlastných nákladov a na metódy kalkulovania využívané v stavebníctve. Zaoberá sa postupmi a zásadami tvorby stavebného rozpočtu, výrobnej kalkulácie, výrobnej a odbytovej faktúry a sledovaním čerpania nákladov [2]. Obdobne ako v predmete Náklady a ceny aj v tomto predmete je vyčlenený priestor pre lektorské prednášky spolupracovníkov z praxe – z firmy Kros a.s. z firmy Cenekon, s.r.o., avšak sa venujeme problematike viac do hĺbky.

3

ORGANIZOVANIE KONFERENCIE OCEŇOVANIE A RIADENIE STAVEBNÝCH PROJEKTOV

Ústav technológie a manažmentu v stavebníctve je taktiež organizátorom vedecko-odbornej konferencie Oceňovanie a riadenie stavebných projektov, ktorej druhý ročník sa konal v dňoch 25. - 26.04.2013 v Košiciach, pričom nadväzujeme na úspešný prvý ročník konferencie, ktorá sa uskutočnila minulý rok. Cieľom konferencie je práve posilniť a sprostredkovať výmenu poznatkov a skúsenosti odborníkov z praxe, pracovníkov z výskumu a vývoja, univerzít a ostatných vzdelávacích inštitúcií pôsobiacich v stavebníctve. Kde uvítame aktívne príspevky a vystúpenia, ktorými sa Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

70


prispeje k odbornej diskusii a analýze silných a slabých miest v oblasti ekonomiky, oceňovania a riadenia stavebných projektov [3]. Cieľová skupina • rozpočtári • prípravári • obstarávatelia • projektanti • dodávatelia stavebných prác • developeri • pracovníci vysokých a stredných škôl

4

ODBORNÍ PARTNERI Z PRAXE V OBLASTI CENOTVORBY A ROZPOČTOVANIA

Medzi našich stálych partnerov z praxe, s ktorými spolupracujeme na transfere poznatkov patria teda už spomínané firmy: KROS, a.s., Žilina- (tvorca softvéru) spoločnosť je lídrom na slovenskom trhu v segmente ekonomického, stavebného a znaleckého softvéru. Ide o úspešnú slovenskú softvérovú firmu zaoberajúca sa už od roku 1995 vývojom a predajom ekonomického softvéru (programy ALFA plus, OLYMP, OMEGA), stavebného softvéru (program CENKROS plus) a znaleckého softvéru (programy HYPO a MEMO) určených pre operačný systém Microsoft Windows [4]. CENEKON, spol. s r. o., Bratislava -(tvorca triednika a databáz) V súčasnosti Cenekon zabezpečuje [5]: • tvorbu a aktualizáciu cenníkov, technicko-ekonomických ukazovateľov a databáz pre rozpočtovanie a kalkulovanie stavebných prác • podnety pre ďalší vývoj a priebežné zdokonaľovanie programu Cenkros-plus • servis ku komplexnému stavebnému systému Cenkros-plus • oceňovanie, ekonomicko-cenové analýzy a expertízne posudky • znaleckú činnosť v oblasti stavebníctva a ohodnocovania podnikov • priebežnú aktualizáciu Triednika stavebných prác • školiace a konzultačné činnosti v predmetných agendách • akreditované vzdelávacie programy v oblastiach klasifikácií, kalkulovania, oceňovania a rozpočtovania stavebných prác VÚSI, s.r.o. Košice- Výskumný ústav stavebnej informatiky- táto firma sa zaoberá vývojom a predajom programových produktov zameraných na ekonomiku a stavebníctvo [6]. V spolupráci s týmito firmami je zabezpečované vzdelávanie študentov odborníkmi z praxe. Študenti sa s týmito ľuďmi, ktorí zabezpečujú lektorské prednášky na škole, opäť stretnú v stavebnej praxi, ak sa zamestnajú na pozícii kalkulanta rozpočtára stavebných prác. Taktiež Ústav technológie a manažmentu v stavebníctve poskytuje akreditovaný kurz - Plánovanie a riadenie realizácie stavebných projektov pre prax. Kurz je určený pre pracovníkov, podieľajúcich sa na činnostiach spojených s plánovaním a riadením výstavbových procesov. Absolvent kurzu dokáže analyzovať úlohy v príprave a realizácii stavebných činností, viesť a analyzovať ekonomickú agendu a orientovať sa v oblasti automatizovaných nástrojov, podporujúcich oceňovanie, časové plánovanie a riadenie procesu výstavby. V rámci kurzu sa taktiež otvára priestor pre rôzne polemiky a diskusie ohľadom toho, čo sa vyučuje, čo študenti vedia a čo by mali vedieť. Kurzy pripravované so zreteľom na objednávku z praxe, šité na mieru podnikom, firmám, organizáciám a iným inštitúciám, napomáhajú taktiež ku získavaniu kontaktov a ku možným riešeniam problémov praxe spolu s akademikmi. Forma spolupráce školstva s praxou je tiež podmienená situáciou v stavebnom sektore [2].

5

ZÁVER

V príspevku je opísaný súčasný stav vzdelávania v oblasti stanovovania nákladov, cien, kalkulácii a rozpočtovania na prvom a druhom stupni vysokoškolského štúdia, v oblasti spolupráce školstva so stavebnou praxou na Stavebnej fakulte Technickej univerzity v Košiciach. V článku sú opísané aj ďalšie aktivity ako je organizovanie konferencií a kurzov pre prax, čo vytvára pole spoločnej pôsobnosti a teda možnosti pre nastolenia a riešenia problémov praxe na akademickej pôde. Študenti využitím všetkých spomínaných tokov informácií si majú osvojiť potrebné návyky z cenotvorby v rámci Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

71


cvičení, odborných prednášok z praxe, z predmetu výrobná prax a z absolvovania povinných exkurzií. Od absolventa sa očakáva, že bude mať potrebné znalosti, ale nemalo by sa očakávať, že bude mať všetky zručnosti pri riešení zadaných úloh, ktoré sa nedajú získať teoretickým štúdiom, ale len niekoľkoročnou praxou. Okrem teoretických vedomostí je potrebné poskytnúť študentom aj praktické znalosti, ktoré sú zabezpečované taktiež lektorským hosťovaním odborníkov z praxe z oblasti cenotvorby a rozpočtovania. Víziou je ďalej realizovať a hľadať nové projekty pre ďalšie rozvíjajúce sa spolupráce praxe a vysokého školstva. Víziou ďalšieho vzdelávania je bezpochyby aj naďalej zabezpečovať účasť odborníkov z praxe na koncipovaní a vytváraní študijných programov, prednášky pre študentov i zamestnancov univerzity, podporu účasti študentov univerzity na riešení konkrétnych problémov praxe, spoluprácu pri uskutočňovaní exkurzií, praxí a študijných pobytov, na vedení a posudzovaní záverečných prác študentov, účasť pedagógov univerzity na vzdelávaní zamestnancov partnerských organizácií apod.

POĎAKOVANIE The article presented a partial research result of project VEGA 1/0840/11 "Multi-dimensional approaches to support integrated design and management of construction projects." Solution of this project was financially supported by a scientific grant agency VEGA.

LITERATÚRA [1] KOZLOVSKÁ, Mária. Vzdelávanie v oblasti oceňovania a riadenia stavebných projektov na vysokých školách. 1 elektronický optický disk (CD-ROM). In: Oceňovanie a riadenie stavebných projektov : vedecko-odborná konferencia : Košice, 19. - 20.04.2012. - Košice : TU, 2012 S. 57-64. - ISBN 978-80-553-0911-8 [2] http://www.svf.tuke.sk/ktsasl/ [3] http://www.svf.tuke.sk/orsp/ [4] http://www.kros.sk/ [5] http://www.cenekon.sk/ [6] http://www.vusi.sk/

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

72


SPECIFIKA NAVRHOVÁNÍ A REALIZACE STAVEB PRO PLNĚNÍ FUNKCE LESA THE SPECIFICS OF THE DESIGN AND CONSTRUCTION OF STRUCTURES FOR THE IMPLEMENTATION OF FOREST FUNCTIONS Karel Zlatuška

Anotace Obor Stavby pro plnění funkce lesa je autorizačním oborem ČKAIT od roku 2004. Podle vyhlášky č. 433/2001 Sb. zahrnuje lesní komunikace a lesní dopravu, hrazení bystřin a strží, odvodnění lesa a malé nádrže v lesích. Tedy všechny historické součásti inženýrských staveb lesnických kromě pozemních staveb a lesních železnic. V ČR je v současné době 48 tis. km lesních cest a s. p. Lesy ČR spravuje více než 39 tisíc kilometrů vodních toků (tj. přibližně jednu třetinu délky vodních toků a bystřin v ČR). Základním specifikem oboru Stavby pro plnění funkce lesa je existence jediného velkého investora. Státní podnik Lesy ČR obhospodařuje více než 1,3 milionu hektarů lesního majetku ve vlastnictví státu (což představuje šestinu plochy ČR a zhruba polovinu lesů v ČR). Ostatními investory jsou obce a města a velké, většinou šlechtické majetky. Dalším specifikem oboru je úzký vztah k lesnickým činnostem, zejména k pěstování lesů a úzký vztah k přírodě a přírodním procesům. Při realizaci většiny staveb se zohledňuje změna podmínek v čase daná vývojem (růstem) lesa nebo je vegetace (trávy, byliny a dřeviny) přímo součástí konstrukcí. Příspěvek se zabývá technologickými, terénními, klimatickými, materiálovými a dalšími specifiky při navrhování a realizování staveb pro plnění funkce lesa. Klíčová slova lesnické stavby, lesní cesty, hrazení bystřin, malé vodní nádrže

1

ÚVOD

Název Stavby pro plnění funkce lesa je novým pojmem, který vznikl na začátku tohoto století pro označení specifických lesnických staveb [1], [2]. Měl upozornit na fakt, že v současné době se hovoří o tom, že les plní i mnoho jiných (enviromentálních) funkcí než jenom funkci produkční. Během legislativního procesu se však do názvu vloudila chyba – jednotné číslo funkce. Dříve se používal nejčastěji pojem Inženýrské stavby lesnické [3] nebo prostě jen Lesnické stavby. Souběžně s tímto názvem, avšak o něco dříve byl obnoven, resp. novodobým zákonem popsán obor Krajinné inženýrství [2]. Tyto obory se v současnosti překrývají. Součástí oboru jsou [4].: Lesní komunikace a lesní doprava, hrazení bystřin a strží, odvodnění lesa a malé nádrže v lesích. Lze je tedy rozdělit na „silničářské“ a „vodohospodářské“, byť právě jejich velice úzké spojení je jedním ze specifik tohoto oboru. Jedná se tedy o lesní odvozní cesty, lesní přibližovací cesty, skládky, lesní sklady, lesní pěšiny a chodníky a objekty na nich (propustky, mostky, brody, opěrné zdi, výhybny, bezpečnostní zařízení, dopravní značení, turistická infrastruktura apod.) [5], Z praktického důvodu se do tohoto výčtu nezařazují lesní železnice a stavby na dráze ani vodní doprava dřeva a stavby pro ni. Současné lesní hospodářství ČR tuto dopravu nevyužívá, ale tyto stavby plní mj. rekreační funkci lesa. Pod pojmem Hrazení bystřin a strží se v tomto případě rozumí specifický obor úprav malých, trvalých nebo občasných toků specifikovaných příslušnou právní a technickou normou [1], [6], které se převážně nacházejí v lesích nebo jsou ve správě s. p. Lesy ČR. Odvodnění lesa je obecný pojem pro lesnické stavby a opatření označované jako Úprava vodního režimu lesních půd nebo Lesnické meliorace nebo Lesotechnické meliorace. Většinou se jedná o stavby otevřených odvodňovacích příkopů a objektů na nich pro snížení hladiny podzemní vody, zřídka o sanaci sesuvů ohrožujících lesní porosty nebo stavby pro plnění funkcí lesa. Pojem Malé vodní nádrže v lesích s odkazem na příslušnou právní a technickou normu [1], [7], není třeba podrobněji rozepisovat.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

73


2

HISTORIE A SOUČASNOST INŽENÝRSKÝCH STAVEB LESNICKÝCH

Vývoj lesních dopravních staveb a a lesnických vodohospodářských staveb probíhal odlišně. Vždy se více hovořilo o vodohospodářských stavbách jako o stavbách na ochranu obyvatel a nemovitostí v horských a podhorských oblastech. Bylo to vnímáno jako samostatný obor. Naopak lesní cesty byly považovány za stavby ryze komerční pro zvýšení finanční efektivity dřevní produkce. A také velice závisely na soudobých dopravních prostředcích a způsobech dopravy.

Lesní cesty Lesní cesty – obr. 1 - pro odvoz dříví se začaly systematicky stavět až na začátku IXX. století. Jednalo se buď o zemní cesty s úpravou pláně (odhumusování a vyrovnání), ale bez konstrukce vozovky (pouze zhutnění podloží), anebo o štětové cesty [8]. Vozovky lesních cest dnešního složení - makadamové – se používají zhruba od konce IXX. století [9]. Lesní cesty se intenzivně vyvíjely zejména v XX. století jak z hlediska jejich množství, tak kvality.

Obr. 1 Lesní cesta s točkou V současné době se pro lesní hospodářskou dopravu v lesích využívají hlavně lesní cesty a dále ostatní účelové komunikace (zejména polní cesty), místní komunikace a silnice. Tyto společně s dalšími stavbami tvoří lesní dopravní síť jako soubor dopravních zařízení všeho druhu sloužící k propojení lesních komplexů se sítí veřejných komunikací, k přibližování a odvážení dříví a jiných produktů z lesa, k dopravě osob a materiálu v souvislosti s hospodařením v lese, popř. i k jiným účelům; součástí lesní dopravní sítě jsou i lesní skládky. Umožňují bezpečný celoroční nebo pouze sezonní provoz [1], [5]. Lesní cesty plní samozřejmě i další funkce – rekreace, obrana státu, zpřístupnění nelesních pozemků, prostupnost krajiny pro složky Integrovaného záchranného systému apod. Před zhruba 50 lety, v roce 1961 bylo v českých krajích evidováno cca 8 tis. km tvrdých lesních cest a 21,5 tis. km měkkých lesních cest [8]. Před 20 lety, v roce 1993 tvořilo lesní dopravní síť v ČR celkem 40 tis. km cest a silnic, z toho 29 tis. km bylo ve vlastnictví lesnických organizací [10]. V současné době je v České republice cca 48 tis. km účelových komunikací využívaných pro potřeby lesního hospodářství – lesních odvozních cest [11]. Výstavba se postupně měnila od ryze štěrkových cest s krytem z nestmelených vrstev ke krytům živičným. Zhruba od 60. let XX. století se začal do konstrukcí lesních cest ve velké míře používat penetrační makadam. Během ropné krize během 70. let XX. století nastal útlum a lesní hospodářství objevovalo některé zapomenuté zkušenosti a dovednosti. Příkladem byl návrat štěrkových a kalových vozovek pod názvem „bavorská metoda“ nebo „minerálbeton“. V té době se ve velké míře používaly místní materiály ze zemníků na lesních pozemcích, které se otevíraly většinou pouze pro jednu stavbu a ihned potom se rekultivovaly. Od 90. let XX. století se pro hlavní lesní odvozní cesty cesty používají kryty z hutněných asfaltových vrstev a pro ostatní lesní cesty štěrkový povrch – mechanicky zpevněné kamenivo nebo vibrovaný štěrk. Specifickými předpisy pro navrhování a výstavbu lesních cest jsou vyhláška č. 433/2001 Sb., kterou se stanoví technické požadavky pro stavby pro plnění funkcí lesa [1], a ČSN 73 6108 Lesní dopravní síť [5]. Výuku lesních cest mají ve svých studijních programech zařazeny obě lesnické fakulty v ČR: Fakulta lesnická a dřevařská České zemědělské univerzity v Praze i Lesnická a dřevařská fakulta Mendelovy univerzity v Brně. Na

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

74


pražské fakultě jsou vyučovány ve studijních předmětech Lesnické stavby, Inženýrské stavby lesnické a Polní a lesní cesty, na brněnské fakulte v studijních předmětech Zpřístupnění lesa a Účelové komunikace v krajině.

Od neškodného svádění horských vod ke krajinnému inženýrství Lesnické vodohospodářské disciplíny (Lesnické meliorace nebo Lesotechnické meliorace) jsou úzce spjaty s obory Kulturně technické inženýrství, později Krajinné inženýrství; rozdělují se na: • Hrazení bystřin – obr. 2 • Hrazení strží a úprava svaženin • Zahrazování lavin • Břehové porosty • Zalesňování spustlých půd • Lesní ochranné pásy • Vodní nádrže • Meliorace lesních půd

Obr. 2 Konsolidační přehrážka Pojem krajinné inženýrství se používal a dnes opět používá pro multidisciplinární obor zajišťující koncepční a soustavné prostorové plánování a tvorbu krajiny v souladu s hospodářskými, enviromentálními, společenskými a kulturními záměry společnosti na využívaný prostor a směřující k zajištění trvale udržitelného využití krajiny. Obvykle se jedná o řešení víceoborových problémů (voda, vegetace, hydrobiologie, hydrochemie apod.) [12].. Specifickými předpisy pro navrhování a výstavbu hrazení bystřin a strží, odvodnění lesa a malé vodní nádrže v lesích jsou vyhláška č. 433/2001 Sb., kterou se stanoví technické požadavky pro stavby pro plnění funkcí lesa [1], ČSN 75 2106 Hrazení bystřin a strží [6] a ČSN 75 2410 Malé vodní nádrže [7]. Kulturně technické inženýrství v historii Krajinné inženýrství má v České republice dlouholetou tradici. Počátky výuky tohoto oboru je možno datovat do období vzniku první české stavovské inženýrské školy, jejímž zakladatelem byl CH.J. Willenberg v roce 1717. Na této škole se začalo s výukou základů zeměměřičství a opevňovacích staveb, významnou součástí však byla i výuka inženýrských staveb vodohospodářského charakteru [13]. Pravděpodobně prvními předchůdci kulturně technických inženýrů na našem území byli tzv. zemští přísežní mlynáři, jejichž činnost uvádějí již kroniky z r. 1340 „pro práce a pořádek na vodách a vodních tocích“. Činnost inženýrů byla

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

75


upravena rakousko – uherským císařským patentem z roku 1859, jímž byl vydán živnostenský řád, a byla vyhlášena za „svobodné povolání“. Snahy vídeňské vlády po úsporách v technické správě vedly v roce 1860 k její reorganizaci a založení stavu civilních inženýrů. Již při úpravě tohoto nařízení bylo navrženo, aby mezi civilními inženýry byl přijat odborník s praxí nazvanou „kulturně technickou“. Protože se jednalo o zastoupení státní moci, patřila jim také mimo správní agendu i technická kontrola vodních děl, dozor nad vedením vodních knih apod. Podmínkou pro přijetí mezi civilní inženýry bylo absolvování kulturně technického oddělení vysoké školy zemědělské nebo směru vodohospodářského a kulturního některé technické vysoké školy a následná praxe. Za počátek novodobé historie a rozvoje kulturně inženýrského oboru v Čechách je možno pokládat rok 1890, kdy bylo na České vysoké škole technické (předchůdce dnešního ČVUT v Praze) zřízeno oddělení zemědělsko-technické. Předcházely mu zákonodárné akce (vydání zákonů vodních, zákona melioračního a zákona o neškodném svádění horských vod - 1884) a zřízení technických kanceláří zemědělských rad (v r. 1883) [12]. Studium zemědělsko-technické bylo zahájeno ve školním roce 1891/92 nejprve jako dvouleté a od dalšího školního roku jako tříleté. V roce 1908 byl zřízen samostatný obor „kulturní inženýrství“ se čtyřletým studiem. Tímto aktem byla deklarována důležitost tohoto oboru a význam jeho studia „v zájmu celého státu z ohledů národohospodářských“. Souběžně byla problematika kulturního inženýrství, pojímaná jako integrovaná péče a opatření především v horských alpských povodích, vyučována i na vídeňské Hochschule für Bodenkultur. Zde také již ve 2. polovině 19. století byla zřízena Katedra hrazení bystřin a lavin. Podobně jako v Praze bylo začátkem 20. století kulturně technické vzdělávání zajištěno i na České vysoké škole technické v Brně, Německé vysoké škole technické v Praze a v Brně a Vysoké škole zemědělské v Brně. Po vzniku samostatné Československé republiky v roce 1918 procházel kulturně inženýrský obor organizačními změnami, které vyplývaly z formování jednotlivých inženýrských oborů na ČVUT v Praze. V roce 1920 vznikla Vysoká škola kulturního inženýrství jako jedna ze sedmi vysokých škol, sdružených v rámci Českého vysokého učení technického. V roce 1923/24 byla spojením Vysoké školy stavebního inženýrství a Vysoké školy kulturního inženýrství dokončena organizační výstavba ČVUT a byla vytvořena Vysoká škola inženýrského stavitelství, na které byly zřízeny dva studijní směry: •

směr konstruktivní a dopravní

• směr vodohospodářský a kulturní Touto organizační změnou došlo ke stabilizaci oboru kulturního inženýrství na pražské technice prakticky až do uzavření českých vysokých škol v roce 1939 [14]. Současnost krajinného inženýrství První zákon o hrazení bystřin, tj. rakousko – uherský zákon č. 117 říšského zákoníku ze dne 30. června 1884 o opatřeních k neškodnému svádění horských vod platil v Československu až do roku 1960. V tomto roce byl nahrazen zákonem č. 166/1960 Sb., o lesích a lesním hospodářství [15]. V novodobější historii došlo při opakovaných transformacích a organizačně-administrativních změnách našeho univerzitního (vysokoškolského) studia k dalším změnám. Přetrvalo však tradování tohoto mezioborového a interdisciplinárního studia jak na technických univerzitách - ČVUT v Praze, VUT v Brně, tak i na zemědělských univerzitách - VŠZ, později ČZU v Praze a MENDELU (donedávna MZLU) v Brně. V návaznosti na více jak devadesátiletou tradici kulturních a kulturně-technických inženýrů a v souvislosti s požadavky odborné praxe byl na našich univerzitách (technického i zemědělského zaměření) již od školního roku 1992/1993 zaveden obor krajinné inženýrství s multidisciplinárním vzděláním, zahrnující následující základní obory: stavební, vodní hospodářství, základy zemědělských nauk a lesnictví, krajinářskou tvorbu a estetiku až po aplikaci základů biologických, ekonomických a ekologických disciplin. Na brněnské zemědělské univerzitě to bylo v souvislosti s rozšiřováním studijních programů na lesnické, později lesnické a dřevařské fakultě; na pražské zemědělské univerzitě to souviselo s obnovením lesnické, později lesnické a dřevařské fakulty, dnes fakulty životního prostředí. V současné době je na obou zemědělských univerzitách v ČR akreditován studijní program Krajinářství / Krajinné inženýrství. Spolková činnost Souběžně s vývojem odborného školství vznikaly a rozvíjely se stavovské, profesní spolky – komory. V roce 1866 založili autorizovaní civilní inženýři v Čechách vlastní spolek, který v roce 1880 přijal název Inženýrská komora pro království české. V r. 1907 byl za podpory Inženýrské komory založen Spolek kulturních inženýrů, který mimo jiné aktivity dosáhl zřízení „poradního sboru pro vodohospodářské meliorace“ na ministerstvu zemědělství. Činnost Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

76


Inženýrské komory, a tím i kulturních techniků, byla zrušena až Zákonem č. 61 ze dne 11.7. 1951. Ještě k 1.1. 1948 sdružovala komora v českých zemích 71 kulturních, 37 lesních a 34 zemědělských inženýrů. V současné době jsou krajinní inženýři sdruženi v České společnosti krajinných inženýrů ČSKI, která vznikla v roce 1998. Česká společnost krajinných inženýrů je výběrové, stavovské a tvůrčí neziskové sdružení odborníků z oblasti tvorby, plánování a ochrany krajiny, navazující na tradici "civilních inženýrů pro kulturní techniku" sdružených ve Spolku kulturních inženýrů. ČSKI byla založena dne 25.2.1998 jako odborná společnost Českého svazu stavebních inženýrů. ČSKI ke konci roku 2009 sdružovala okolo 100 členů [14]. Lesní a krajinní inženýři zabývající se projekcí a výstavbou jsou povinně sdruženi v Česká komořa autorizačních inženýrů a techniků činných ve výstavbě. V současné době (2013) ve svých řadách sdružuje 65 autorizovaných inženýrů oboru Stavby pro plnění funkce lesa. Mnoho dalších krajinných inženýrů je autorizováno v oboru Stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství.

Pozemní stavby lesnické Pozemní stavby lesnické jsou zařazovány mezi Inženýrské stavby lesnické, ale nejsou zahrnuty do oboru Stavby pro plnění funkce lesa. Jedná, resp. jednalo se o budovy a stavby sloužící lesnickému provozu, zejména hájovny, lesovny – obr. 3, myslivecké chaty, správní budovy, manipulační sklady, myslivecká zařízení v honitbě, stavby v oborách [16]. Vzhledem k současné struktuře vlastnictví a správy lesů a k rozsahu nezbytných znalostí v oboru pozemní stavby není třeba uvažovat o samostatném oboru pro lesnictví. Nová výstavba svými konstrukcemi není prioritně zaměřena na tradiční lesnictví a myslivost a stavební údržba stávajících budov probíhá téměř výhradně formou stavebních zakázek firmám, které nejsou specializovány na „lesnické“ budovy.

3

PODNIKATELSKÉ PROSTŘEDÍ

Podle novely autorizačního zákona [2] je od 1. 1. 2004 umožněno krajinným a lesním inženýrům samostatně pracovat jako autorizovaná osoba. Zřízení autorizačního oboru Stavby pro plnění funkce lesa, resp. rozšířením autorizačního oboru Stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství je odstraněním určité nerovnosti mezi přístupem k autorizaci mezi stavebními inženýry a inženýry krajinnými a lesními. Autorizačním orgánem v ČR je Česká komora autorizačních inženýrů a techniků činných ve výstavbě.

Obr. 3 Lesovna

Investoři Rozhodujícím investorem staveb v oboru je s. p. Lesy ČR, který spravuje více než 39 tisíc kilometrů vodních toků (tj. přibližně jednu třetinu délky vodních toků a bystřin v ČR) a který obhospodařuje více než 1,3 milionu hektarů lesního majetku ve vlastnictví státu (což představuje šestinu plochy ČR a zhruba polovinu lesů v ČR). Dalšími významnými investory Staveb pro plnění funkcí lesa jsou s. p. Vojenské lesy a statky a správy národních parků (spravují celkem 239 tis. ha), některé šlechtické rody (Lobkowiczové, Colloredo-Mansfeldové, část rodu Kinských, Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

77


orlická větev Schwarzenbergů, Kolowratové, potomci rodu Sternbergů [17]) a obce a města, resp. jejich sdružení a družstva. Vzhledem k průměrné velikosti soukromého majetku (77 % do 1 ha) nejsou soukromní vlastníci rozhodujícím investorem. Otázkou současnosti zůstává, jakým investorem budou církve, náboženské řády a kongregace. Jedná se o celkové vlastnictví cca 180 tis. ha lesů.

Dotace Do lesnictví i do krajiny směřují různé dotace, které také podporují realizaci Staveb pro plnění funkcí lesa. Základními dotacemi jsou národní dotace administrované Ministerstvem zemědělství ČR – Lesní infrastruktura [18], která je zaměřená na podporu výstavby, modernizace, rekonstrukce a opravy především těchto infrastrukturních objektů: • lesní cesty (včetně souvisejících objektů) • zařízení upravující vodní režim v lesích (včetně souvisejících objektů) • ostatní infrastrukturní objekty a objekty sloužící lesnímu hospodářství Dalším dotačním programem Ministerstva zemědělství ČR je program Ostatní funkce [18], který je zaměřen na financování , resp. spolufinancování enviromentálních (tzv. mimoprodukčních funkcí lesa): • opatření k posílení rekreační funkce lesa (značení, výstavba a rekonstrukce stezek pro turisty do šíře 2 metrů, značení cyklostezek, zřizování herních a naučných prvků, popis informací o místně významných přírodních prvcích, apod.) • opatření k usměrňování návštěvnosti území (zřizování parkovacích míst, odpočinkových stanovišť, přístřešků, informačních tabulí, apod.) • opatření k zajištění bezpečnosti návštěvníků lesa (výstavba objektů pro zajištění bezpečnosti návštěvníků, např. mostky, lávky, zábradlí, stupně, apod.) • opatření k údržbě lesního prostředí (zařízení k odkládání odpadků apod.) • ostatní opatření přispívající ke zvyšování společenské hodnoty lesů (studánky aj.) Pro některé stavby (např. malé vodní nádrže v lese) je (bylo) možno žádat o dotaci v rámci Operačního programu Životní prostředí [19].

Projektanti Typickými projektanty staveb pro plnění funkce lesa jsou jednotlivci - živnostníci (OSVČ), kteří pracují samostatně nebo ve sdružení (formálním i neformálním) se svými kolegy nebo se začínajícími projektanty. Vzhledem k celkové poptávce na trhu to však nemůže být jediným oborem činnosti. Často zpracovávají projektové dokumentace nebo jejich části v oboru Dopravní stavby, Stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství, Územních systémů ekologické stability nebo Zahradní a krajinářské tvorby. Ve většině případů jsou autorizovanými inženýry v oboru Stavby pro plnění funkce lesa a autorizovanými techniky v dalším oboru. Malé projekční firmy se více zaměřují na Krajinné inženýrství a vzhledem k přesahu tohoto oboru zpracovávají i projektové dokumentace z oboru Stavby pro plnění funkce lesa. Firmy vedou autorizovaní inženýři v těchto oborech a zakázky zpracovávají týmy projektantů s různými specializacemi. Zaměstnace v těchto firmách často tvoří mladí absolventi lesnických, krajinářských i vodařských studijních oborů, kteří zde získávají zkušenosti a praxi před autorizací nebo před osamostatněním. Vzhledem ke všeobecnému nedostatku projekčních zakázek velice často Stavby pro plnění funkcí lesa zpracovávají i firmy, které se dříve orientovaly na jiné investory a jiný typ staveb (velké silniční stavby, stavby vodovodů a kanalizací apod.). Pro projektanty specializující se na Stavby pro plnění funkce lesa to samozřejmě znamená ohrožení svého uplatnění na trhu.

Dodavatelé V 50. až 80. létech XX. století byly lesy v převážné míře zestátněny a veškeré lesnické činnosti byly zařazeny do struktury národních podniků státních lesů organizovaných podle tehdejších krajů. Tyto byly řízeny samostatným

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

78


Ministerstvem lesního a vodního hospodářství. V rámci každého krajského podnikového ředitelství byl zřízen stavební závod, který měl na starosti všechny (včetně pozemních) stavby pro tento podnik. Při přeměně těchto národních podniků na stávající s. p. Lesy ČR k 1. 1. 1992 byla zachována pouze správa státních lesů, nikoliv výkon veškerých lesnických činností (až na regionální výjimky 4 lesních závodů). Stavební závody byly zrušeny nebo privatizovány. Dalších zhruba 15 let byly hlavním dodavatelem Staveb pro plnění funkcí lesa specializované stavební firmy, které vznikly privatizací nebo odštěpením od původního stavebního závodu nebo od podobných stavebních organizací rezortu bývalého Ministerstva zemědělství a výživy. Zachováním osobních vazeb na pracovníky s. p. Lesy ČR i mezi jednotlivými konkurenčními firmami probíhala realizace staveb tradičními metodami a postupy, převzatými z minulého období. Vzhledem k realtivnímu dostatku velkých staveb na trhu byly tyto „malé“ stavby ve složitých podmínkách nezajímavé pro velké dodavatele dopravních a vodohospodářských staveb. Po začátku hospodářské krize (2008 – 2009) se tato situace výrazně změnila. Nabídky na dodávku stavby pro plnění funkce lesa podávaly stavební firmy ze všech stavebních odvětví bez rozdílu velikosti i zkušenosti / vztahu k lesnictví, přírodnímu prostředí a tradici oboru. To samozřejmě vyústilo do snížení kvality a životnosti staveb. A následně si to vyžádalo mnohem podrobnější zpracovávání projektových dokumentací, častý výkon autorského dozoru projektanta a mnohem náročnější dozor investora; již nebylo možno spoléhat na dlouhodobě užívané postupy a způsoby organizace výstavby v lese. Proto dnes není možno jednoznačně „popsat“ dodavatele Staveb pro plnění funkcí lesa.

4

SPECIFIKA STAVEB PRO PLNĚNÍ FUNKCÍ LESA

Stavby pro plnění funkce lesa mají svoje specifika při navrhování a realizaci.Několik z nich bylo popsáno výše. Snad největší zvláštností tohoto oboru je existence jednoho velkého investora – s. p. Lesy ČR. A další velkou zvláštností je silná tradice oboru daná propojováním technického řešení s nezbytností na podporu přirozených přírodních procesů. Tato specifika však nejsou jediná a jejich výčet nikdy nemůže být konečný a všeobecný.

Poloha staveb a staveniště Lesní cesty až na výjimky jsou jednopruhové s obousměrným provozem řešeným výhybnami. Jedná se o komplikaci při lesní účelové dopravě. V souvislosti se zákonným zákazem vjezdu a stání motorových vozidel v lese to lesnickému provozu nezpůsobuje větší problémy. Intenzita dopravy na lesních cestách je v průměru velice nízká (do 5 nákladních vozidel za 24 hodin). Větší komplikací je v současné době cykloturistický provoz na těchto cestách. Problém však nastává při organizaci výstavby lesní cesty při údržbě, stavebních úpravách nebo na novostavbách. Dodavatel stavby spolu se zástupcem investora musí vnitrostaveništní dopravu zorganizovat tak, aby provoz na lesní cestě byl jednosměrný, aby řidiči na sebe čekali na výhybnách, lesních skládkách nebo širších nájezdech nebo aby další vůz vjížděl na stavbu až ve chvíli, kdy jej ten předchozí opustí. Při navážení materiálu přímo na pláň (konstrukční vrstvy vozovek) pak nezbývá, než aby vůz k místu složení couval. Děje se tak často i několik kilometrů na lesních cestách se sklonem do cca 12 % a šířce pláně okolo 5 m. Důvodem je zákaz vjíždění do lesa. Při stavbě nebo opravě lesní cesty není možno povolit jízdu lesem po souběžné cestě nebo mezi stromy. Došlo by k utužení a následnému podmáčení lesní půdy s následnou ztrátou na produkci, případně až ke zničení lesního porostu. Hrazení bystřiny jako stavba je velmi často realizováno jako soubor stavebních objektů na toku, které mohou být od sebe navzájem vzdáleny i několik set metrů. Pak je nutno ke každému takovému objektu budovat samostatný přístup, nikoliv však příjezd. Pro realizaci objektu v hluboko zaříznutém korytě se buduje pouze nejnutnější přístup od nejbližší komunikace (obvykle pouze pro kráčející bagr a pro dělníky). Doprava materiálu na stavbu o sklonu i přes 100 % se pak realizuje různými jednoduchými pomůckami – dřevěným žlabem, obedněním kmenů stromů při volném spouštění kamene, doprava betonu v ocelových bednách smykem po svahu pomocí navijáku univerzálního lesnického traktoru apod.

Využívání vegetace ve stavebních konstrukcích Při návrhu a realizaci staveb hrazení bystřin a strží a v krajinném inženýrství se obecně využívají vlastnosti vegetace. Jedná se o objekty z kamene nebo ze dřeva, do kterých se vysadí nebo založí sazenice nebo řízky dřevin, které postupně vyrostou a objekt svými kořeny zpevní. Příkladem jsou drátokamenné gabiony – obr. 4, které jsou uvažovány jako dočasná podpora konstrukce. Také tak jsou popsány např. v Katalogu popisů a směrných cen [20]: Zdivo z lomového kamene na sucho do drátěných košů hranolovitého tvaru z pozinkovaného drátu. Výrobci drátěných košů dnes garantují životnost okolo 80 let. Při navrhování konstrukcí z gabionů je třeba předpokládat, že do té doby bude objekt v rámci

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

79


jiné výstavby odstraněn. Nebo že zdivo bude průtokem spodní vody postupně zaneseno hliněnou maltou a takto vzniklá nika bude obsazena trávami a bylinami, a postupně i dřevinami, jejichž kořeny převezmou armovací schopnost drátěného koše. S podobným cílem se navrhují i další objekty. Pak se označují slovem „oživené“: • oživená rovnanina • oživený zához • oživená srubová stěna • oživený zápletový plůtek Vždy se jedná o konstrukce bez použití betonu a jiných pojiv. Pro výsadby se nejčastění používají řízky různých druhů vrb a olší.

Obr. 4 Akáty „vysazené“ do opěrné zdi z drátokamenných gabionů

Realizace betonových a zděných konstrukcí Spíše než specifikem oboru je problém výroby, dopravy a zpracovatelnosti betonu a cementové malty. Dodržení technologických podmínek na stavbě popsané výše je téměř nemožné. V případě nákupu hotové betonové směsi jsou doba a podmínky dopravy nepřijatelné – dovoz i na několik desítek kilometrů a doprava po komunikacích obtížně sjízdných pro terénní vozidla. Naopak výroba některých druhů betonových směsí na stavbě (ruční míchání nebo při použití malých míchaček) je vyloučena. Řešením je obcházení norem. Buď se na stavbu doveze „suchá“ směs, která se před použitím odebere z hromady a promíchá s vodou. Směs z jedné dodávky se používá i několik dnů. Nebo se betonová směs vyrábí na místě z dopravených surovin a z potoční vody. V obou případech je kvalita betonu a malty sporná. Rozhodně neodpovídá kvalitě stanovené v projektové dokumentaci. Dříve se směsi míchaly na staveništi a příliš se nehledělo na množství použitého cementu. A technická norma nebyla tak sofistikovaná, jako v současné době. V dnešní době norma přesně předepisuje kvalitu a složení betonu a předepisuje další podmínky použití (dobu zpracování, způsob dopravy apod.). Dodavatelé pro zjednodušení nakupují připravené směsi s certifikáty a používají je podle svých možností. Výsledkem jsou stavby opatřené veškerými certifikáty jakosti a prohlášeními o shodě výrobků, které se rozpadají již během záruční doby a při příznivých klimatických podmínkách. Prokazování pochybení ze strany dodavatele je v takovémto případě velice pracné a nákladné.

Klimatické, resp. hydrologické podmínky Většina staveb hrazení bystřin a strží a staveb objektů na lesních cestách je navrhována na tocích s velmi malým dlouhodobým průměřným průtokem Qa nebo na občasných vodotečích. Jedná se o toky s malým povodím (do 5 km2). Takové toky jsou mimo jiné charakteristické velkou rozkolísaností průtoků (poměr Q100 ku Qa může dosahovat hodnot okolo 10 000), rychlým nástupem povodňové vlny (v desítkách minut) a rychlým odezněním povodňové vlny (několik

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

80


málo hodin). Proto je nezbytné stále myslet na bezpečnost a ochranu zdraví pracovníků na stavbě, na zabezpečení stavební mechanizace zejména před znečištěním vody a okolí ropnými látkami a na důsledné skládkování materiálů mimo předpokládaný prostor zátopy.

5

ZÁVĚR

Stavby pro plnění funkce lesa jsou novým pojmem zavedeným autorizačním zákonem v roce 2004 jako jeden z autorizačních oborů ČKAIT. Tento obor je obsažen i v autorizačním oboru ČKAIT Stavby vodního hospodářství a krajinného inženýrství. Společné základy těchto oborů sahají minimálně do roku 1884, kdy byl vydán rakousko – uherský zákon o neškodném svádění horských vod. Obsahem oboru Stavby pro plnění funkcí lesa jsou lesní komunikace a lesní doprava, hrazení bystřin a strží, odvodnění lesa a malé nádrže v lesích. Dříve se používal pojem Inženýrské stavby lesnické nebo Lesnické stavby nebo Kulturně technické inženýrství. Obor je specifický v mnoha směrech. Tím nejvýraznějším je existence jediného velkého investora na trhu – s. p. Lesy ČR. Naopak projektanty bývají jednotlivci – OSVČ, kteří se kromě tohoto oboru uplatňují ještě v jiných oborech. Dodavateli stavebních prací jsou dnes téměř všechny stavební firmy na trhu. Tedy i ty, které se v minulosti orientovaly na jiný typ staveb a jiné investory. Dalšími specifiky oboru jsou např. časté situování staveb, resp. jednotlivých objektů do nepřístupných, hluboce zařezaných koryt potoků, stavební práce na jednopruhových lesních cestách bez možnosti vjíždění do porostů, používání vegetace ve stavebních konstrukcích, problematika betonových a maltových směsí na odlehlých a nepřístupných stavbách, ohrožení staveb povodněmi s rychlým nástupem a s obrovským nárůstem průtoku a další.

PODĚKOVÁNÍ Tento příspěvek vznikl za podpory a s použitím podkladů a údajů firmy A.KTI, s. r. o., lesnická a zemědělská projekční kancelář, Boženy Antonínové 1, 621 00 Brno a s použitím fotografií a textu z archivu autora.

LITERATURA [1] Vyhláška č. 433/2001 Sb., kterou se stanoví technické požadavky pro stavby pro plnění funkcí lesa [2] Zákon č. 360/1992 Sb., o výkonu povolání autorizovaných architektů a o výkonu povolání autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě, platném znění [3] např. Název předmětu: Inženýrské stavby lesnické [cit. 2013-09-02]. Dostupný z http://wp.czu.cz/cs/index.php/?r=1075&mp=subjects.info&code=LTL75E [4] ČKAIT: ROZSAH OBORŮ A SPECIALIZACÍ. [cit. 2013-09-02]. Dostupný z http: //www.ckait.cz [5] ČSN73 6108 Lesní dopravní síť. Praha: Český normalizační institut, 1995. 28 s. [6] ČSN 75 2106 Hrazení bystřin a strží. Praha: Český normalizační institut, 1998. 24 s. [7] ČSN 75 2410 Malé vodní nádrže. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2011. 48 s. [8] MAKOVNÍK, Štefan a kol. Inžinierske stavby lesnícke. Bratislava: Príroda. 1973. 710 s. [9] BENEŠ, Jaroslav. Předpoklady zpřístupnění lesa. Brno: Folia. 1986. 62 s. [10] Zpráva o stavu lesa a lesního hospodářství České republiky k 31. 12. 1994 (Zelená zpráva). Praha: Ministerstvo zemědělství ČR. 1994 [cit. 2013-09-02]. Dostupný z http://www.uhul.cz/zelenazprava/1994/ [11] BYSTRICKÝ, Roman, SIROTA, Ivo. Lesní dopravní síť v ČR – stav a budoucnost. Praha, Lesnická práce. XCII. (2013). č. 1, s. 17 - 19 [12] Dokumentace staveb krajinného inženýrství. DOS T 6:01. Praha: ČKAIT. 2002. [13] VRÁNA K. a kol.: Krajinné inženýrství. Technická knižnice autorizovaného inženýra a technika TK 13, Praha: ČKAIT. 1998. 200 s. [14] Almanach 2008-2009. Praha: Česká společnost krajinných inženýrů. 2009. 73 s. [15] BĚLSKÝ, Jiří. Lesnickotechnické meliorace a hrazení bystřin v České republice. Zpráva k 110 letému výročí činností. Praha: Ministerstvo zemědělství České republiky. 1994, 28 s [16] MAKOVNÍK, Štefan, CHLÁDEK, Gustav. Pozemné stavby lesnícke. Bratislava: Príroda. 1971. 333 s.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

81


[17] KULHANOVÁ, Petra, PAVLOŇOVÁ, Gabriela, VANČURA, Karel. Historie a současnost šlechtických lesních majetků. Praha: Lesnická práce. 2012. 64 s. [18] Struktura dotačních zdrojů [cit. 2013-09-02]. Dostupný z http://eagri.cz/public/web/mze/dotace/ [19] OPERAČNÍ PROGRAM ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ [cit. 2013-09-02]. Dostupný z http://www.opzp.cz/ [20] Katalog popisů a směrných cen stavebních prací. Praha: ÚRS, 2013.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

82


VYUŽITÍ RECYKLOVANÝCH STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ – POPIS VÝZKUMU THE USE OF RECYCLED BUILDING MATERIALS – DESCRIPTION OF RESEARCH David Čech

Anotace Stavebních odpadů z demolic objektů je velké množství a využití takto vzniklého materiálu je stále velmi malé. Například nejjemnější frakce recyklátu, tzv. podsítné se nepoužívá téměř vůbec. Článek popisuje základní údaje o výzkumu, který se zabýval právě využitím podsítného k ozeleňování. V následujících několika odstavcích bude popsána lokalita výzkumu a způsob jeho aplikace. Klíčová slova Podsítné, recyklace, stavební suť, revitalizace, ozeleňování.

1

ÚVOD

Problematika zpětného využití odpadů je v současné době velmi aktuální. Stavební odpady zastupují v České republice přibližně 25% veškerých odpadů, což není zanedbatelné množství. Velká část bohužel končí na skládkách, což působí negativně na životní prostředí. Autoři se ve svém výzkumu zabývají využitím nejjemnější frakce recyklátu (tzv. podsítného), která se dnes v podstatě nevyužívá a končí na skládkách. Jedná se o využití podsítného místo ornice k ozeleňování okolí objektů, svahů kolem cest apod. V následujících částech příspěvku bude popsána aplikace výzkumu.

2

LOKALITA VÝZKUMU

Pro aplikaci výzkumu byly využity vybrané plochy areálu firmy GREMIS, který se nachází v kraji Vysočina ve městě Velké Meziříčí. Areál slouží převážně k drcení následnému uskladnění recyklátu pro následné použití. Terén je členitý, tudíž velice vhodný pro tento výzkum. Na následujících obrázcích je tato lokalita znázorněna.

Obr. 1 Město Velké Meziříčí a umístění lokality výzkumu.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

83


Obr. 2 Areál firmy GREMIS – lokalita výzkumu.

3

POUŽITÉ MATERIÁLY

Recyklát stavební suti Byl použit směsný stavební odpad z demolic, který byl předrcen recyklační linkou firmy GREMIS přímo v areálu. Pro účely výzkumu byla použita nejjemnější frakce (tzv. podsítné), které končí převážně na skládkách. Jde o směsný recyklát, obsahující jak části zdiva a malty, tak betonu. Na následujícím obrázku je zobrazen použitý materiál.

Obr. 3 Použitá frakce recyklátu stavebního odpadu. Jako podklad výzkumných políček bylo použito 10cm podsítného, u některých poté tenká vrstva jako zásyp travní směsi a hnojiva.

Hnojivo Jako hnojivo byl použit přípravek TURFCOMP od firmy Symbiom. Jde o travní hnojivo s mykorhizními houbami. Toto přírodní hnojivo má za úkol postupně zásobovat trávník živinami po celou sezónu, rozšiřovat kořenový systém, zadsržovat půdní vlhkost, což zabraňuje usychání trávníku a také zpevňuje povrch a zabraňuje erozi, takže je velmi vhodný pro použití v tomto výzkumu. Složení hnojiva je následující: •

přírodní jílové nosiče

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

84


6 druhů mykorhizních hub

přírodní složky podporující mykorhizu (humáty, mleté horniny, výtažky z mořských organismů a močovina)

• biologicky rozložitelné polyakrylamidové granule (1% hmotnosti). Dávkování bylo použito dle doporučení výrobce, u většiny výzkumných políček se jednalo o 100g/m2, u některých poté 300g/m2 a pro porovnání byly vytvořeny i políčka bez použití hnojiva.

Travní semeno Byla použita univerzální travní směs, složená z několika odrůd tráv, které jsou přizpůsobeny klimatickým podmínkám v České republice.

4

APLIKACE VÝZKUMU NA LOKALITĚ

Na lokalitě bylo vytvořeno celkem 13 výzkumných políček, které byly vytvořeny několika odlišnými způsoby: Varianty podkladu •

vytvoření podkladu navezenou sutí v tloušťce 10 cm (10 políček)

využití stávajícího materiálu na svahu – pro možnost srovnání recyklátu a hlíny (2 políčka)

sklon vytvořený odpadem – velmi hrubé kamenivo – pouze pro zjištění, zda bude mořné takto vytvořený svah zatravnit (1 políčko) Množství hnojiva •

100g/m2 (9 políček)

300g/m2 (1 políčko)

• bez hnojiva (3 políčka) Konečná úprava •

zapraveno hráběmi (2 políčka)

zasypáno 3 cm suti bez hrabání (6 políček)

• bez úpravy (5 políček) Dalšími odlišnostmi byl sklon a velikost jendotlivých políček, což však nemá podstatný vliv na výsledek výzkumu. Na následujích schématech jsou znázorněny všechna políčka vytvořená na lokalitě výzkumu.

Obr. 4 Schéma políček 1.1 a 1.2.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

85


Obr. 5 Schéma políček 2.1 a 2.2.

Obr. 6 Schéma políček 3.1 – 3.6.

Obr. 7 Schéma políček 4.1 – 4.3. Z následných laboratorních zkoušek byly vyřazeny nepoužitelné vzorky. Jednalo se o políčka 3.1, 3.2, 3.4, 3.5 a 3.6, z důvodu velkého sklonu svahu. Došlo zde k vyplavení travního semene. Dále políčko 4.1, u kterého nebylo použito hnojivo TURFCOMP a růst trávy byl z tohoto důvodu velmi špatný.

LITERATURA [1] www.symbiom.cz [2] https://maps.google.cz

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

86


VYUŽITÍ RECYKLOVANÝCH STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ – VÝSLEDKY VÝZKUMU THE USE OF RECYCLED BUILDING MATERIALS – RESEARCH RESULTS David Čech

Anotace Stavebních odpadů z demolic objektů je velké množství a využití takto vzniklého materiálu je stále velmi malé. Například nejjemnější frakce recyklátu, tzv. podsítné se nepoužívá téměř vůbec. Článek popisuje průběh výzkumu, který se zabýval právě využitím podsítného k ozeleňování. V jednotlivých částech článku budou popsány sledované hodnoty, provedené zkoušky, výsledky výzkumu a nakonec také jeho pokračování. Klíčová slova Podsítné, recyklace, stavební suť, revitalizace, ozeleňování, laboratorní zkoušky, teplota, vlhkost, srážky.

1

ÚVOD

Problematika zpětného využití odpadů je v současné době velmi aktuální. Stavební odpady zastupují v České republice přibližně 25% veškerých odpadů, což není zanedbatelné množství. Velká část bohužel končí na skládkách, což působí negativně na životní prostředí. Autoři se ve svém výzkumu zabývají využitím nejjemnější frakce recyklátu (tzv. podsítného), která se dnes v podstatě nevyužívá a končí na skládkách. Jedná se o využití podsítného místo ornice k ozeleňování okolí objektů, svahů kolem cest apod. V následujících částech příspěvku bude popsána průběh výzkumu.

2

PRŮBĚH VÝZKUMU A SLEDOVANÉ HODNOTY

Výzkumná políčka byla na lokalitě vytvořena dne 10.9.2012. Růst trávy byl pravidelně sledován a dokumentován fotoaparátem. Na následujících obrázcích je patrný vývoj políček.

Obr. 1 Ukázka vytvořených políček.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

87


Obr. 2 Políčko 1.1 po 10ti dnech – bez viditelného pokroku.

Obr. 3 Políčko 1.1 po 45 dnech – viditelný růst. Výzkum probíhal deset týdnů. Po tuto dobu byla pomocí meteostanice sledována teplota a vlhkost vzduchu na lokalitě a samozřejmě také množství srážek. Na následujících grafech jsou zobrazeny průměrné hodnoty v jednotlivých týdnech. Graf č. 1 zobrazuje teplotu vzduchu, která byla přijatelná pro růst trávy.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

88


Graf č. 1 Teplota vzduchu v místě lokality v době výzkumu.

Graf č. 2 Vlhkost vzduchu v místě lokality v době výzkumu. Na grafu č. 2 je zobrazena vlhkost vzduchu na lokalitě, která byla poměrně vysoká, což mělo kladný vliv na průběh celého výzkumu, vzhledem k poměrně nízkým srážkám, které jsou zobrazeny na grafu č. 3.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

89


Graf č. 3 Srážky v místě lokality v době výzkumu. Celkově vzato bylo počasí v lokalitě výzkumu příhodné pro úspěšný průběh výzkumu.

3

ODEBÍRÁNÍ VZORKŮ A LABORATORNÍ ZKOUŠKY

Během deseti týdnů, kdy byl výzkum aplikován na lokalitě, byly provedeny zkoušky použitého recyklátu stavebního odpadu. Nakonec po dvou měsících byla provedena poslední laboratorní zkouška. Jednalo se o následující tři zkoušky: • Stanovení pH recyklátu Na základě laboratorního měření pH bylo zjištěno, že recyklát vykazuje zásadité pH. Naměřená hodnota pH byla 9,4. • Zkouška stanovení objemové hmotnosti – Proctorova zkouška Proctorova zkouška byla provedena na vzorku, který byl dodán laboratoři. Jednalo se o podsítnou frakci recyklátu, který byl ve výzkumu použit. Výsledkem této zkoušky je maximální objemová hmotnost suché směsi, která byla 1831 kg/m3. Dálším výstupem je optimální vlhkost vzorku, která vyšla 14,3 %. Posledním výsledkem zkoušky je křivka znázorňující vztah mezi vlhkostí a objemovou hmotností suché směsi, která je zobrazena na obrázku 4.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

90


Obr. 4 Křivka znázorňující vztah mezi vlhkostí a objemovou hmotností suché směsi. • Stanovení zrnitosti zeminy Z výsledku této zkoušky nám vyplývá složení recyklátu z hlediska velikosti zrn. Zkouška byla provedena na dodaném vzorku podsítného recyklátu, který byl použit ve výzkumu. Složení vzorku je následující: o prachová složka 15% o písčitá složka 55% o štěrková složka středního rozsahu 30% Detailní výsledek zkoušky je patrný z obrázku 5, na kterém je znázorněna křivka zrnitosti zkoušeného vzorku.

Obr. 5 Křivka zrnitosti zkoušeného vzorku. •

Krabicová smyková zkouška

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

91


Ze všech políček kromě vyřazených byly odebrány 4 vzorky o průměru 10 cm a byla na nich provedena krabicová smyková zkouška. Na následujích dvou fotografiích je znázorněn způsob odebírání vzorků z výzkumných políček.

Obr. 6 Ukázka odebírání vzorků o průměru 10 cm pro krabicovou smykovou zkoušku.

Obr. 7 Část odebraných vzorků pro krabicovou smykovou zkoušku. Výsledkem zkoušky je zjištění úhlu vnitřního tření a soudržnost zeminy. V tabulce č. 1 jsou vypsány výsledky krabicové smykové zkoušky. Je patrné, že výsledky u vzorku 1.2 a 3.3 se výrazně liší, důvod těchto výkyvů je zvolený způsob vytvoření těchto políček. Horní vrstvu těchto dvou políček tvořily 3cm suti bez zapravení, což mohlo způsobit tyto negativní výsledky.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

92


Vzorek 1.1 1.2 2.1 2.2 3.3 4.2 4.3 zemina

ɸef (°) 35,4 38,8 37,1 37,6 38,5 36,6 39,7 42,5

cef (kPa) 16,0 3,0 15,0 14,0 7,0 16,0 14,0 20,0

Tab. 1 Výsledky krabicové smykové zkoušky Celkově vzato jsou výsledky krabicové smykové zkoušky dobré. Závěry všech čtyř zkoušek budou popsány níže v závěru.

4

POKRAČOVÁNÍ VÝZKUMU

Výzkum pokračuje také v roce 2013, výsledky však z důvodu pozdní aplikace z důvodu nepříznivých klimatických podmínek nejsou známy. Další částí výzkumu v roce 2013 je využití hrubé frakce recyklátu místo drenáže, výsledky této části se očekávají do konce tohoto roku.

5

ZÁVĚR

Některé vzorky se ukázaly jako nepoužitelné a byly vyřazeny. Na základě výsledků všech laboratorních zkoušek je možné prohlásit následující: •

upravení políček horní 3cm vrstvou recyklátu bez zapravení se ukázalo jako špatné a tuto metodu by bylo možné použít pouze pro zatravnění rovinných prostorů

dávkování hnojiva 100g/m2 se ukázalo jako dostačující, ale pro lepší růst je vhodné použít 300g/m2

na základě výsledků, kromě výše zmíněných vzorků lze usoudit, že je možné tuto metodu použít pro ozeleňování rovinných ploch, ale také svahů a to až do sklonu 30° (je nutné počítat s tím, že převažuje písčitá frakce)

dále je možné použití pro svahy do sklonu 40° za použití geomříže

důležitým faktorem je také zemina, na které je tato metodika použita a podle toho je nutné volit technologický postup – zohlednění tohoto faktoru bude součástí pokračování výzkumu.

recyklát je zásaditý, tudíž by bylo vhodné, aby byla organická složka kyselejší, mohlo by se jednat například o přidání rašeliny (tato problematika bude řešena v pokračování výzkumu).

LITERATURA [1] ČSN EN 13286-2:2005 Nestmelené směsi a směsi stmelené – Část 2: Zkušební metody pro stanovení laboratorní srovnávací objemové hmotnosti a vlhkosti – Proctorova zkouška [2] CEN ISO/TS 17892-4:2004 Geotechnický průzkum a zkoušení – Laboratorní zkoušky zemin – Část 4: Stanovení zrnitosti zemin [3] CEN ISO/TS 17892-10:2004 Geotechnický průzkum a zkoušení – Laboratorní zkoušky zemin – Část 10: Krabicová smyková zkouška

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

93


K MOŽNOSTI NUMERICKÉHO MODELOVÁNÍ ŠÍŘENÍ TEPLA PRO ENERGETICKY ÚSPORNÉ STAVBY ON THE POSSIBILITY OF NUMERICAL MODELLING OF HEAT TRANSFER FOR ENERGY SAVING BUILDINGS Petra Jarošová, Stanislav Šťastník, Jiří Vala

Anotace Příspěvek ukazuje možnost systémového přístupu k analýze stavebního objektu jako tepelného systému, založeného na fyzikálních principech klasické termomechaniky a poměrně jednoduché numerické analýze jednotlivých komponent a celého systému, využívaje běžnou metodu sítí (konečných diferencí) a metodu časové diskretizace (konstrukce Rotheho posloupností), generující iterativní algoritmus řešení řídkých soustav nelineárních algebraických rovnic. Modulární struktura výpočtového systému umožňuje zahrnout solární zisky, proudění vzduchu v místnostech apod., což může být přínosné pro navrhování energeticky úsporných a pasívních staveb v souladu s novými požadavky evropské legislativy. Klíčová slova Energeticky úsporné stavby, přenos tepla, výpočtové modelování.

1

ÚVOD

Evropská legislativa směřuje na základě výzkumných projektů i společenských iniciativ ke snaze o stále šetrnější využívání přírodních zdrojů v souladu s požadavkem trvale udržitelného rozvoje společnosti, což se ve stavebnictví odráží v navrhování energeticky úsporných budov, směřujícímu postupně k pasívním standardu, jak ukazuje ilustrační obr. 1. Věrohodná kvantitativní predikce chování takových budov, prezentovaných v českých, středoevropských klimatických, historických a dalších podmínkách podrobně v [8], není zjednodušitelná na jednoduché vzorce platných technických norem, pocházející z 19. a začátku 20. století, bez podpory moderních vědeckých výpočtů. Řadu pokusů o překonání tohoto neudržitelného stavu v různých společenských podmínkách a na rozdílné úrovni komplexnosti dokumentují [3], [4] a [15].

Obr. 1 Příklady pasívní architektury: vlevo bytový dům v Židlochovicích (2009), vpravo rodinný dům v Brně-Bystrci (2012). Zdroj: archív autorky. V [11] se na základě rozsáhlého, převážně empirického výzkumu ukazuje, že klíčovým aspektem udržitelného bydlení je příjemný pocit obyvatel, podmíněný vhodnými vnitřními klimatickými podmínkami. Oceňován je i vliv rozptýleného slunečního záření v zimních měsících, zatímco přímé vystavení slunečním paprskům v letním období (případně za velmi slunných dní i v zimě) je vnímáno jako diskomfort, jenž musí být kompenzován vhodnou ochranou. Standardní odhady tepelně izolačních a akumulačních schopností budovy nejsou schopny věrohodně zahrnout tyto ani další efekty, jako vliv teploty lidského těla na celkovou energetickou bilanci, případně režimy větrání, podrobně analyzované v [6]. Tento příspěvek poukazuje na možný kompromis mezi nutnou relativní jednoduchostí výpočtů a komplexností problémů udržitelného bydlení, šetrného k přírodním zdrojům a přívětivého k uživatelům, založený na systémové Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

94


přístupu podle [10]. Budova je uvažována jako tepelný systém, sestávající z jednotlivých prvků, na které lze nazírat jako na subsystémy původního (nadřazeného) systému. Každý prvek je opatřen deterministickým popisem přenosu tepla, založeným na základních principech klasické termodynamiky. Vzájemné vazby mezi jednotlivými prvky, stejně jako mezi prvky a vnějším prostředím, jsou realizovány prostřednictvím přestupových (a okrajových) tepelných toků. Tuto hierarchii respektuje originální výpočtový systém, vyvíjený postupně v programovacím jazyku Pascal na Ústavu technologie stavebních hmot a dílců Fakulty stavební VUT v Brně (dále jen ÚTHD).

2

FYZIKÁLNÍ A MATEMATICKÝ PŘÍSTUP

Uvažujme jistý prvek zmiňovaného systému, nacházející se v oblasti Ω s dostatečně hladkou hranicí ∂Ω v trojrozměrném euklidovském prostoru R3, opatřeného katézskou soustavou souřadnic x := (x1, x2, x3) , měnící se v čase t z reálného konečného časového intervalu I, začínajícího (pro jednoduchost označení) od nuly. V libovolném bodě hranice ∂Ω uvažujme jednotkkový vektor (formálně) vnější normály ν := (ν1, ν2, ν3) ; její orientace musí být respektována v celém systému. Předpokládejme, že umístění Ω je nezávislé na čase; obecnější případy s lagrangovskou a eulerovskou formulací a jejich kombinacemi jsou studovány v [1], s. 185. Budiž ρ(x,t) hustota materiálu (konstrukčního či izolačního prvku budovy, vzduchu v místnosti apod.) v libovolném bodě x ∈ Ω a čase v čase t ∈ I , v(x,t) := (v1(x,t), v2(x,t), v3(x,t)) odpovídající rychlost změny geometrické konfigurace a τ(x,t) příslušná teplota. Uvažujme nejprve obecnou skalární veličinu φ na Ω×I, jíž přísluší jistý objemový zdrojový člen fφ a povrchový zdrojový člen gφ := (gφ1, gφ2, gφ3) . Podle [1], s. 13, můžeme s využitím Gaussovy věty psát zákon zachování veličiny φ ve tvaru

Pro jednoduchost zápisu budeme používat Einsteinovo sčítací pravidlo pro všechny hodnoty indexů z množiny {1,2,3} (tj. sčítá se přes opakované dolní indexy), tečkou budeme označovat parciální derivaci podle času, zatímco parciální derivace podle některé z proměnných xi pro index i ∈ {1,2,3} bude naznačována čárkou před příslušným dolním indexem. Užitečné nám bude rovněž označení typu ψ’ := ψ. + ψ,iv,i . V případě výskytu volného indexu i,j,k ∈ {1,2,3} (neuplatní-li se Einsteinovo sčítací pravidlo), předpokládá se, že příslušný vztah platí pro všechny hodnoty příslušného indexu a každé přípustné x a t. Toto označení umožňuje převést (1) do diferenciální podoby Princip zachování hmotnosti pracuje s φ = 1, fφ = 0 a gφi = 0 ; obecnější případy jsou diskutovány v [16] a [17]. Ze vztahu (2) tak snadno vychází podtržené členy (zde i dále) jsou nenulové i za předpokladu konstantní hustoty ρ. Princip zachování (lineární) hybnosti pracuje s φ = vj , fφ = γj a gφi = σij + pδ ij , kde γj označuje objemové (zpravidla gravitační) zatížení, σij napětí v materiálu, p tlak plynu a δij Kroneckerův symbol (nabývající hodnoty 1 pro i = j, 0 jinak). Princip zachování úhlové hybnosti ve smyslu [1], str. 5, vynucuje pouze symetrii σij = σji ; zobecněním v případě coseratovského koninua se zabývá [18]. Obvyklé konstitutivní vztahy jsou: Newtonův viskózní vztah (z teorie malých přetvoření) kde µ je součinitel viskozity, a rovnice ideálního plynu v níž nová charakteristika r = ϖR podle [7], s. 327, obsahující univerzální (molární) plynovou konstantu R ≈ 8,3443 J/(K.kmol), vyžaduje znalost hodnot součinitele ϖ z tabulek [12]. Potom vztahy (2), (4) a (5) po delším výpočtu, v němž se nakonec využije i (3), vedou k výsledku

(což je už potřebný vztah srovnatelný s (3), bez přítomnosti dalších neznámých veličin).

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

95


Princip zachování energie pracuje s φ = vj vj /2 + cτ , kde jako nová materiálová konstanta vystupuje tepelná kapacita ve smyslu [1], str. 34, fφ = γj vj + ω a gφi = (σij + pδ ij) vj + qj , kde ω označuje objemový tepelný tok (zohledňující případný zdroj tepla uvnitř Ω) a qj jsou složky povrchového tepelného toku. Fourierův konstitutivní vztah zaručuje pro předepsanou tepelnou vodivost λ . Další, tentokrát skutečně pracný výpočet, přenecháme trpělivému čtenáři. Vyjde se ze vztahů (2) a (7) a ve vhodné fázi úprav se použijí postupně vztahy (3) a (6). Konečným výsledkem ( srovnatelným opět s (3)) pak je

Tím už získáváme kompletní soustavu parciálních diferenciálních rovnic evolučního typu (3), (6) a (8). První výpočtové přiblížení realitě spoléhá na předpoklad konstantní hustoty ρ . Potom (3), (6) a (8) lze přepsat do bezrozměrného tvaru, srovnatelného s [5], str. 11 (kde však chybí první pravostranný podtržený aditivní člen (8)); přitom se zavádějí nové konstanty, známé jako Reynoldsovo, Strouhalovo, Froudeho a Rayleighovo číslo, jež velmi podrobně studuje [9], str. 50.

3

VÝPOČTOVÉ ALGORITMY

Pro úspěšné výpočtové modelování je nezbytné znát počáteční hodnoty ρ(x,0), v(x,0) (3 složky) a τ(x,0) . Poněvadž soustava (3), (6) a (8) se všemi členy (v obecném případě), nebo jen s podtrženými členy (pro zjednodušený odhad) je prvního řádu vzhledem k čase, je toto nastavení zřejmě dostatečné. Zavedení okrajových podmínek lze pak interpretovat jako požadavek správného vymezení vzájemných vazeb příslušných veličin mezi zvoleným prvkem systému a jeho sousedy. Pro tepelné toky lze tak např. zavést přestupovou podmínku na ∂Ω s přestupovými součiniteli α a β ; vlnovka naznačuje, že veličina pochází ze sousedního prvku systému. Jedná-li se o kontakt systému s vnějším prostředím, objeví se v (9) jistá (předem známá) hodnota q namísto qiνi ze sousedního prvku. Speciálními volbami hodnot α a β lze implementovat Dirichletovy, Neumannovy i Newtonovy přestupové (či okrajové) podmínky. Volba přestupových (či okrajových) podmínek pro složky qi může být nicméně podstatně obecnější, snažíc se vystihnout i další tepelné procesy, nezahrnuté v (7). V první řadě jde o vliv tepelné radiace, vycházející ze StefanovaBoltzmannova zákona podle [2], s. 116, kde hodnota q je úměrná jisté kladné mocnině τ ; to do našeho modelu vnáší další podstatné nelinearity, jejichž matematické aspekty jsou studovány v [13], str. 253. Obdobné podmínky lze (přinejmenším formálně) formulovat také pro rychlosti v, případně i pro hustotu ρ , namísto teploty τ . Výpočtová praxe se nicméně uchyluje k technickým zjednodušením, jejichž důvodem je neznalost přesných údajů o pohybu vzduchu po hraničních plochách; to se týká i našeho ilustrativního příkladu. Přibližné řešení soustavy (3), (6) a (8), opatřené diskutovanými vedlejšími podmínkami, lze získat řešením posloupnosti jednodušších diskrétních problémů, jež konverguje (v nějakém rozumném smyslu) k řešení původního (nekonečněrozměrného) problému: diskretizace I může využít metody časové diskretizace (konstrukce Rotheho posloupností), : diskretizace Ω pak následně metody sítí (konečných diferencí). Možnou alternativou metody sítí je přitom zejména metoda konečných prvků či metoda konečných objemů, alternativou metody časové disretizace metoda přímek. Obecná teorie řešitelnosti soustavy (3), (6) a (8) představuje nicméně dosud otevřený matematický problém, jehož klíčová část je šestým ze souboru sedmi Millenium Prize Problems, formulovaných Clay Mathematics Institute v roce 2000. Zmiňovaný software, vyvíjený na THD, pracuje s metodou sítí a s Crankovým-Nicholsonovým schématem pro iterativní linearizaci výsledné rozsáhlé řídké soustavy lineárních algebraických rovnic. Ilustrativní obr. 1 ukazuje příklad rozložení rychlostního pole proudění ohřátého vzduchu v dolní části okna spolu s rozložením teploty; je použit dvourozměrný model za předpokladu nestlačitelnosti vzduchu. Následující obr. 3 porovnává výsledky numerického mmodelování s experimentálními hodnotami pořízenými termokamerou.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

96


Obr. 2 Příklad rozložení rychlostního pole [m/s] proudění ohřátého vzduchu v horní části okna – levý graf. Odpovídající teplotní pole [K] – pravý graf.

Obr. 3 Tepelná analýza okna: vlevo snímek z termokamery, vpravo porovnání nasnímaných hodnot s výsledky numerické simulace na ÚTHD.

4

ZÁVĚR

Teorie existence řešení soustavy (3), (6) a (8) s patřičnými počátečními, okrajovými a přestupovými podmínkami není zdaleka uzavřena, což má za důsledek nemožnost korektní formální verifikace navržených algoritmů. V dosavadních výpočtových experimentech se pracuje s řadou zjednodušení a zanedbáváním řady reálných, zejména nedeterministických vlivů. S ohledem na tyto skutečnosti se korelace mezi experimentálními a numerickými výsledky, naznačená na obr. 3, zdá být slibná a motivační pro další vývoj příslušného softwaru na ÚTHD. Konečným cílem našeho snažení nicméně nemůže být ani formální verifikace a praktická validace predikce polí teploty, rychlosti a hustoty, ani návrh z hlediska stavební fyziky optimálního objektu s minimální energetickou náročností, překonávající zpřísňované požadavky evropských norem. Skutečnou cílovou funkcí je totiž spokojenost obyvatel nově realizovaných i rekonstruovaných objektů, jež je četných, obtížně kvantifikovatelných vlivů s přesahem do architektury i sociálních věd.

PODĚKOVÁNÍ Prezentované výsledky byly získány za podpory projektu specifického výzkumu VUT v Brně, reg. č. FAST-S-13-2088.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

97


LITERATURA [1] BERMÚDEZ DE CASTRO, A. Continuum Thermomechanics. Birkhäuser, Basel, 2005. [2] DAVIES, M.G. Building Heat Transfer. J. Wiley & Sons, Hoboken, 2004. [3] FANG, X., LI, Y. Numerical simulation and sensitivity analysis of lattice passive solar heating walls. Solar Energy 69 (2000), s. 55-66. [4] FARUQI, M., , P. Simulation analysis of passive solar structures using heat transfer equations. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, s. 41-45. [5] FERZIGER, J.H., PERIĆ, P. Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer, Berlin, 2002. [6] GROSSKLOS, M., KNISSEL, J., LOGA, T. Fensteröfnung in Passivhäuser. Bauphysik 26 (2004), s. 79-85. [7] HORÁK, Z., KRUPKA, F. Technická fyzika. SNTL, Praha, 1976. [8] JIRÁNEK, T., VŠETEČKA, P., a kol. Manuál energeticky úsporní architektury. Státní fond životního prostředí a Česká komora architektů, Praha, 2010. [9] KUNEŠ, J. Modelování tepelných procesů. SNTL, Praha, 1989. [10] KUNEŠ, J., VAVROCH, O., FRANTA, V. Základy modelování. SNTL, Praha, 1989. [11] OTTO, F. Einfluss der vom menschlichen Körper absorbierten Solarstrahlung für das Wärmeempfinden in Gebäuden. Bauphysik 31 (2009), s. 25-37. [12] RECKNAGEL, H., SPRENGER, E., SCHRAMEK, E.R. Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik 2000. R. Oldenburg, München, 1999. [13] ROUBÍČEK, T. Nonlinear Partial Differential Equations with Applications. Birkhäuser, Basel, 2005. [14] ŠŤASTNÍK, S., VALA, J. On the thermal stability in dwelling structures. Building Research Journal 52 (2004), s. 31-55. [15] UDAGAWA, M, ROH, H. Design with heat load simulation od combined passive-active systems. 9th International IBPSA Conference Building Simulation in Montreal, 2005, s. 1261-1268. [16] VALA, J., ŠŤASTNÍK, S., KOZÁK, V. Micro- and macro-scale thermomechanical modelling of bulk deformation in early-age cement-based materials. Key Engineering Materials 65 (2011), s. 111-114. [17] VALA, J. Multiphase modelling of thermomechanical behaviour of early-age silicate composites. In: Mass Transfer in Multiphase Systems and its Applications (El-Amin M., ed.), Chap. 3. InTech, Rijeka, 2011, s. 49-66. [18] VARDOULAKIS, I. Lecture notes on Cosserat continuum mechanics with applications to the mechanics of granular media. 3rd National Meeting on Generalized Continuum Theories and Applications in Thessaloniki, 2009, 1-136.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

98


STAVENIŠTNÍ HLUK JAKO NOVÝ ASPEKT PŘI MODELOVÁNÍ VÝROBNÍHO PROSTORU STAVBY Radka Kantová

Anotace Příspěvek pojednává o nutnosti zavedení nových přístupů při optimalizaci návrhu stavenišť, zavedení aspektu hlukové zátěže staveniště do stavebně technologické přípravy výstavby. Hovoří se zde také o stávajícím legislativním pozadí této problematiky, dále o funkci hlukových studií a způsobu jejích získání za pomocí softwarové podpory. Klíčová slova Staveništní hluk, modelování výrobního prostoru stavby, optimalizace stavebních procesů, hlukové limity

1

STAVENIŠTNÍ HLUK

Vznikem průmyslu nastal nástup hluku v životním prostředí člověka. Hluku jakožto nežádoucího zvuku, doprovázejícího takřka každou technickou činnost člověka. Hluku nelze přivyknout, nelze se mu přizpůsobit, má rušivé účinky, obtěžuje, při dlouhodobějším působení zanechává zdravotní následky. V současnosti jsou zdroje hluku vnímány jako škodliviny ovlivňující pracovní a životní prostředí člověka. Vzhledem ke stále se zvyšující intenzitě hlukových projevů začala být tato záležitost monitorována a byly definovány hranice těchto nežádoucích zvuků (hluku) pro tzv. vnitřní chráněné prostory ( tedy uvnitř budov ), a venkovní chráněné prostory ( kolem budov). Rozsáhle se hlukem a jejími limity zabývá stavitelství dopravní (modeluje a definuje se hluková zátěž dle takzvaných technických požadavků a také se pracuje s pojmem tzv. staré hlukové zátěže, kde jsou zohledněny akustické situace venkovního prostoru, které nelze měnit či napravovat tam, kde výstavba proběhla již v dobách minulých ). [4] [5] [6] Veškerý dosavadní zájem o tuto problematiku je však zatím spíše omezen na zkoumání hluku při užívání dopravní infrastruktury, než na zkoumání hluku při její výstavbě, či při výstavbě staveb pozemních. Stejně tak letecké stavby jsou s problematikou hluku úzce spojeny, ale stejně jako u předchozího, je kladen důraz na splnění limitů pro provoz letišť, ať již z pohledu odstupu od bytové zástavby, nebo volbou druhu provozu či přímo volbou používaných strojů. V pozemním stavitelství je problematika hluku řešena široce v rámci stavební fyziky - akustiky, tedy pro vnitřní prostředí budov, kde jsou poznatky poměrně široké a literatura k tomuto tématu dostupná, problematice se věnuje mnoho odborníků. Jak je z výše uvedeného patrno, vzhledem k dlouhodobosti zátěže je věnována pozornost monitorování hluku při užívání staveb, avšak poměrně málo řešena je problematika v průběhu výstavby. Avšak i proces výstavby jakéhokoliv investičního díla může být také poměrně dlouhý, v řádech měsíců, případně i let. Překračování hlukových limitů vnějšího chráněného prostoru při náročnějších technologiích výstavby je vcelku běžnou záležitostí, která obvykle končí výjezdem městské či státní policie na místo staveniště, udělováním pokut a v krajním případě zastavením stavby. Objevují se již i poměrně časté soudní spory o ušlé zisky, a to zejména v případě znevýhodnění podnikatelských subjektů v sousedství výstavby, neboť povinností dodavatele stavby je organizačně zajistit, aby v rámci jejich činnosti byly dané limity splněny. Hluk ze staveništního provozu ovlivňuje samozřejmě také zdravotní stav všech pracovníků zdržujících se v prostoru stavby ( hlavní dodavatel, subdodavatelé…..) a obyvatele žijící v blízkosti stavby. Vzhledem k tomu, že hodnoty hluku v prostředí neustále stoupají a v celosvětovém měřítku dochází k názorovým posunům směrem k prvořadosti kvality života a zdraví, bude zcela jistě v nejbližší době přísněji upraveno také budování stavenišť s ohledem na hluk z výstavby. Jistě ve výhledu dojde také k hlukovým certifikacím strojů, v současnosti je povinnost uvádět hluk v DB u každého stroje a u starších mechanismů řešena hlučnost zajištěním běžné údržby.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

99


Obr. 1 Demolice objektu patří k nejnáročnějším technologickým postupům z hlediska ohrožení třetích osob a zátěže hlukem Zařazením požadavku na hlukovou zátěž výstavby se stává hluk jedním z činitelů výrobního procesu, stejně jako pracovní síly, prostředky a předměty a lze s ním také v optimalizačních návrzích takto pracovat. Pohlédneme li na přípravu realizace stavby z tohoto pohledu, můžeme volit a plánovat předem postupy, které sníží hlučnost výstavby. Jednou z hlavních možností je volba protihlukových stěn již ve fázi projekčních prací, zde je však nutné počítat také s finančními a časovými nároky na její realizaci.

Obr. 2 Protihluková mobilní stěna Je možno také volit různé stroje s různou hlučností či jejich kombinace, lze je v rámci zařízení staveniště umisťovat různě s ohledem na řazení dílčích stavebních procesů, prostorovou a časovou strukturu výstavby. Stejné dílo lze docílit různými stavebně technologickými postupy ( souběžnou, postupnou, proudovou výstavbou ), kdy mohou některé vhodně umístěné objekty staveniště či objekty výstavby plnit funkci akustické zábrany, což může být v některých případech jediným řešením pro možnost vyhovění požadavku na venkovní chráněné prostory. Popisem hluku se zabývají hlukové studie, ve kterých lze akustickou situaci vnějšího prostředí vhodně modelovat a změnou velikosti či polohy objektů odečítat míru akustického útlumu, kterého lze v daném prostředí docílit. Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

100


Obr. 3 Typ výstavby postupné, kdy je nutno chránit nastěhované obyvatele před hlukem z výstavby, některé objekty jsou již v užívání, jiné ve výstavbě (Nové Pitkovice)

Legislativní rámec problematiky Ochrana lidského zdraví před hlukem a vibracemi je zakotvena v zákoně č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví, konkrétně v §§ 30-34 tohoto zákona [1]. Dalším je zákon č. 309/2006 Sb., kterým se upravují další požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v pracovněprávních vztazích a o zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při činnosti nebo poskytování služeb mimo pracovněprávní vztahy (zákon o zajištění dalších podmínek bezpečnosti a ochrany zdraví při práci) [2]. V souladu s těmito zákony bylo vydáno nařízení vlády č. 272/2011 ze dne 24. srpna 2011 o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací [3]. Toto nařízení zapracovává příslušné předpisy Evropské unie a upravuje hygienické limity hluku a vibrací na pracovištích, způsob jejich zjišťování a hodnocení a minimální rozsah opatření k ochraně zdraví zaměstnance. Určuje hygienické limity hluku pro chráněný venkovní prostor, chráněné venkovní prostory staveb a chráněné vnitřní prostory staveb, dále hygienické limity vibrací pro chráněné vnitřní prostory staveb, způsoby měření a hodnocení hluku a vibrací pro denní a noční dobu. V části třetí uvedeného nařízení je definován hluk v chráněných venkovních prostorech staveb a chráněném venkovním prostoru a stanoveny limity. Toto nařízení se pro účely měřeni hluku a při hodnocení hluku odkazuje na postupy podle metod a terminologie týkajících se oborů elektroakustiky, akustiky a vibrací, obsažených v příslušných českých technických normách. Při jejich dodržení se výsledek považuje za prokázaný. Uplatňují se korekce a nejistoty měření. V období před rokem 2011 platilo nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací, které se NV 272/2011 zrušilo [3]. V mnoha odborných textech a odkazech je však zmiňováno. V uvedené platné legislativě jsou definovány tyto druhy chráněných venkovních prostor: Chráněný venkovní prostor staveb lůžkových zdravotnických zařízení včetně lázní, Chráněný venkovní prostor lůžkových zdravotnických zařízení včetně lázní, Chráněný venkovní prostor ostatních staveb a Chráněný ostatní venkovní prostor. Povinností provozovatele zdroje hluku a vibrací je dle zmíněného zákona technicky či organizačně zajistit, aby jím provozované zařízení dané limity splňovalo.

Hlukové studie Hlukové studie vyžadují hygienické stanice nebo stavební úřady jako podklad pro rozhodování při územním nebo stavebním řízení, podklad k žádosti o vydání integrovaného povolení, atp. Hlukové studie modelují hluk u silniční a železniční dopravy, průmyslových celků a studie staveb a interiéru (šíření hluku mezi místnostmi v rámci jednoho objektu, šíření hluku z vnitřních prostor objektu přes fasádu směrem k chráněným místům, šíření hluku z venku přes fasádu do chráněného vnitřního prostoru objektu, výpočty doby dozvuku v interiéru). Hlukové studie zachycují vliv hluku ze stávajících a projektovaných staveb na nejbližší chráněná místa – pozemky a bytová zástavba. Vypočtené hlukové parametry jsou následně porovnány s přípustnými hygienickými limity uvedenými v nařízení vlády č. 272/2011 Sb.[3]

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

101


SW podpora K modelování hlukových map je využíváno sofistikovaný programů, které pracují s fyzikálními veličinami definujícím hluk tak, aby bylo možné vyčíslený hluk modelovat pomocí izofon, neboli vrstevnic hluku. Na trhu je několik softwarových systémů, které umožňují vytipování, okamžitou analýzu různých zdrojů hluku a stanovení jejich vzájemného podílu na celkovém hluku. Jsou rozděleny dle zacílení na prostředí, ve kterém hluk chceme posuzovat. •

CadnaA – programový produkt pro výpočet a hodnocení hluku ze silniční a železniční dopravy, z letecké dopravy, z průmyslových zařízení a průmyslových závodů a areálů, z průmyslových zdrojů, hluku ze sportovních zařízení a zařízení pro volný čas.

CadnaR – software pro výpočet a posouzení hluku v místnostech a na pracovištích

BASTIAN – programový produkt pro výpočet přenosu zvuku mezi místnostmi v budovách a pro výpočet přenosu zvuku z venkovního do vnitřního prostoru

Neprůzvučnost – programový produkt pro teoretické posouzení vzduchové a kročejové neprůzvučnosti stavebních konstrukcí

HLUK+ – programový produkt pro výpočet hluku z dopravních a průmyslových zdrojů

Smyslem modelování za SW podpory je vyjádření hlukové zátěže vyvolané definovanými zdroji, zpravidla ve formě hlukových zón vymezených izofonami. Způsob, jakým byly izofony stanoveny je však nutno doložit ve vstupních údajích a podmínkách výpočtu. Nejdůležitější roli má izofona o hodnotě rovné nejvýše přípustné hladině akustického tlaku z provozu vyvolávajícího hlukovou zátěž, kde se vymezuje území s hlukem vyšším než je limit pro druh hlukové zátěže a příslušný časový interval dle současné legislativy. Hluková studie je tedy soubor tabulek s definovanými vstupy, zvolenými hodnotami prostředí (odrazivý či pohltivý terén atp.), výpočtů akustických hodnot ve zvolených bodech vnějšího chráněného prostoru (obvykle body na fasádách přilehlých objektů) s doloženými mapovými podklady s vymodelovanými hlukovými zónami pro vizuální představu hlukových poměrů. V souladu s těmito požadavky jsou pro účely veškeré dopravy (letecká, dálniční, silniční), navrhována ochranná hluková pásma (OHPL, OHPD…), chybí však podrobnější podklady pro sofistikovaný přístup k problematice staveništního hluku. Zavedením přesnější metodiky pro práci se zdroji hluku, hlukovými bariérami ať již umělými nebo vytvořenými plánovaným sledem operací na staveništi ( umístění figur zeminy, skládek materiálu, buňkovišť atd.) by se mohlo lépe předejít takovým situacím, jako řešení překročených hlukových limitů v průběhu výstavby nebo sankce vyplývající ze zastavené stavby.

Obr. 4 Výkres zařízení staveniště s vhodně umístěnou protihlukovou stěnou, (Centrum podpory humanitních věd CARLA, Filozofická fakulta MU) Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

102


Lze říci, že hluk je jedno z kriterií, které definujeme pro určení míry negativního vlivu na životní prostředí člověka. Je tedy nutné se v optimalizačních procesech přípravy výroby zabývat oblastí staveništního hluku, jeho vzniku, modelování, vymezení vstupních údajů pro hlukové studie stavenišť, návrhu dílčích opatření ke snížení hluku a návrhu celkové metodiky k posuzování hluku na staveništi.

PODĚKOVÁNÍ

Prezentované výsledky byly získány za podpory projektu OKTAEDR – patrnerství a stě stavebnictví, Registrační číslo projektu CZ.1.07/2.4.00/31.0012. LITERATURA [1] [2]

[3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]

ZÁKON Č.258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví, ve znění pozdějších předpisů Zákon č. 309/2006 Sb., kterým se upravují další požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v pracovně právních vztazích a o zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při činnosti nebo poskytování služeb mimo pracovněprávní vztahy (zákon o zajištění dalších podmínek a ochrany zdraví při práci) NV 272/2011 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. Technické podmínky (TP) Ministerstva dopravy ČR 189 II. vydání „Stanovení intenzit dopravy na pozemních komunikacích“ TP 219 „Dopravně inženýrská data pro kvantifikaci vlivů automobilové dopravy na životní prostředí“ TP 225 II. vydání „Prognóza intenzit automobilové dopravy” HRAZDIL, V: Ekologie a bezpečnost práce, Fakulta stavební VUT v Brně, 2008, MODUL 1, Ekologické aspekty výstavby HRAZDIL, V: Ekologie a bezpečnost práce, Fakulta stavební VUT v Brně, 2008, , MODUL 2, Bezpečnost práce a řízení stavebního podniku HRAZDIL, V: Ekologie stavební výroby, Fakulta stavební VUT v Brně, 2009, MODUL 1, Enviromentální požadavky na výstavbu PUŠKÁR, j: Znižovanie hluku v pozemných stavbách, Bratislava 1988

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

103


SPOLUPRÁCE VUT V BRNĚ SE STAVEBNÍMI FIRMAMI NA ZAJIŠTĚNÍ ODBORNÝCH PRAXÍ STUDENTŮ OBORU REALIZACE STAVEB Radka Kantová

Anotace Příspěvek pojednává o způsobu zajištění odborných praxí studentů VUT v Brně, Fakulty stavební, navazujícího magisterského programu Stavební inženýrství, oboru Realizace staveb. Odborné praxe jsou pro tyto studenty povinným předmětem v letním semestru prvního ročníku magisterského studia. Zajištění odborných praxí pro studenty je uskutečňováno fakultou prostřednictvím garantujícího ústavu Technologie, mechanizace a řízení staveb. Příspěvek popisuje způsoby, možnosti a výsledky spolupráce se stavebními společnostmi, které jsou do zmíněné spolupráce na zajištění odborných praxí zapojeny a hodnotí vývoj v uplynulých akademických letech. Klíčová slova CW20 - Odborná praxe, oddělení přípravy, výrobní a předvýrobní príprava, stavbyvedoucí, asistent stavyvedoucího, Záznam o odborné praxi, hospitační činnost na stavbě, závěrečný seminář odborných praxí

1

VÝZNAM ODBORNÉ PRAXE

Každý zaměstnavatel ocení u uchazeče o zaměstnání, který je absolventem vysoké školy, alespoň znalosti a zkušenosti získané brigádnickou činností v průběhu studia. Obvykle se však jedná o krátkodobé brigády v průběhu letního období, které často neodpovídají cílové oblasti uplatnění, a to třeba i přes to, že jsou uskutečněny ve stavebnictví. Jen několik málo studentů může nabídnout v životopise pracovní historii s dlouhodobými pobyty ve stavebních společnostech na pozicích, které by byly zárukou jejich odborných kvalit. Na tuto skutečnost reagovalo VUT v Brně, fakulta stavební zařazením odborných praxí do výuky letního semestru prvního ročníku. Odborná praxe je zde vedena jako povinný předmět s kódovým označením CW20, s ohodnocením 12 kredity. Tento předmět je specifikem oboru Realizace staveb, zkráceně nazývaného oborem „R.“ Zařazení povinné odborné praxe do letního semestru prvního ročníku umožňuje studentům ověřit a uplatnit své znalosti v praxi a reagovat následně na své studijně odborné potřeby v závěru studia, zejména při zpracování diplomové práce. Díky odborné praxi se často podaří problematiku stavby, na které student vykonává odbornou praxi, spojit se zadáním jeho diplomové práce. Takto student zúročí veškeré nabyté vědomosti a informace o daném investičním díle, a dílčí výstupy jeho závěrečné vysokoškolské práce mohou sloužit, a velmi často skutečně slouží, k využití přímo při realizaci stavby. Spojení zadání závěrečné práce a odborné praxe však není podmínkou studia, pouze a jen oboustrannou výhodou.

Zařazení odborné praxe do studia na VUT v Brně Studijní obor Realizace staveb je nabízen v navazujícím magisterském programu Stavební inženýrství, ve kterém je předmět Odborná praxe zařazen v letním semestru prvního ročníku studia, s nástupem po ukončení zkouškového období letního semestru, tedy zhruba od poloviny dubna do konce června daného roku, tedy deset týdnů. Studium oboru Realizace staveb garantuje Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb fakulty stavební v Brně, jehož zaměstnanci se podílí nejen na výuce jednotlivých předmětů, ale také právě na zajištění a kontrole průběhu odborných praxí studentů. Tento navazující magisterský obor si mohou zvolit absolventi bakalářského studijního programu, zejména přicházející z oborů Pozemní stavby, Konstrukce a dopravní stavby, Vodní hospodářství a vodní stavby. Zájem studenta o studium oboru Realizace staveb, ve kterém je Odborná praxe zařazena, předpokládá základní znalosti problematiky stavitelství, zejména pak zájem o oblast stavebně technologické přípravy, řízení a realizace staveb. Každým rokem jsou odborné praxe zajišťovány 45ti - 50ti na obor přijímaných studentů, a to na základě smluv o spolupráci při zajištění odborné praxe, které spolu uzavírají stavební firmy a fakulta stavební VUT v Brně.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

104


Průběh odborných praxí Odborné praxe jsou obdobím, na které se studenti těší, potřebují si ověřit, zda teoreticky zvládnuté znalosti uplatní v praxi. Na stavbě se studenti musí seznámit s projektem, s problematikou technické i technologické struktury stavby, podílí se na přípravě výrobních procesů, sdílejí problematiku managementu realizace staveb včetně projektového řízení, uplatňují získané základy ovládání softwarových podpor ve stavební praxi používaných, leckdy ověří i schopnost komunikace v cizím jazyce. Průběh praxí je také monitorovan fakultou prostřednictvím hospitací na stavbách. Část z doby praxe student vykoná práci přímo na stavbě při její realizaci a část v oddělení přípravy staveb. Po celou dobu deseti týdnů je pod dohledem kmenového pracovníka firmy. Průběh celé praxe si student zaznamenává do Záznamu o odborné praxi, dohlížející nadřízený pracovník ho do „Záznamu“ také písemně hodnotí a na základě předložení tohoto dokumentu na závěrečném semináři je studentovi udělován zápočet.

Obr. 1 Příklad vyplněného „Záznamu o odborné praxi“ studentkou umístěné u firmy Metrostav a.s. [1] K průběhu praxí si každý student připravuje také prezentaci, kterou přednese na workshopu, pro její zpracování získávají studenti v průběhu praxe podklady- fotografie, videa, technické údaje.

Obr. 2 K průběhu praxí si každý student připravuje také prezentaci, kterou přednese na workshopu[1]

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

105


Dosavadní zapojení spolupracujících firem Při přípravě oboru bylo hlavní myšlenkou pro zajištění odborných praxí spolupracovat trvale s pěti stavebními společnostmi, smlouvy byly podepsány se společnostmi Metrostav a.s., Subtera a.s., Skanska a.s., OHL ŽS a.s, Zlínstav a.s. Vývoj stavu na stavebním trhu však byl důvodem ke změnám, mezi dlouhodobě spolupracující stavební firmy stále patří Metrostav a.s., Skanska a.s., OHL ŽS a.s, Zlínstav a.s., každá z těchto firem zajišťuje odborné praxe pro 4 až 15 studentů každý rok již od akreditace oboru. Pouze smluvním zajištěním s těmito firmami však nebylo ( s počtem ubývajících staveb ) možné pokrýt dostatečně všechny studentské praxe, neboť roli hraje region působnosti firmy, umístění stavby a druh stavby - to jsou hlavní kriteria, dle kterých si vybírají studenti firmu a firmy studenty. Postupně se tedy dalších letech se zapojily firmy IMOS Brno a.s, STAEG spol.s r.o., STAVOS s.r.o.,UNISTAV a.s., SYNER s.r.o. a spolupracují dodnes.

Engineering

Vzhledem k postupně se prohlubující krizi ve stavebnictví se také zapojily některé další firmy v průběhu času, ale často pouze jednorázovým zajištěním odborné praxe pro jednoho studenta a jeden rok bez výhledu na spolupráci trvalou či dlouhodobější, neboť nemohou nabídnout každý rok vhodnou stavbu pro umístění studenta. Obhájením závěrečných prací v únoru 2013 byl ukončen čtvrtý běhu studia oboru Realizace staveb. Odborné praxe studentů úspěšně proběhly po pět let, již byly ukončeny v červnu 2013 závěrečným seminářem odborné praxe pro pátý běh studia a začíná příprava smluvních vztahů pro šestý běh studia, tedy pro praxe s nástupem v dubnu roku 2014. Vývoj spolupráce lze hodnotit tak, že z původně plánovaných pěti stavebních společností, které pokryjí potřebu umisťování studentů se portfolio firem a tedy smluvních vztahů rozrostlo v roce 2013 již na 22 stavebních firem pro zajištění praxí 48 studentům. Počet studentů v jednotlivých firmách byl nerovnoměrně rozložen, nejvíce odborných praxí nabídl Metrostv a.s. Tab. 1 Přehled stavebních firem a zajištěných odborných praxí studentů v roce 2013 Stavební firma

Počet studentů

Stavební firma

Počet studentů

Metrostav a.s.

10

VHS Brno a.s.

1

OHL ŽS a.s.

5

SaS stavby spol.s.r.o.

1

Zlínstav a.s.

5

TERRABAU s.r.o.

1

STAEG spol.s r.o.

4

TRADIX s.r.o.

1

Skanska a.s.

2

Váhostav a.s.

1

IMOS Brno a.s.

2

Staving s.r.o.

1

SYNER s.r.o.

2

Kers s.r.o.

1

UNISTAV a.s.

2

FS monolity s.r.o.

1

PSG - International a. s.

2

Navrátil s.r.o.

1

STAVOS Engineering s.r.o.

1

1.kamenická stavební s.r.o.

1

Hochtief CZ a.s.

1

Navláčil stavební firma s.r.o.

1

Závěrečné semináře OP Závěrem odborných praxí je každým rokem setkání firem, studentů a pedagogů zajišťujícího ústavu na půdě fakulty, tedy workshop s názvem „Vyhodnocení odborných praxí“, mezi studenty nazývaný závěrečný seminář, neboť ukončuje celou praxi a je na něm studentům udělen klasifikovaný zápočet, studenti zde uzavírají předmět s kódovým označením CW20 Odborná praxe a získávají 12kreditů pro zápis do posledního ročníku studia.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

106


Obr. 3 Studenti sledují prezentaci spolužáka při ukončení odborných praxí na závěrečném semináři

Obr. 4 Studenti na závěrečném semináři, v zadní části místnosti také zástupci firem a akademických pracovníků Závěrečné semináře jsou setkáním všech zúčastněných, studentů, pedagogů školy, zástupců firem. Vytváří a utužují se zde potřebné vazby pro další spolupráci, ať již mezi školou a stavební praxí,ale také si zde mohou udělat srovnání kvalit studentů personalisté a odborníci, kteří přijedou sledovat akci přímo z firem. Tato zpětná vazba je přínosná pro všechny zúčastněné.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

107


Obr. 5 Příklad části prezentace, kde student hodnotí přínos odborné praxe[3] Nezanedbatelný je i odborný přínos, studenti seznámí zde své spolužáky a členy hodnotící komise složené z pracovníků fakulty a stavebních firem se stavbou jako takovou, nejeni se svou činností. Tím získávají studenti přehled i o jiných stavbách, problémech a specifiku investic v jiných regionech, u jiných firem nebo na jiných typech výstavby.

Obr. 6 Příklad části prezentace, kde studentka seznamuje s technickým a technologickým řešením stavby [2] Hlavním cílem celého závěrečného workshopu je udělení zápočtu, je hodnocena kvalita zpracování prezentace a zohledněno hodnocení firmou. Garant předmětu na závěr dne udělí zápočty.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

108


Obr. 7 Příklad vyplněné části „Záznamu“ pro závěrečný seminář, udělení zápočtu[1]

Potřeba rozšíření portfolia spolupracujících firem Úvodem nutno říci, že zájem studentů o studium tohoto oboru výrazně převyšuje nabídku fakulty, podaných přihlášek bývá dvakrát až třikrát více, než je možno nabídnout studijních míst Vzhledem k situaci na trhu práce by pro udržení kvality odborných praxí studentů bylo pro garantující ústav výhodou získání dalších stavebních společností, které by akceptovaly společný cíl odborných praxí studentů oboru Realizace staveb a nabídly možnost umístění studentů na pozice zakotvených ve smluvním vztahu se školou. Přijali by tedy studenta na pozici stavbyvedoucího nebo asistenta stavbyvedoucího a také vybrali vhodnou investiční výstavbu pro získání odborných zkušeností studenta. Fakulta stavební VUT v Brně by ráda uspokojila poptávku studentů po otevření dalších míst otevíraných na oboru a hledá pro předmět CW20 další stavební firmy. Pokud by další firmy nabídly pracovní místa, byly podepsány nové „Smlouvy o spolupráci při zajištění odborných praxí“, mohlo by dojít k rozšíření počtu nabízených míst oboru, a nastaly by zejména lepší možnosti pro výběr vhodných staveb pro umístění studentů. Stavby se liší nejen typem a rozsahem výstavby ale také umístěním v oblasti ČR, což je důležitý motivující prvek pro obě strany, studenta i potenciálního zaměstnavatele, účelem je získání budoucí trvalé pracovní pozice, což je podmíněno zájmem pracovat v určité oblasti.

Zapojení do projektů Fakulta stavební v Brně se zapojila do projektu CZ.1.07/2.2.00/28.0301 Středoevropského centra pro vytváření a realizaci inovovaných technicko-ekonomických studijních programů (používaná zkratka CEPRI), kde pro předmět CW20 žádá garantující ústav podporu pro inovaci uvedeného kurzu, zejména náhradu části výdajů na pobyt studenta na odborné praxi. Odborné praxe roku 2013 již byly takto podpořeny. Fakulta stavební je také řešitelem projektu OKTAEDR – patrnerství a stě stavebnictví, Registrační číslo projektu CZ.1.07/2.4.00/31.0012, tento projekt podporuje navazování nových kontaktů mezi školou a stavební praxí. Projekt je zaměřen na tvorbu a udržování partnerské sítě. Síť bude vzájemně propojovat Fakultu stavební Vysokého učení technického v Brně, významná výzkumná a vývojová pracoviště, partnery z oblasti podnikatelského sektoru ,oborová sdružení. Cílem sítě v rámci projektu OKTAEDR je umožnit rozšíření vzájemné spolupráce, vytvoření nových podmínek pro přenos teoretických i praktických znalostí a zkušeností mezi výzkumem a stavební praxí.

LITERATURA [1] [2] [3]

Prezentace k závěrečnému semináři studentka Jana Pilařová Prezentace k závěrečnému semináři studentka Jolana Holubová Prezentace k závěrečnému semináři student Jakub Janíček

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

109


PŘÍČINY A DŮSLEDKY VAD REVITALIZOVANÝCH LEHKÝCH OBVODOVÝCH PLÁŠŤŮ BUDOV OD-001 „BOLETICKÝ PANEL“ CAUSES AND CONSEQUENCES OF DEFECTS REVITALIZATION OF LIGHTWEIGHT CLADDINGS OF BUILDINGS OD-001 “BOLETIC PANEL“ Pavel Liška

Anotace Lehké obvodové pláště byli v tehdejším Československu velice rozšířeným typem opláštění administrativních objektů. Jejich kvalita po stránce konstrukční, technologické i životnosti byla a stále je na špatné úrovni. Proto bylo nezbytné začít tyto konstrukce revitalizovat. Tento proces byl ještě umocněn stále se zvyšujícími požadavky na tepelně technické vlastnosti obálky budov. O možnostech revitalizace ve většině případů rozhodují finanční možnosti investora. Toto kritérium je velice významné a v některých případech má dokonce vliv na kvalitu provedených prací i samotnou konstrukci. Proto je nezbytné při rozhodování o způsobu revitalizace brát v úvahu i tuto problematiku. Klíčová slova Příčiny, důsledky, lehký obvodový plášť, termografická diagnostika, vizuální prohlídka

1

ÚVOD DO PROBLEMATIKY

S rozvojem stavebnictví po druhé světové válce v tehdejším Československu byl značný tlak na výstavbu administrativních objektů. Aby mohly být tyto požadavky zcela uspokojeny, bylo potřeba přistoupit k maximálnímu zprůmyslnění stavebnictví. Přesun většiny prací do továrních hal, vyloučení mokrých procesů či linková výroba tento krok umožňovala. Do stavebnictví se zapojila další odvětví průmyslu, jako jsou např. strojírenství, chemie či sklářství. To umožnilo maximální využití tehdejšího potenciálu průmyslu. Lehké obvodové pláště (dále jen LOP), které k nám přišly v šedesátých letech minulého století byly pro tyto systémy prefabrikací ideálním typem konstrukce [1], [3], [4]. Vlivem technologické nekázně, malou trvanlivostí použitých materiálů, špatnou propracovaností konstrukčních detailů a tepelně technických parametrů konstrukce došlo k mnoha problémům, které měly za následek degradaci konstrukce a zvýšení požadavku na jejich revitalizace. Základní problémy, které tyto konstrukce doprovází, jsou zejména tepelné nepravidelnosti „tepelné mosty“ (Obr. 1), kondenzace vodních par na povrchu i uvnitř konstrukce (Obr. 3), degradace prvků (Obr. 4), vysoká průvzdušnost, problém udržení tepelné pohody uvnitř objektu jak v zimním, tak i v letním období a jejich skončená předpokládaná životnost 30 let [2]. O možnostech revitalizace ve většině případů rozhodují finanční možnosti investora. Toto kritérium je velice významné a v některých případech má dokonce vliv na kvalitu provedených prací i samotnou konstrukci. Jedním z aktivních nástrojů pro odhalování a zjišťování rozsahu vad může sloužit infračervená termografie. I když tato metoda má řadu omezení např. u provětrávaných fasád či klimatické podmínky, dá se využít u většiny obvodových plášťů.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

110


Obr. 2 Snímek viditelného spektra k IČT Obr. 1 [2]

Obr. 1 Infračervený termosnímek (dále jen IČT) na lehký obvodový plášť OD-001 „Boletický panel“ z vnitřní strany [2]

Popis Jednotka Hodnota Emisivita 0,96 Teplota vnitřního vzduchu °C 20,00 Zdánlivě odražená teplota °C 20,00 Teplota vnějšího vzduchu °C -12,00 Poznámky: Jihovýchodní strana Schodišťový prostor Skoro jasno Bez srážek Snímek pořízen v 8:00 hodin (východ slunce v 7:35 hodin) Použité zařízení Termokamera FLUKE TI 55FT – 20 Tab. 1 Parametry k IČT Obr. 1 [2]

Obr. 3 Pohled na degradující kotevní hák OD-001 „Boletický panel“[2]

Obr. 4 Pohled na rám okenní výplně při vytvoření námrazy kondenzující vodní páry uvnitř objektu OD-001 „Boletický panel“ [2]

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

111


2

KONSTRUKCE OD-001 „BOLETICKÝ PANEL“ PŘED REVITALIZACÍ

Při zachování nosné konstrukce jsou jednotlivé revitalizace přizpůsobeny původní konstrukci OD-001 „Boletický panely“. Je nezbytné mít dobře nastudovanou problematiku těchto konstrukcí nejen z hlediska konstrukce, ale i prověřený jeho aktuální stav, kvůli dostatečné únosnosti. Konstrukce OD-001 “Boletický panel“ byla v tehdejším Československu nejvíce realizovaný předsazený obvodový plášť panelového typu s nosnou rámovou konstrukcí. Jeho výroba začala už v letech 1960 až 1961 v Závodech stavební prefabrikace, n. p. Boletice u Děčína, který se stal zároveň největším producentem v celém Československu. V osmdesátých letech jeho výrobní kapacita činila kolem 100 tisíc m2 konstrukce za rok (25 tisíc panelů). V průběhu let se do výrobního programu zapojovaly další podniky např. Pozemní stavby, n. p. Bratislava nebo Zukov, n. p. Praha. Konstrukce se vyznačovala malou vhodností pro objekty s velkými požadavky na hygienu např. školky. Proto se konstrukce využívala zejména pro administrativní objekty, kulturní domy či pošty. Maximální výška objektu směla být 100 m nad úrovní terénu. Jeho základní technické parametry jsou uvedeny v Tab. 2 [1], [3], [4]. Popis Hmotnost panelu Skladebná šířka Skladebná výška Skladebná tloušťka Výška okna Výška podokenní části Průměrný tepelný odpor panelu celého panelu Součinitel prostupu tepla v netransparentní části Součinitel prostupu tepla v transparentní části Průměrný tepelný odpor nepravidelností Vzduchová propustnost oken Relativní zvuková neprůzvučnost panelu Požární odolnost panelu

Jednotka kg ∙ m-2 mm mm mm mm mm m2∙K∙W-1 W·m-2·K-1 W·m-2·K-1 m2·K·W-1 m2·s-1·Pa-1 dB s (min)

Hodnota 50 600, 900, 1 200, 1 500 3 300, 3 600 90 1 600, 1 800 1 000 2,020 0,496 3,498 0,533 0,620 25 1920 (32)

Tab. 2 Základní technické parametry LOP OD-001 „Boletický panel“[1], [3], [4] Základní skladebná šířka u běžných panelů je 0,6; 0,9; 1,2 a 1,5 m, skladebná výška 3,3 a 3,6 m (atikové panely 3,6; 3,9 a 4,2 m). Nosný rám panelu je tvořen v případě obvodové a střední příčle uzavřeným tenkostěnným profilem průřezu 90x40 mm a tloušťce 2 mm, parapetní a nadpražní příčle byly prováděny z profilu U. V netransparentní (neprůhledné) části pláště je vnitřní povrch stěn buď z dřevotřískových desek, nebo z azbestocementových desek o tloušťce 15 mm (v závislosti na požadavcích protipožární ochrany). Za těmito deskami je minerální tepelná izolace nebo pěnové sklo o tloušťce cca 60 až 80 mm v ochranném plastovém obalu. Tato tepelná izolace je buď zakryta azbestocementovou deskou, nebo kovovým roštem. Azbestocementová deska odděluje a chrání tepelnou izolaci vůči toku vzduchu, který je nasáván z venkovního ovzduší štěrbinami v místech vodorovné spáry a pod parapetem u oken. Kovový rošt má pouze funkci přídržnou. Z důvodu kondenzace vzdušných par, které pronikají z vnitřního prostředí do venkovního, byla navržena větraná vzduchová mezera, která měla eliminovat srážení těchto par na vnitřním povrchu vnějšího skla. Sklo, které tvoří vnější povrch, je buď opaktní nebo smaltované a to vždy v tvrzené formě. Připevnění tohoto skla k nosné rámové konstrukci je pomocí hliníkových lišt, které zabezpečují relativně dobré upevnění. Transparentní (průhledná „okenní“) část je tvořena buď dřevěnými, ocelovými či hliníkovými okny nebo jejich kombinací. Okna jsou vertikálně otočná otvíravá nebo kyvná. V případě, že okenní část je horizontálně členěna na dva díly, spodní část je řešena jako pevná. Zasklení je zdvojené, nebo z izolačních dvojskel. Ve svislé spáře jsou k sobě panely připevněny svěrnými spoji. Zakrytí těchto spojů je z venkovní strany realizováno hliníkovými lištami a z vnitřní strany stejným materiálem, jako je vnitřní opláštění „azbestocementová nebo dřevotřísková deska“. Ve vodorovné spáře jsou panely k sobě připevňovány tzv. přeplátovanými spoji, kdy dolní panel je překryt okapem, který je součástí panelu nad ním. Spoje mezi panely musí být pevné, aby nemohlo dojít k posunům. Připevnění panelů k nosné konstrukci je řešeno prostřednictvím kotevních háků (dva dolní a dva horní), které jsou součástí panelů na svislicích. Hák je zaklesnut do předem připravených kotevních desek, které jsou upevněny k nosným průvlakům. Rektifikace byla umožněna ve třech směrech. Ve svislém směru byla rektifikace zabezpečena pomocí oválných otvorů v rovině průčelí vzájemným posunem závěsných a kotevních háků do 20 mm. V kolmém směru byla rektifikace zabezpečena pomocí vodorovných přítlačných šroubů do Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

112


15 mm. Po ukončení rektifikace se všechny šrouby zavařily, aby nemohlo dojít k jejím pootočením a následné odchylce od požadované roviny. Panely byly z továren na místo zabudování dopravovány v plně nebo částečném kompletizovaném stavu (Obr. 5) [1], [3], [4], [5].

Obr. 5 Pohled na lehký montovaný plášť budovy OD-001 „Boletický panel“

3

KONSTRUKCE OD-001 „BOLETICKÝ PANEL“ PO REVITALIZACI

V současné době existuje mnoho způsobu, jak se dají tyto konstrukce revitalizovat. Každá stavební společnost, projektant či dodavatel stavby, zabývající se touto problematikou, má svoje vlastní konstrukční řešení. Jedná se ale o ověřené systémy, které se ve velkém množství aplikují ve stavební výrobě. V následujícím textu je poukázáno na ty nejvíce používané a v praxi běžně zažité. Pasportizace jednotlivých typů revitalizací bylo provedeno, jak vizuálně tak infračervenou termografií. Prohlídka ukázala na nedostatky, které tyto konstrukce doprovázejí. Objekty po revitalizace měly nesrovnatelně menší tepelné nepravidelnosti než v případě konstrukce OD-001 „Boletický panel“, a to především díky lepším tepelně technickým vlastnostem, vyřešením návazností na ostatní konstrukce a odstranění špatných konstrukčních detailů. Druh technologie, stáří konstrukce i její údržba přímo ukazují na rozsah a množství tepelných nepravidelností v konstrukci.

Revitalizace plechovými kazetami DEKMETAL LOP byl revitalizován způsobem se zachováním původní nosné konstrukce. Ostatní prvky opláštění byly odstraněny tj. vnitřní i vnější opláštění, okenní výplně, tepelná izolace i klempířské prvky. V konstrukci nebyly žádné prvky obsahující v jakékoliv formě azbest. Proto práce nemusely být za přísných bezpečnostních opatření. Na zachovanou nosnou konstrukci byly namontovány nové okenní výplně. Pomocí šroubů se upevnily k nosné rámové ocelové konstrukci, připojovací okenní spára se vyplnila nízkoexpanzní polyuretanovou pěnou. Na vnitřní straně okenní spáry se montovala parotěsná izolace a na vnější straně paropropustná-vodotěsná izolace. Vnitřní parotěsná izolace se následně překryla sádrokartonovými deskami o tloušťce 15 mm (upevnění vruty přímo na nosnou konstrukci) a osadila se krycí lišta okolo oken. Z vnější strany se na zachovanou nosnou konstrukci opláštění upevnil oboustranný nosný rošt tvořený z konzoly A a profilu Z50. Tepelná izolace tloušťky 90 mm se umístila do míst původní tepelné izolace a posléze byla překryta další tepelnou izolací o tloušťce 60 mm, která zakryla i nosnou konstrukci. Následně se přichytila pojistná hydroizolační fólie a profil OM50 se ukotvil k profilu Z50. Na takto vytvořený rošt se osadily plechové kazety [6], [11]. Vizuální prohlídka Vizuální prohlídka ukázala na nedostatky v oblastech nízké kvality provedených prací a nedodělků. Z Obr. 6 je patrné upevnění plechové kazety až na druhý pokus. Špatné přisazení dvou klempířských prvků nebylo výjimkou. Na některých klempířských prvcích z důvodu neodborného provádění se objevovala počínající koroze. Nejedná se

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

113


pouze o vizuální nedostatky, ale o postupnou degradaci konstrukce, kdy může těmito vadami dojít k zatékání dešťové vody do konstrukce a tím ke zhoršení tepelně technických vlastností konstrukce či k zrychlení její degradace. Další viditelným nedostatkem je napojení na stávající konstrukce v prostorách hygienických místností. V těchto místech bylo jasně viditelné neodborné provedení spíše „neprovedení“ parotěsné izolace okenní spáry na vnitřní straně. Z těchto příčin, voda obsažená ve vzduchu vlivem rozdílu parciálních tlaků vzduchu proniká směrem do vnějšího prostředí, kde v zimním období může kondenzovat (Obr. 7).

Obr. 6 Pohled na ukotvení plechové kazety a větrací mřížky, revitalizace systémem DEKMETAL

Obr. 7 Neodborné provedení okenní spáry v hygienických prostorách, revitalizace systémem DEKMETAL

Infračervená diagnostika V případě revitalizace systémem plechových kazet DEKMETAL byly jasné tepelné nepravidelnosti v místech původního nosného rámu (Obr. 8). V těchto místech dle projektové dokumentace byla tepelná izolace tvořena minerální vlnou o tloušťce 60 mm. Tento defekt byl nejvýraznější ze všech revitalizovaných systémů. Další typické tepelné nepravidelnosti byly v místech špatného uložení tepelné izolace. Kritická povrchová teplota pro vnitřní povrchovou vlhkost byla těsně nad požadovanou hodnotou normy (přesnost měření ±2 °C).

Obr. 9 Snímek viditelného spektra k IČT Obr. 8

Obr. 8 IČT snímek na vnitřní povrch opláštění, revitalizace systémem DEKMETAL

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

114


Popis Jednotka Hodnota Emisivita 0,96 Teplota vnitřního vzduchu °C 22,10 Zdánlivě odražená teplota °C 21,40 Vlhkost vnitřního vzduchu % 26,70 Vzdálenost M 2,68 Dle ČSN EN 13187 Rozdíl teplot mezi vnějším a vnitřním °C 26,5 prostředím během zkoušky Rozdíl vnějších teplot 24 hodin před zahájením °C 6,00 zkoušky Rozdíl vnitřních teplot během zkoušky °C 3,80 Rozdíl vnějších teplot během zkoušky °C 1,70 Rychlost větru m/s 0,4 Teplota bodu změřená dotykovým teploměrem °C 17,10 Poznámky: Jihovýchodní strana Kancelář Zataženo Bez srážek Otopná tělesa – vypnuta 24 hodin před měřením Snímek pořízen v 9:16 hodin (východ slunce v 7:43 hodin) Použité zařízení Termokamera FLIR E30bx Tab. 3 Parametry k IČT Obr. 8

Revitalizace deskami FERMACEL Demontážní práce se zahájily vyjmutím připevňovacích lišt, vnějšího parapetu a vnějšího skla. V případě vyjmutí okenních výplní se okamžitě zabudovala nová. Pomocí šroubů se okenní rámy upevnily k nosné ocelové konstrukci, připojovací okenní spára se vyplnila nízkoexpanzní polyuretanovou pěnou. Degradovaná původní tepelná izolace se nahradila a poškozený rám se ošetřil nátěrem. Z důvodu max. vzdálenosti podpor (625 mm) pro FERMACELL desky se vložil pomocný profil do roštu (připevnění nýty). Nepotřebné okenní výplně se zaslepily. Na takto připravený rošt se pomocí šroubů upevnily FERMACELL desky, které sloužily jako podklad pro ukotvení tepelné izolace (polystyren, v části minerální vlna – protipožární ochrana) o tloušťce 140 mm. Kotvení izolantu k podkladní desce se provedlo nalepením a talířovými kotvami. Namontovaly se všechny klempířské prvky a provedla výztužná vrstva tkaniny do tmelu. Jako finální povrchová úprava slouží silikonová probarvená omítka. Jelikož konstrukce obsahuje azbest ve formě azbestocementových desek, bylo nutné před i po provedení revitalizace provést měření na výskyt tohoto materiálu. Do materiálů obsahující azbest se žádným způsobem jakkoliv nezasahovalo. Stavební práce byly prováděny za plného provozu (bez vyklízení jednotlivých místností) [8] [10]. Vizuální prohlídka Při vizuální prohlídce byly zjištěny nedodělky hlavně v hygienických prostorách. Napojení na stávající keramický obklad nebyl vůbec řešen (Obr. 10). Dle informací správce objektu jsou tyto nedodělky zapříčiněny finančními důvody, kdy majitel objektu nebyl ochoten uhradit vícepráce. Další podstatné nedodělky jsou v místech napojení pláště na střešní konstrukci (Obr. 11). Projektová dokumentace neřešila návaznosti na stávající konstrukce. Společnost realizující práce nebyla ochotna tuto problematiku řešit z důvodu zvýšených nákladů, které by jí nebyly proplaceny. Tyto nedostatky mají v případě nedodělků v hygienických místech hlavně estetický význam a udržovaní dostatečné čistoty. V případě napojení na střešní konstrukci jsou značné tepelné nepravidelnosti.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

115


Obr. 11 Napojení obvodového pláště na stávající konstrukci střešního pláště, revitalizace deskami FERMACELL

Obr. 10 Pohled na nedokončené práce v hygienických prostorách, revitalizace deskami FERMACELL

Infračervená diagnostika U tohoto systému revitalizace byly zjištěny nejvýraznější tepelné nepravidelnosti po ukotvení lešení na vnější straně. Po demontáži lešení nebyly otvory po kotvách vyplněny tepelnou izolací, ale pouze zakryty omítkou. Další výrazné tepelné nepravidelnosti byly zjištěny v místech mechanického kotvení jako „bodové tepelné mosty“ (Obr. 12). Další výrazné tepelné nepravidelnosti nebyly nalezeny z vnitřní strany, ale především z důvodu použité vnitřní předstěny, kdy jakýkoliv defekt byl zakryt.

Obr. 12 IČT snímek na vnější povrch opláštění, revitalizace deskami FERMACELL

Obr. 13 Snímek viditelného spektra k IČT Obr. 12

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

116


Popis Jednotka Hodnota Emisivita 0,4 (K) Teplota vnějšího vzduchu °C -0,10 Zdánlivě odražená teplota °C -5,90 Vlhkost vnějšího vzduchu % 82,30 Vzdálenost M 4,04 Dle ČSN EN 13187 Rozdíl teplot mezi vnějším a vnitřním °C 19,80 prostředím během zkoušky Rozdíl vnějších teplot 24 hodin před zahájením °C 2,10 zkoušky Rozdíl vnitřních teplot během zkoušky °C 0,10 Rozdíl vnějších teplot během zkoušky °C 0,60 Rychlost větru m/s 0,6 Poznámky: Jižní strana Zataženo Bez srážek Snímek pořízen v 6:51 hodin (východ slunce v 7:12 hodin) K – korekce emisivity (ostrý úhel snímání) Použité zařízení Termokamera FLIR E30bx Tab. 4 Parametry k IČT Obr. 12

Revitalizace systémem stěnových panelů KINGSPAN Z důvodu finančních nákladů se ponechal azbest ve formě azbestocementových desek v konstrukci. Aby se zamezilo poškození tohoto materiálu a tím šíření nebezpečných látek do okolí, byly na vnitřní straně zbudovány předstěny. Celková tloušťka předstěny je 100 mm. Takto vytvořený prostor slouží pro vedení instalací (systém KNAUF W 628 s tloušťkou nosného rastru 75 mm a SDK GKF tl. 2x 12,5 mm). V případě dřívějšího lokálního poškození se azbestocementové desky opatřily nátěrem proti šíření vláken do okolí. Z původní konstrukce byly odstraněny okenní výplně, opaktní skleněné tabule, upevňovací lišty a klempířské prvky. Jelikož azbestocementové desky byly ponechány v konstrukci bez jakéhokoliv zásahu do nich, práce nemusely probíhat za přísných bezpečnostních opatření. Vnější opláštění bylo zajištěno pomocí stěnových panelů (KINGSPAN KS1000FH s jádrem z minerální vlny tl. 150 mm, délky 3 000 mm a výšky 1 000 mm), které se namontovaly na původní ocelovou konstrukci pomocí samovrtných šroubů (nerez o průměru 8 mm) přes parotěsné pryžové podložky do vyvařených úhelníků profilu 40/25/4 mm. Kotvení bylo realizováno v místech vodorovné spáry a následně byla spára překryta dalším panelem (skrytý zámek). Okenní výplně se ukotvily do těchto vyvařených úhelníků samovrtnými šrouby přes profil okenního rámu. Okenní spára se vyplnila nízkoexpanzní polyuretanovou pěnou. Na vnitřní straně se pro zamezení vniku vodních pár do konstrukce okenní spára opatřila parotěsnou zábranou. Z vnější strany se překryla krycí lištou. Všechny klempířské prvky se připevňovaly nýty. Stavební práce byly prováděny za plného provozu. Po ukončení prací se provedlo kontrolní měření na zjištění koncentrace azbestových vláken v ovzduší [7], [12]. Vizuální prohlídka I když je stěnový panel velice odolný vůči mechanickému poškození, Při mechanickém poškození (Obr. 14) je velice složité vrátit konstrukci do původního stavu. Ve většině případů jsou vždy vidět opravy (Obr. 15). Na vnitřní straně opláštění byli standardní poškození vlivem užívání objektu (realizace z roku 2006), jako jsou např. poškozené rohy, ostění oken zatečením dešťové vody otevřeným oken apod.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

117


Obr. 15 Pohled na opravu mechanického poškození vnějšího stěnového panelu, revitalizace panelových stěnovým systémem KINGSPAN

Obr. 14 Pohled na mechanické poškození vnějšího stěnového panelu, revitalizace panelovým stěnovým systémem KINGSPAN

Infračervená diagnostika U objektu, kde byla provedena revitalizace LOP systémem stěnových panelů KINGSPAN, byly největší defekty nalezeny v místech okenních výplní, kde okenní křídlo nedoléhalo k okennímu rámu (Obr. 16). Dle informací od správce objektu se od realizace konstrukce neprovádělo žádné seřizování okenního kování. Provedení IČT diagnostiky z vnější strany bylo velice nepřesné, a to především z důvodu nízké emisivity povrchu, který je tvořen kovovým materiálem s povrchovou úpravou barevného nátěru. Další nepravidelnosti byly rozpoznány v 1.NP v místech napojení na stávající podlahové a základové konstrukce, která nebyla zateplena.

Obr. 17 Snímek viditelného spektra k IČT Obr. 16

Obr. 16 IČT snímek na vnitřní ostění okenní výplně, revitalizace systémem stěnových panelů KINGSPAN

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

118


Popis Jednotka Hodnota Emisivita 0,96 Teplota vnitřního vzduchu °C 20,80 Zdánlivě odražená teplota °C 16,00 Vlhkost vnitřního vzduchu % 28,30 Vzdálenost M 2,947 Dle ČSN EN 13187 Rozdíl teplot mezi vnějším a vnitřním °C 24,29 prostředím během zkoušky Rozdíl vnějších teplot 24 hodin před zahájením °C 4,10 zkoušky Rozdíl vnitřních teplot během zkoušky °C 3,40 Rozdíl vnějších teplot během zkoušky °C 5,80 Rychlost větru m/s 0,7 Teplota bodu měřená dotykovým teploměrem °C 15,0 Poznámky: Severní strana Zasedací místnost Zataženo Bez srážek Otopná tělesa – vypnuta Snímek pořízen v 7:59 hodin Použité zařízení Termokamera FLIR E30bx Tab. 5 Parametry k IČT Obr. 16

Revitalizace pórobetonovými tvárnicemi YTONG Jelikož konstrukce OD-001 „Boletický panel“ obsahovala azbest ve formě azbestocementových desek, musely práce probíhat za zpřísněných bezpečnostních podmínek. Nejprve se demontovaly okenní výplně, všechny klempířské prvky, připevňovací lišty, skleněné panely a tepelná izolace. Aby se mohly demontovat azbestocementové desky, bylo vytvořeno kontrolované pásmo a další bezpečnostní opatření. Následně se demontovaly azbestocementové desky a celý kontaminovaný prostor se musel vyčistit. Zdivo tloušťky 250 mm se založilo na podlahu na vápenocementovou maltu (rozpor s dokumentací) takovým způsobem, aby vnější povrch bloků lícoval s vnějším povrchem průvlaků. Všechny další svislé i vodorovné spáry byly prováděny na tenkovrstvou maltu YTONG. Zda bylo provedeno mechanické kotvení ke stávajícím konstrukcím např. štítové stěně, z projektu ani realizace není známo. V 1.NP se použily jako překlady profily 2x50/50/5, na které se vložily bloky. V ostatních podlažích funkci překladů nahradily ztužující průvlaky. Vodorovná spára pod průvlakem byla vyplněna nízkoexpanzní polyuretanovou pěnou. Ukotvení okenních výplní se provedlo pomocí šroubu do pórobetonu, okenní spára se vyplnila nízkoexpanzní polyuretanovou pěnou. Pro čisté zakončení ostění a nadpraží u okenních výplní se použily v interiéru i exteriéru omítací lišty (parotěsná izolace okolo okenní spáry nebyla použita). Z vnitřní strany se namontovaly parapety a provedla tenkovrstvá omítka na výztužnou vrstvu. Zateplení tepelnou izolací (minerální vlna) se realizovalo z vnější strany. Kotvení izolantu k nosné konstrukci bylo prostřednictvím lepidla a talířových kotev (tloušťka izolantu na zdivu 100 mm, na ostění a parapetech 50 mm). Následně se osadily všechny klempířské prvky, včetně bleskosvodu a provedla se výztužná vrstva s probarvenou silikátovou omítkou. Stavební práce byly prováděny při úplném vyklizení objektu (bez provozu) [9], [13]. Vizuální prohlídka Vizuální prohlídka ukázala nedostatky v místech napojení okenních výplní na obvodový plášť. Vznik trhlin je zapříčiněn nadměrnou velikostí okenní spáry, která je vyplněna PUR pěnou (Obr. 18). Další defekt je v místech nosných průvlaků. Z důvodu špatného založení nového obvodového pláště vůči původní konstrukci objektu se v místech nosných průvlaků vytvořila extrémní nerovnost. Zhotovitel stavby zvolil místo vyrovnání těchto nerovností ztenčení izolantu v místech ztužujících průvlaků. Tím došlo ke zhoršení tepelně technických vlastností obvodového pláště a vytvoření tepelných nepravidelností (Obr. 19).

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

119


Obr. 18 Pohled na vytvořené trhliny v oblasti okenní spáry, revitalizace pórobetonovými bloky YTONG

Obr. 19 Pohled na špatně založený nový obvodový plášť v místech nosných průvlaků, revitalizace pórobetonovými bloky YTONG

Infračervená diagnostika V revitalizaci LOP za novou těžkou konstrukci byly zjištěny tepelné nepravidelnosti především v místech nosných ztužidel a betonových podlah, na kterých bylo pórobetonové zdivo uloženo. Jelikož tepelná izolace byla kotvena klasickými talířovými kotvami bez omezení bodových tepelných mostů, např. zapuštění talířových kotev se zazátkováním, se v místech těchto prvků ukázaly rozsáhlé tepelné nepravidelnosti (Obr. 20). Další problémy byly zjištěny v místech napojení na stávající konstrukce např. vstupní vchod či návaznost na sousední budovu, se kterou má objekt společnou jednu štítovou stěnu.

Obr. 20 IČT snímek na vnější povrch opláštění, revitalizace pórobetonovými bloky YTONG

Obr. 21 Snímek viditelného spektra k IČT Obr. 20

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

120


Popis Jednotka Hodnota Emisivita 0,5 (K) Teplota vnějšího vzduchu °C -4,70 Zdánlivě odražená teplota °C -9,10 Vlhkost vnějšího vzduchu % 76,80 Vzdálenost M 6,049 Dle ČSN EN 13187 Rozdíl teplot mezi vnějším a vnitřním °C 27,05 prostředím během zkoušky Rozdíl vnějších teplot 24 hodin před zahájením °C 5,90 zkoušky Rozdíl vnitřních teplot během zkoušky °C 2,40 Rozdíl vnějších teplot během zkoušky °C 2,40 Rychlost větru m/s 0,8-2,6 Teplota bodu měřená dotykovým teploměrem °C -3,30 Poznámky: Západní strana Zataženo Bez srážek Snímek pořízen v 8:17 hodin K – korekce emisivity (námraza) Použité zařízení Termokamera FLIR E30bx Tab. 6 Parametry k IČT Obr. 16

4

ZÁVĚR

Stavebnictví, jako stále se rozvíjející obor, neustále klade nároky zlepšování konstrukcí. Systémy jednotlivých revitalizací nám umožňují tyto požadavky naplňovat. Efektivní využívání zdrojů při minimálních finančních nárocích s maximální ochranou životního prostředí pro trvale udržitelnou výstavbu by měl být hlavní smysl provádění těchto revitalizací. Z dosavadních výsledků vyplývá, že vždy vznikají nedostatky ve všech stupních realizace. Nekvalitně zpracovaná dokumentace bez vyřešení všech návazností či špatně provedené stavební práce mají za následek zhoršené tepelně technické parametry i životnost konstrukce a neblahý vliv na životní prostředí popřípadě lidské zdraví. Zjištěné výsledky ukazují na nevhodné konstrukční řešení, jako v případě revitalizace systémem plechových kazet DEKMETAL z hlediska tepelných nepravidelností, nebo revitalizace systémem desek FERMACELL, kdy po ukončení prací při demontáži lešení nebyly otvory po kotvách vyplněny tepelnou izolací, ale pouze zakryty omítkou. Při porovnání jednotlivých systémů se ukazuje, že ani jeden z uvedených není ideální. Ale při správném návrhu, při daných okrajových podmínkách a následné realizaci se může většině defektů a vad zabránit. Proto je nutné před samotným návrhem konstrukce zhodnotit všechny okolní vlivy.

POUŽITÁ LITERATURA [1] DLESEK, Vladislav a Bohuslav STUCHLÝ. Lehké obvodové pláště budov: určeno posl. stavebního směru vys. škol techn. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1974, 203 s. [2] LIŠKA, Pavel. Příčiny a důsledky vad typizovaných lehkých obvodových plášťů budov OD-001 Boletický panel. In: Sborník anotací konference Juniorstav 2013. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, 2013, s. 474. ISBN 978-80-214-4669-4. [3] PAŘÍZEK, Vojtěch a František MRLÍK. Lehký fasádní plášť objektů občanské výstavby. 1. vyd. Praha: Nakladatelství technické literatury, 1972, 103 s. [4] PETRŮJ, S., K. TUZA a M. VLČEK. Ateliérová tvorba VIII: obvodové pláště budov - obvodové stěny. 1. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1987, 150 s. [5] SEBESTYÉN, Gyula a Vladislav DLESEK. Lehká prefabrikace. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1979, 339 s., obr. příl. [6] BOHEMIA ARCH SPOL. S R.O. Dokumentace skutečného provedení stavby: Stavební úpravy obvodového pláště - ul. Masarykova 51, Teplice 416 78. Chomutov, 2012.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

121


[7] DESSIER SPOL. S R.O. Dokumentace skutečného provedení: Rekonstrukce obvodového pláště TZÚS Praha, Prosecká č. p. 811, Praha 9 – Prosek. Praha, 2006 [8] HRBÁČEK, Radek. Dokumentace pro stavební povolení: Regenerace obvodového pláště administrativního objektu - ul. Křenová 409/52, 602 00 Brno. Olomouc, 2011. [9] INTAR A.S. Dokumentace pro stavební povolení a provádění stavby: Zprovoznění objektu PČR Prostějov - ul. Újezd 12 pro potřeby OOP ČR Prostějov - etapa III. A, III. B. Brno, 2008. [10] FERMACELL GMBH. Sádrovláknité desky FERMACELL: Návod na zpracování. Praha, 2008, 48 s. Dostupné z: www.fermacell.cz [11] JANEČEK, Evžen. Fasádní systém DEKMETAL: Montážní návod. 5. vyd. Praha: DEK a. s., 2011, 64 s. DEK/04/2011. Dostupné z: www.atelier-dek.cz [12] KINGSPAN A.S. Technická příručka: Izolační střešní a stěnové panely pro opláštění budov. Hradec Králové, 2008, 80 s. Dostupné z: www.kingspan.cz [13] XELLA CZ, S.R.O. Pracovní postupy Ytong. Hrušovany u Brna. Dostupné z: www.ytong.cz [14] Fotografie - autorské Příspěvek byl vypracován z dokumentu Pojednání k tématu dizertační práce pro získání akademického titulu Doktor (Ph.D) pro Doktorskou státní zkoušku D-SZ vykonanou dne 20. 5. 2013.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

122


KONSTRUKČNÍ SKLADBY VEGETAČNÍCH STŘECH COMPOSITION OF VEGETATIVE ROOFS Michal Majsniar, Stanislav Šťastník

Anotace Příspěvek ukazuje možnosti skladeb vegetačních střech, jejich přednosti a uspořádání základních vrstev. Klíčová slova Vegetační střecha, vrstvové uspořádání, materiálové vrstvy

1

ÚVOD

Vegetační střecha, také známá jako zelená střecha, se rozumí střecha, která je nad hydroizolační membránou pokryta vegetací a půdou, nebo pěstebním substrátem. Tento typ střechy může také obsahovat další vrstvy, jako zavlažovací, odvodňovací a další. Není to dávno, kdy se na vegetační střechy pohlíželo s určitou skepsí, ale v posledních letech se začínají projevovat výhody těchto střech. V dnešní době lze vegetační střechy navrhovat nejen na ploché střechy, ale i na střechy šikmé, ovšem jen do určitého spádu.

2

VEGETAČNÍ STŘECHY DLE ZPŮSOBU OZELENĚNÍ

Jak již bylo zmíněno výše, vegetační střechy se navrhují nejčastěji na plochých střechách a to hlavně z důvodu toho, že se na nich mohou navrhovat i pochozí zahrady. Díky stabilizačním systémům lze ozelenění navrhovat i na šikmých střechách, avšak pouze jen do určitého sklonu. Jak uvádí norma ČSN 73 1901 Navrhování střech, zelené střechy se dělí zpravidla na dva druhy, a to na extenzivní a intenzivní. Toto dělení lze ještě doplnit o zeleň biotopní a polointenzivní. Ø

BIOTOPNÍ ZELEŇ Tento druh ozelenění je nejjednodušší, neboť se jedná o volný nálet semínek a jejich přirozený růst. Výhodou této formy ozelenění je to, že rostliny zde mají své přirozené prostředí a jsou schopny samovolně přežívat a samoobnovovat se. Pro vznik této zeleně se používá jako substrát štěrk, ve kterém je, pro urychlení růstu zeleně, vmíchána zemina, písek, kůra, větvičky slámy, řezanka nebo jiný materiál. Biotopní rostlinný pokryv se skládá ze sukulentů, mechů a některých druhů trav a bylin, kterým vyhovují konkrétní stanovištní podmínky a jsou schopny přežít jak extrémní sucha, tak občasné přemokření [4]. Související údaje: • Tloušťka substrátu: 6 – 12 cm, • Plošná hmotnost v plně nasyceném stavu: 60 – 200 kg/m2, • Údržba: 1 – 2 krát ročně kontrola a odstranění nežádoucích náletů, • Pochozí: zpravidla není, • Automatická závlaha: nenavrhuje se, • Použití u střechy: ploché i šikmé, • Filtrační vrstva: geotextílie o plošné hmotnosti 100 – 150 g/m2.

Ø

EXTENZIVNÍ ZELEŇ Tento typ ozelenění plní funkci hlavně ekologickou, estetickou a psychologickou. Potřebuje určitou péči, byť zcela minimální, jako dosev mezer, doplňování živin, občasné kosení a doplňování substrátu. Na ozelenění se volí rostliny stejné jako na biotopní ozelenění. To jsou rostliny snášející dlouhodobé extrémní podmínky, jako sucho a přemokření. Vhodné jsou také rostliny odolné větru, dobře regenerující a rozmnožující se vegetativní i generativní cestou, potřebující jen minimální péči. Tokové to rostliny se sázejí na jaře, pro dostatek času na zakořenění a aklimatizaci. Za nejvhodnější lze považovat rostliny tučnolisté, suchomilné a skalničky, tedy rostliny nenáročné na vláhu. Lze se setkat i s polokeři a velmi nízkými a nenáročnými keři. Ze dřevin lze doporučit nízké kručinky a kaliny, vrbu zakrslou, poléhavé jalovce aj.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

123


V Německu mají vytipováno zhruba 200 vhodných druhů, z nichž 120 je vypěstováno ve školkách a zbývající rostou volně v přírodě [2] . Ve skladbě může chybět hydroakumulační či drenážní vrstva. Důvodem je minimální (absence hydroakumulační vrstvy) nebo naopak velký sklon střechy (absence drenážní vrstvy). Často se udává, že extenzivní střecha je bezúdržbová. Ovšem taková střecha neexistuje. Čím se rozlišují druhy ozelenění je frekvence údržby. Údržba se provádí 1 až 2 krát ročně. Při kontrole musí být odstraněn nepatřičný nálet, který se na střeše usadil a mohl by poškodit střechu svým rozrůstajícím kořenovým systémem. Dále je třeba odstranit uhynulé rostliny a provést klasickou kontrolu střechy, do které patří vyčištění střešních vtoků, okapových žlabů apod. Související údaje: • Tloušťka substrátu: (2) 6 - 20 cm, (poznámka: 2 cm je minimum, běžně se neprovádí, ale lze realizovat), • Plošná hmotnost v plně nasyceném stavu: 60 - 300 kg/m2, • Údržba: jednou za 1 - 2 měsíce, 1 - 2 krát ročně kontrola a odstranění nežádoucích náletů, • Pochozí: zpravidla ne, • Automatická závlaha: většinou není, • Střechy: ploché i šikmé, • Filtrační vrstva: většinou geotextilie 100 - 200 g/m2. Ø

POLOINTENZIVNÍ ZELEŇ Polointenzivní zeleně tvoří přechod mezi zelení extenzivní a intenzivní. Osazují se zde zejména trvalky a nízké keře v podobě jalovců, kručinek, brslenů, hlohyní, mochen aj. Polointenzivní zeleň má větší nároky na údržbu, než měla zeleně extenzivní, ale i tak se jedná o poměrné nenáročnou zeleň. Polointenzivní zeleň bývá při hrubším dělení řazena buď do kategorie extenzivních střech jako „náročná extenzivní“ či do sekce intenzivní zeleň jako „jednoduchá“ neboli „primitivní intenzivní [2] . Související údaje: • Tloušťka substrátu: 15 - 30 cm, • Plošná hmotnost v plně nasyceném stavu: 120 - 350 kg/m2, • Údržba: na nízké úrovni, • Pochozí: zpravidla ano, • Automatícká závlaha: většinou není, • Střechy: ploché , • Filtrační vrstva: většinou geotextilie 200 - 300 g/m2.

Ø

INTENZIVNÍ ZELEŇ Toto ozelenění se vyznačuje potřebou stálé údržby a péčí. Nijak se neliší od klasické zahrady či zeleně na rostlém terénu. Projektanti většinou opomíjejí to, že při návrhu tohoto druhu zeleně je také potřeba návrh skladu, kde bude umístěna zahradní technika a nářadí. Intenzivní zeleň potřebuje pravidelnou závlahu a živiny. Srážky tu většinou nestačí, proto se používá například plně automatické zavlažovací potrubí, do kterého se přidávají i živiny. Na střechách s intenzivním ozeleněním se předpokládá pracovní nebo rekreační pohyb osob. Používají se zpravidla pro rozšíření užitného nebo obytného prostoru. Mohou se zde pěstovat i náročnější rostliny jako růže, nízké křovinaté rostliny, nízké keře a při odpovídajícím zvýšení vegetační vrstvy i střední a vyšší keře [3] . Související údaje: • Tloušťka substrátu:30 (15) a více cm, • Plošná hmotnost v plně nasyceném stavu: 300 (150) a více kg/m2, • Údržba: odpovídá údržbě běžné zahrady/veřejné zeleně na rostlém terénu, • Pochozí: ano,

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

124


• • •

3

Automatická závlaha: ano , Střechy: ploché, Filtrační vrstva: většinou geotextilie o plošné hmotnosti >300 g/m2.

VEGETAČNÍ STŘECHY - VÝHODY A NEVÝCHODY

Ø

VÝHODY: Ekologické hledisko: Skutečnost, že se na střeše bez vegetace usazuje prach a ten se díky proudění vzduchu dostává zpět do ovzduší je známá. Na vegetačních střechách je pohyb vzduchu významně zpomaluje a snižuje prašnost prostředí. Prach se totiž zachytává na povrchu listů rostlin. Z listů jsou buď smyty deštěm, nebo se dostávají do půdy spolu s podzimním opadem listů. Dále vegetační souvrství snižuje odtok srážkové vody ze střechy až o polovinu. Objem vody, kterou rostliny zadržují, je závislý na tloušťce vegetačního souvrství, ploše střechy, ročním období a také druhu vysazených rostlin. Voda, takto zadržená, má možnost se odpařit zpět do ovzduší. Zelené střechy tak fungují jako tzv. retenční nádrže a spolupodílí se na přirozeném koloběhu vody. Člověk potřebuje rostliny hlavně kvůli jejich schopnosti přeměnit oxid uhličitý na kyslík. Je to proces zvaný fotosyntéza. Snižuje tedy obsah oxidu uhličitého v ovzduší a poskytuje domov pro další obyvatele, jako jsou mikroorganismy, hmyz a ptáci. Vegetace snižuje teplotní výkyvy, které jsou příčinou pohybu vzduchu a víření prachových částic. Rostlina reguluje teplo svého okolí několika způsoby: • Vypařováním – na vypaření 1 litru vody se spotřebuje 202 MJ (=530 kcal) energie. Pára stoupá do atmosféry. Zde kondenzuje, dochází ke tvorbě mraků. Voda je z mraků uvolňována srážkami za výdeje stejného množství tepelné energie jako při jejím vypařování. Ranní tvorba rosy na zeleni tedy představuje opětovné získání tepla. Rostliny tak mohou díky tomuto cyklu vypařování a opětné kondenzace regulovat rozdíl teplot mezi dnem a nocí, • Absorbcí – voda obsažená v rostlinách absorbuje dopadající sluneční záření (až 90%), • Fotosyntézou – 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2, • (oxid uhličitý + voda + energie → glukóza + kyslík) • Při této endotermní reakci, kdy jsou kysličník uhličitý a voda přeměňovány na glukózu a kyslík, se na vznik 1 molekuly glukózy spotřebuje 2,83 kJ energie, • Dýcháním – dýchání je opačným procesem než fotosyntéza, tedy exotermní reakcí (dochází k uvolňování tepla). Dýcháním za horkých letních dnů rostliny teplo spotřebovávají a za chladných nocí vydávají. [2] Stavební hledisko: Vegetační střechy přispívají k obyvatelnosti objektu, zejména v nejvyšších patrech. V letních měsících brání přehřívání a v zimních potom tepelným ztrátám. Vegetační vrstva funguje jako přídavné tepelné izolace střechy. Obecně se udává, že ozeleněním střechy se mohou její tepelné ztráty snížit až o 10-30%. Míra izolačních vlastností závisí na mocnosti substrátu, jeho složení a nejvíce na vlhkosti. Rostliny chrání povrch substrátu před větrem, díky čemuž snižují tepelné ztráty způsobené konvekcí (prouděním větru) až na nulu. Dýcháním kořenů vzniká malé množství tepla, což v zimním období přispívá k tomu, že zemina tak snadno nepromrzne. [3] Zelené střechy chrání materiály před působením UV (ultrafialového) a IR (infračerveného) záření, ozónem, průmyslovými odpadními plyny a před mechanickým poškozením, které je způsobeno například při kontrolách střechy, či klimatickými vlivy (déšť, krupobití, vítr, aj.). Tím je prodloužena životnost až na hranici životnosti samotného stavebního objektu. Hydroizolace se na zelených střechách nemusí kotvit, díky váze vegetačního souvrství, pokud bude provedeno ihned po pokládce HI. Hydroizolace musí vyhovovat zkoušce FLL, kterou výrobce garantuje odolnost proti prorůstání kořínků. Vegetace také omezuje možnost vzniku požáru a zabraňuje šíření plamene, pokud není vystavená dlouhodobému suchu. Slouží tedy jako protipožární opatřeni střechy. Další z mnoha výhod jsou její akustické vlastnosti. Má totiž měkký povrch, který snižuje zvukovou odrazivost, a vrstvou substrátu vzduchovou neprůzvučnost, díky vyšší plošné hmotnosti konstrukce. Ø

NEVÝHODY

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

125


Na rozdíl od některých států, které finančně podporují ozelenění střech (např. uhrazením 1/3 nákladů), se u nás na zřízení vegetačních střech zatím ze strany státu neposkytuje žádná finanční podpora. V Německu již od 90. let běží řada programů poskytujících buď přímou finanční podporu na projekt a matriál na ozelenění dvorů, fasád, střech, nebo podporu v podobě snížení poplatků za stočné. [2] Další nevýhodou vegetačních střech je jejich cena. Je nutné si ale uvědomit, že životnost takovéto střechy je cca 100 let. Pokud budeme pečlivě vybírat materiál a kvalitně provedeme všechny vrstvy, odpadají tak opravy poškozené či zdegradované hydroizolace a tím se šetří další finance. Velkou nevýhodou takovéto střechy je hmotnost substrátu. Dnes se ovšem dostávají na trh materiály jako jsou třeba hydrofilní minerální vlny, kde se dají rostliny pěstovat a nezatěžují tolik střešní konstrukci. Vegetace může způsobovat různé alergie. Jednou z hlavních příčin vzniku alergií je však paradoxně právě zhoršené životní prostředí, které je vegetací výraznou měrou zlepšováno. V každém případě je však třeba pro výsadbu upřednostňovat rostliny nevypouštějící do okolí alergeny, tedy rostliny nekvetoucí, málo kvetoucí, či samčí rostliny dvoudomých rostlin. [2]

4

SKLADBA PLÁŠŤŮ VEGETAČNÍ STŘECHY

Střešní plášť je složen z mnoha vrstev. Projektatn, který chce provést správný návrh, musí zohlednit několik taktorů (očekávanou funkci střechy, skon střechy, charakter vrstev, předpokládaný provoz, technologii realizace, klimatické podmínky atd. ) Zelené střecha lze obecně rozdělit na: - vegetační souvrství, - souvrství nosného pláště. Skladba vrstev – směrem z exteriéru k interiéru Souvrství vegetační/pěstební: - vegetační vrstva = vhodně zvolené rostliny, - mulčovací vrstva – například mulčovací kůra, štěpka, kamenná drť aj., - substrát, - hydroakumulační vrstva (vrstva zadržující vodu) – například rašelina, hydrofilní desky, role z minerálních vláken, nehydrofobizovaná křemičitá vata, - filtrační/separační vrstva – například skelné rohože, sklotextílie, geotextílie, kamenivo či kamenná drť aj., - drenážní vrstva – například nopové fólie, kamenná drť, strukturované rohože z plastu nebo pryže aj.. Souvrství střešního pláště klasické jednoplášťové střechy: - ochranná vrstva hydroizolace, - hydroizolační vrstva (souvrství) odolná vůči prorůstání kořenů rostlin (atest FLL), - tepelná izolace, - parozábrana, - spádová vrstva, - nosná konstrukce. Výše uvedené pořadí vrstev má pouze orientační charakter. Některé vrstvy mohou plnit i více funkci, některé mohou být úplně vynechány a pořadí může být také různé. Stále přežívá názor, že na hydroizolaci musí být položen pás odolný vůči prorůstání kořenů rostlin. Ten se však používá zcela výjimečně (obvykle se jedná o speciální PE fólii), a to při rekonstrukcích, kde se pokládá na původní vodotěsnou izolaci z asfaltových pásů. Jako HI ozeleněných střech se dnes zpravidla používají modifikované asfaltové pásy s aditivy proti prorůstání kořenů rostlin nebo hydroizolační fólie, přičemž oba typy jsou již testované proti prorůstání kořenů rostlin [2] . Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

126


5

VEGETAČNÍ STŘECHY S HYDROFILNÍ MINERÁLNÍ VLNOU

Klasické vegetační střechy, kde je substrátem zemina, mají nevýhodu ve své objemové hmotnosti, ta je kolem 1700 kg/m3. Při návrhu novostavby se střešní konstrukce na tuto skutečnost nadimenzuje, ale u rekonstrukcí vzniká problém. Musí se zde počítat s dovystužením střešní konstrukce a to zvyšuje finanční náklady. Je tomu několik let, kdy se přišlo na materiál, který i po nasáknutí vodou má až 20krát nižší objemovou hmotnost než zemina. Tato objemová hmotnost činí cca 70-80 kg/m3. A co je důležité, tak po zavedení zavlažovacího potrubí se zde mohou pěstovat i rostliny. Zelené střechy jsou krásné, moderní, nelze je ale použít na každou střechu. Zvláště u rekonstrukcí jsme omezení statikou nosných konstrukcí. Lehké hydrofilní minerální vlny posouvají hranice použotelnosti i pro tyto konstrukce. Mohou nahradit klasickou zeminu v systému zelené střechy a zlepšit tak navíc její tepelně-izolační vlastnosti. Tento materiál lze použít pro střechy ploché a nově i pro střechy pultové, s patřičnou stabilizací bez tepelných mostů [1]. DALŠÍ VÝHODY • • • • • • •

Tvoří protipožární izolaci a zlepšuje i akustické vlastnosti střešní konstukce, je odolná vůči UV záření, součinitel tepelné vodivosti desek ve vlhkém stavu je cca 0,14 W/(m.K), jednodušší řešení konstručkních detailů, desky se nesesouvají, tak je možná realizace zelených střech i na konstrukci s větším sklonem, výsadbu lze provést na dílcích už předem a oaj he vyskládat na připravenou střechu, při poruše lze poškozený díl bez problémů vyjmout a nahradit novým dílem.

Při použití desek vyšších gramáží je možné vrstvení na sebe a tím dát podmínky rostlinám s mohutnějším kořenovým systémem. Tento druh zeleně již umožňuje běžný pobyt na střeše a kompoziční zásady řešení takovéto střechy se téměř neliší od zásad, podle kterých se budují zahrady na přirozeném půdním profilu na zemi. Škála květin, keřů, nízkých stromů, ale také palem, které lze v rámci intenzivního ozelenění uplatnit, je velmi široká [5] . I tento materiál má však svoji nevýhodu. Jde o to, že neobsahuje potřebné živiny pro růst rostlin. Nutností je tedy instalování zavlažovacího zařízení, do kterého se přidávají i živiny pro růst rostlin. ZÁKLADNÍ SKLADBA VEGETAČNÍ STŘECHY S POUŽITÍM HYDROFILNÍ MINERÁLNÍ VLNY

Obr. 1 Skladba vegetační střechy s použitím hydrofilních minerálních vln Poznámka: skladebné uspořádání vrstev uvedeno v následujícím textu

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

127


1.

KRYCÍ VRSTVA Tvoří stabilizační vrstvu a počáteční ochranu při zakořeňování nežádoucích navátých travin. Tuto vrstvu tvoří zahradnický substrát nebo mulčovací kůra, doplněné kačírkem. Tloušťka této vrstvy je většinou okolo 20 mm. 2. VEGETAČNÍ VRSTVA Tuto vrstvu tvoří právě hydrofilní minerální vlny, které zde nahrazjí zeminu. Semínka rostlin, případně předpěstované sazenice se vloží do předem připravených otvorů v těchto deskách. 3. DRENÁŽNÍ VRSTVA Po nasycení minerálních desek vodou se nadbytečná voda zadržuje v této vrstvě a zároveň ji odvádí na hydroizolaci. Nejvhodnější a nejpoužívanější materiál pro tuto vrstvu je tzv. nopová fólie s drenážně akumulační funkcí, nebo drenážní kamenivo. 4. SEPARAČNÍ VRSTVA Pokládá se na hydroizolaci střešního plíště a plní i dilatační funkci. Používá se zde polyesterová geotextílie 300 g/m2, nebo geotedtílie s vyšší gramáží a akumulašní funkcí. 5. HYDROIZOLAČNÍ SOUVRSTVÍ Materiály na hydroizolační souvrství se používají buď pásy na bázi asfaltu nebo fólie. Je nutné dbát na to, aby měli atest proti prorůstání kořínků tzv. FLL atest. 6. TEPELNÁ IZOLACE Je to jedna z nejdůležitějších vrstev střešního pláště. Pro lehké střechy se zpravidla používají minerální tepelné izolace. Nejčastěji se však používají izolace z pěnového nebo extrudovaného polystytrenu. 7. PAROZÁBRANA Zabraňuje pronikání vodní páry ze strany interiéru do střešního pláště. 8. NOSNÁ KONSTRUKCE Nosnou částí střešního pláště tvoří buď dřevěná konstrukce, trapézové plechy, železobetonová deska, nebo betonový stropní panel. Typ ozelenění má halvní podíl na nosnosti střešní konstrukce. Je tedy nutné statické posouzení.

6

ZÁVĚR

Vegetační střechy, ať už ty, kde substrát tvoří zemina a nebo hydrofilní vlna, přispívají k obyvatelnosti budov a to hlavně v nejvyšších patrech. V létě zabraňují přehřívaní a v zimně před tepelnými ztrátami. Lidé by měli mít na paměti výhody těchto střech, zpříjemňují a zlepšují nám prostředí, kde žijeme. Volbu typu vegetační střechy závisí na investorovi a na projektantovi. Zda použít zeminu nebo hydrofilní vlny, tak to je otázkou projektanta, jak dokáže výhody a nevýhody podat investorovi. Obě varianty jsou cenově na tom dosti podobně.Bohužel se v dnešní době stále málo setkáváme se zelenými střechami, doufejme tedy, že se tento trend rozšíří a zlepšíme si tak prostředí.

PODĚKOVÁNÍ Prezentované výsledky byly získány za podpory projektu specifického výzkumu VUT FAST-S-13-2088.

LITERATURA [1] Alternativní řešení zelených střech [online]. [cit. 2013-08-19]. Isover. Dostupné z http://www.isover.cz/alternativni-reseni-zelenych-strech [2] ČERMÁKOVÁ, B., MUŽÍKOVÁ, R., Ozeleněné střechy. Praha: Grada Publishing, 2009. 248 s. ISBN 978-80247-1802-6. [3] Extenzivní a intenzivní ozelenění střech [online]. [cit. 2013-08-19]. Liapor. Dostupné z http://www.liapor.cz/cz/extenzivni-intenzivni-ozeleneni-strech [4] Teorie zelených střech [online]. [cit. 2013-08-19]. Gazda: projekční a inženýrská činnost. Dostupné z www:http://gazda.webpark.cz/gr/theory.htm [5] ISOVER SAINT-GOBAIN, Střešní zahrady Isover – řešení pro novostavby i rekonstrukce, Praha: Divize Isover, 2011. 12 s.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

128


HODNOCENÍ METODIK ZKOUŠENÍ ZÁKLADNÍ VRSTVY ETICS EVALUATION OF PROCEDURES FOR TESTING BASIC LAYER ETICS Michal Novotný

Anotace Trendem dnešního stavebnictví jsou rostoucí požadavky na kvalitu a komfort budovaných staveb a prostor v nich. Tento trend způsobuje změny v přístupu k navrhování objektů a k budování nových staveb. Jedním z hlavních směrů je velká pozornost věnovaná rekonstrukcím budov a jejich technickým úpravám tak, aby splňovaly právě stále rostoucí požadavky norem a zákonů. Jedním z nejvíce sledovaných parametrů jsou tepelně-technické vlastnosti objektů - tj. lepší kvalita znamená úsporu nákladů na vytápění. S tím se pojí jeden velký trend moderního stavebnictví a to zateplování budov, převážně systémy ETICS. Článek se zaměřuje na základní (vyztuženou) vrstvu systémů ETICS a zkoumá vliv nízkých teplot, působících na hmoty při realizaci systému, na vlastnosti této vrstvy. Tato vrstva je totiž jedním z nejdůležitějších prvků systému, který víceméně určuje kvalitu a životnost celého systému. V hlavní části jsou řešeny metodické postupy při zkoušení hmot za pomocí laboratorních. V závěrečné části se řeší vyhodnocení získaných dat, a výsledky a výstup pro stavební praxi. Klíčová slova ETICS, zateplovací systém, tepelná izolace, stěrkový materiál, tah, tlak, úspora energie, vytápění, teplota, realizace, polystyren, minerální vlna, tepelné ztráty, tepelný most.

1

ÚVOD

Pasivní či nízkoenergetický dům, zateplování, globální oteplování planety, znečištění ovzduší, emise skleníkových plynů, obnovitelné zdroje energie či fosilní paliva – tyto a další odborné termíny vedou v posledních letech k rozsáhlým diskuzím o nakládání se životním prostředím a ekologií na naší planetě. Současný styl života ve vyspělých zemích především severní části Ameriky, Evropy a dalších průmyslově vyspělých zemích sebou nesou velké nároky na spotřebu energií. Z velké části je to spotřeba energií vznikajících zpracováním a využitím nerostných surovin a fosilních paliv. Tyto zásoby surovin a zdrojů nejsou nevyčerpatelné. Vědci celého světa se nemohou shodnout na časových odhadech, kdy suroviny dojdou, nebo kdy nebude možné se k těmto surovinám běžnými způsoby dostat. V současnosti jsou však již uzavřeny mezinárodní dohody a společenství, které se zdroji surovin a energiemi zabývají a hledají schůdné, ekonomické a praktické způsoby, jak zpracovávat obnovitelné zdroje naší planety. Tomuto trendu se také stále více snaží přizpůsobit i stavitelství, především ve sféře výstavby obytných staveb, ať už rodinných nebo bytových domů. Cílem současných projektantů a architektů je budování především nízkoenergetických a tzv. pasivních domů. Tyto snahy jsou nejvíce limitovány ekonomickou situací investorů. Zmíněné stavby, především ty pasivní, jsou sice ekologicky šetrné, potřebují minimální nebo žádné vnější energetické zdroje (uhlí, plyn, elektřina apod.), ovšem většinou jsou soukromé osoby odrazeny velkými částkami, které člověk musí na vybudování takového díla vynaložit. Se současnými metodami výstavby však je možné těmto trendům přizpůsobit i stávající stavby, to znamená při rekonstrukci vytvořit výsledné dílo takových parametrů, aby splňovalo požadavky a normy kladené na nízkoenergetický nebo pasivní objekt. Z velké části je toto dosahováno vnějším zateplením objektů, ať už větranými fasádami, nebo kontaktními nevětranými systémy ETICS. Kontaktní zateplovací pláště ETICS – název je odvozen z anglického external thermal insulation composite systém neboli česky také vnější kontaktní zateplovací systém - jsou také zaměřením tohoto článku. Kvalita plášťů ETICS nespočívá jen v jejich správném tepelně technickém a konstrukčním návrhu, ale i v technologické oblasti, tj. v jejich správné realizaci, která bývá často ovlivněna i klimatickými podmínkami v době jejich provádění.

2

STANDARDNÍ SKLADBA VNĚJŠÍHO KONTAKTNÍHO ZATEPLOVACÍHO SYSTÉMU

Norma ČSN 732901 [5] definuje základní konstrukce a materiály systému podle technologických operací takto: • příprava podkladu, • lepení desek tepelné izolace,

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

129


• mechanické kotvení hmoždinkami, • provádění základní vrstvy, • provádění konečné povrchové úpravy. Půjdeme-li dle standardního složení, můžeme jednotlivé části a vrstvy vnějšího zateplení rozdělit takto: • Nosná konstrukce - podklad • Zakládací lišta • Penetrační nátěr podkladu před lepením izolace • Lepící tmel - vrstva pro nalepení izolantu • Vrstva tepelného izolantu • Mechanické kotvení systému – hmoždinky • Základní vrstva s vloženou síťovinou a druhu vrstvou stěrkové hmoty, případně

včetně srovnávací vrstvy

• Penetrační vrstva pod omítkou vrstvu • Finální povrchová úprava • Ochranný nebo uzavírací nátěr, barevný nátěr Detailní popisy vrstev nejsou uvedeny - systém je natolik známý, abychom nemuseli zmiňovat podrobné popisy vrstev.

3

ZÁKLADNÍ PODMÍNKY REALIZACE ZÁKLADNÍ VRSTVY ETICS

Technologické operace při provádění ETICS Rozhodující technologické operace při provádění ETICS jsou: • příprava podkladu, • lepení desek tepelné izolace, • kotvení hmoždinkami, • provedení základní vrstvy, případně poté penetrace, • provedení konečné povrchové úpravy. Zde podrobněji zmíníme pouze provedení základní vrstvy včetně penetrací.

Provedení základní vrstvy Teplota vzduchu po dobu provádění technologických operací ETICS a dále po dobu stanovenou v dokumentaci ETICS nesmí být nižší než + 5 ºC a vyšší než + 30 ºC, pokud dokumentace ETICS nestanoví jinak. Při zpracování silikátových výrobků by měla být teplota v rozmezí + 8 ºC až + 25 ºC. Obdobně povrchová teplota podkladu a všech součástí ETICS nesmí být nižší než + 5 ºC (resp. + 8 ºC při zpracování silikátových výrobků). Ochrana před deštěm, silným větrem a přímému slunečnímu záření musí být zajištěna po dobu technologických operací provádění ETICS a po dobu zrání jeho součástí. Před přímým slunečním zářením musí být po dobu svého zrání chráněna základní vrstva, penetrační nátěr, omítka a popř. její nátěr. !! Správné provedení základní vrstvy má zásadní vliv na rozhodující dlouhodobé vlastnosti vnějšího souvrství. Kvalitní provedení této vrstvy významně spolurozhoduje o životnosti systému. !! [30] Před vlastním prováděním výztužné vrstvy je nutné na tepelně izolační desky připevnit všechny určené profily - např. ukončovací, nárožní a dilatační profily a zesilující profily se síťovinou, parapetní připojovací profily, okapničky ETICS se síťovinou a dilatační profily. U rohů výplní otvorů se musí mimo vlastní vrstvu výztužné síťoviny vždy provést diagonální zesilující vyztužení, a to pruhem sklotextilní síťoviny o rozměrech nejméně 300x200 mm. Následně se osadí výztužné rohové profily, případně parapetní připojovací profil. Při navázání profilů se síťovinou se musí vlastní tělo profilu zkrátit tak, aby se integrované síťoviny z obou navazujících profilů vzájemně dostatečně překrývaly. V rámci ETICS se musí projevit i dilatace podkladní nosné obvodové konstrukce. Do předem nanesené stěrkové hmoty se přitom osadí dilatační profil vhodný pro oblast nároží nebo pro průběžné plochy dle místa provedení dilatační spáry. Provádění základní vrstvy se děje pouze na suché a čisté desky tepelné izolace, které nejsou poškozené vlivy klimatických podmínek a zahajuje se obvykle po 1 až 3 dnech od ukončení lepení desek, po dokončení kotvení hmoždinkami (pokud je předepsáno projektem) a celkovém přebroušení v případě polystyrénových fasádních desek. Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

130


Zároveň musí být provedena do 14 dní po ukončení lepení desek. Pokud tato lhůta nebude dodržena, musí být přijata zvláštní opatření vedoucí k ochraně desek tepelné izolace proti negativnímu působení venkovního prostředí. Základní vrstva se skládá z těchto částí: • vyrovnávací vrstvy, která zajišťuje potřebnou rovinnost tepelně izolačních systémů před nanášením povrchových úprav. V případě potřeby se provádí nanesením stěrkové hmoty v tloušťce min. 2 mm, zpravidla neobsahuje výztuž - provádí se především u systémů z minerálních či jiných vlákenných izolací, kdy povrch nelze srovnat broušením, • výztužné (armovací) vrstvy - tzv. základní vrstvy, která vždy obsahuje v celé ploše tepelně izolačního systému výztuž – sklotextilní síťovinu. Druh stěrkové hmoty a sklotextilní síťoviny pro základní vrstvu jsou určeny ve stavební dokumentaci. Přípravu stěrkové hmoty a práce s ní určuje příslušný technický list výrobku. Do stěrkové hmoty nesmí být přidávány žádné přísady. Základní vrstva se provádí v celkové tloušťce 2 - 6 mm, optimálně 3-4 mm. Lepicí hmota se vždy nanáší metodou „mokré do mokrého“, shora dolů, nerezovým hladítkem s velikostí zubů 10 x 10 mm. Do takto připravené stěrkové hmoty se provede ručně vyztužení základní vrstvy pomocí celoplošného uložení sklotextilní síťoviny. Stěrková hmota, která prostoupila pásy sklotextilní síťoviny, se následně po případném doplnění jejího množství vyrovná a uhladí pomocí nerezového hladítka pohybem shora dolů. V odůvodněných případech lze vodorovné ukládání sklotextilní síťoviny považovat za rovnocenné svislému. Vzájemných přesah pásů musí být nejméně 100 mm. Sklotextilní síťovina jako výztuž základní vrstvy musí být uložena bez záhybů a z obou stran musí být kryta stěrkovou vrstvou nejméně 1 mm, v místech přesahů síťoviny nejméně 0,5 mm. Pokud původně nanesená stěrková hmota s uloženou sklotextilní síťovinou nemá požadovanou tloušťku základní vrstvy, zajistí se požadovaná tloušťka této vrstvy nanesením stěrkové hmoty na vyrovnanou, neztuhlou a nevyschlou původně nanesenou stěrkovou hmotu se sklotextilní síťovinou. Pokud to celková tloušťka základní vrstvy umožňuje, ukládá se sklotextilní síťovina vždy ve vnější třetině tloušťky základní vrstvy. Požadavek na rovinnost základní vrstvy je určen především druhem omítky - jak již bylo zmíněno, určuje se dle velikosti zrn omítky, tj. doporučuje se, aby hodnota odchylky rovinnosti na délku jednoho metru nepřevyšovala hodnotu odpovídající velikosti maximálního zrna omítky zvýšenou o 0,5 mm. V případě, že požadované rovinnosti nebylo dosaženo, je nutno aplikovat vyrovnávací vrstvu po 2-3 dnech. Případné nátěry a penetrace se na základní vrstvu provádí až po jejím vyzrání a vyschnutí – nejdříve však až po uplynutí doby uvedené v technickém listu příslušné stěrkové hmoty. Běžně je tato doba cca 7 dní. U speciálních „zrychlených“ směsí lze tuto dobu zkrátit na 2-3 dny, za předpokladu dodržení následujících podmínek - vztahuje se na teplotu ≥ +20 ºC, tloušťku stěrky 2 - 3 mm, relativní vlhkost vzduchu ≤ 70 %, přičemž rozhodující je dosažení jednotného suchého povrchu bez vlhkých (tmavších) míst). Při větší tloušťce základní vrstvy a/nebo při méně příznivých klimatických podmínkách se tato doba tvrdnutí a vysychání stěrkové vrstvy přiměřeně prodlužuje.

4

ZKOUŠENÍ HMOT A TESTOVACÍ METODY

Z hlediska stavební praxe obecně platí, že ideálním intervalem pro práci s cementem a hmotami na jeho bázi tj. materiály, které pro správné reakce potřebují tzv. „mokrý proces“, je teplotní interval od +5°C do +30°C. Speciální hmoty, hodnocené ve srovnání se standardními v pokusech, které budou zmíněny v této práci, jsou určeny až do -7°C (za dodržení podmínek daných výrobcem). Pro laboratorní zkoušky byli zvoleni tito reprezentanti: Firma Weber-Terranova - hmoty Weber Therm Klasik, Weber Therm Technik, Weber Tevamin tmel Z (nyní dodávaný pod názvem Weber elastik Z) a Weber Therm Mínus 7. Firma Stomix - hmota Alfafix S1P. Firma Baumit - hmoty Baumit Klebespachtel Speed, Baumit Procontact a Baumit Duocontact.

Zkoušky vzorků - principy a metody Pro použití v praxi je nutné testovat vzorky hmot na vliv především nízkých teplot na kvalitu provedené základní vrstvy. Z hlediska vytyčených cílů je tedy nutné zjistit rozdíly a změny parametrů na systému realizovaném při standardních podmínkách a na systému realizovaném v extrémních podmínkách. Z hlediska provádění na stavbách je pro nás více rozhodující teplota blízká 0 °C. Tato teplota totiž nastává v pozdních podzimních měsících především v nočních hodinách a firmy při snaze prodloužit co nejvíce stavební sezonu tento fakt záměrně opomíjejí. Při testování vzorků jsem se tedy zaměřil právě na testování při nízkých teplotách, tj. v okolí 0 °C a pod ní. Sady vzorků vždy byly rozděleny do dvou, případně tří sérií, kdy jedna série byla umístěna v interiéru laboratoře, tj. v optimálních teplotních podmínkách +22 °C ±1 °C. Druhá série, vytvářena především jako ověřovací sada, byla umístěna ve standardním pultovém

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

131


mrazáku, kde byla vystavena teplotám -10 °C ± 1 °C. Tato teplota byla zvolena, protože odpovídá regulačním schopnostem mrazáku a bylo možné ji trvale udržet. Protože metodiky zkoušek jsou všeobecně známy odborné veřejnosti, nebudeme je podrobně rozebírat, ale zmíníme se o seznamu použitých metod.

Měření velikosti zrn pomocí laserové difrakce [24] Provedení této zkoušky bylo za účelem získání průběhu zrnitostních křivek.

Určení kaše normální hustoty pro zhotovení základní vrstvy [14] Protože výrobci udávají různá množství vody pro vytvoření vhodné konzistence stěrkového materiálu, bylo nutné pro vytvoření porovnatelných podmínek zajistit stejnou hustotu směsi - proto bylo nutné u jednotlivých hmot určit množství vody pro „kaši normální hustoty“.

Stanovení počátku a konce tuhnutí hmoty - zkouška Vicatovým přístrojem [14] Z hlediska zpracování a realizace vrstev je nutné znát dobu zpracovatelnosti hmoty a dobu konce tuhnutí. Výsledkem, vyplývajícím ze zkoušek, je čas od namíchání směsi s vodou po začátek a konec tuhnutí.

Zkoušky nasákavosti materiálu [15, 18] Hlavním záměrem zkoušky je zjistit maximální nasákavost materiálu, vyjádřenou v objemových procentech. Dalším krokem je porovnání rozdílů v nasákavostech u materiálu, provedeném v ideálních podmínkách a u materiálu, vystaveném nepříznivým klimatickým podmínkám.

Ultrazvuková impulzová zkouška - měření a výpočet dynamického modulu pružnosti materiálu [9, 10, 21] Ultrazvuková impulzová metoda - princip spočívá v opakovaném vysílání mechanických tlumených vln - impulzů do zkoušeného materiálu. Vzniklé vlnění (dilatační napěťové vlny), které prošlo materiálem měřeného prvku po dráze L je sejmuto snímačem a je změřena doba průchodu T. Vyhodnocenou veličinou je rychlost šíření UZ impulzu, která slouží jako výchozí hodnota pro další hodnocení (např. stejnoměrnosti, homogenity) materiálu.

Zkoušky tahem za ohybu [9, 11, 12, 13] Jedná se o zkoušky, kterými se na vzorcích určí pevnost materiálu v tahu za ohybu. Rozdílné hodnoty zkoušek pro hmoty ve standardních a extrémních podmínkách by měly vypovídat o snížení technických parametrů hmot. Dle norem [9, 11, 12, 13] se na základě naměřené síly pro zlomení vzorku spočte výsledná pevnost v tahu za ohybu.

Zkoušky tlakem [11, 12] U této zkoušky byla zjišťována tlaková pevnost, a to na vzorcích uložených v laboratoři a také na vzorcích, které byly podrobeny zmrazovacím cyklům. Přepočtem síly na plochu zjistíme pevnost materiálu v tlaku. Výsledná síla v N při porušení vzorku se zaznamená a použije pro výpočet tlakové pevnosti.

Zkouška zmrazováním [16, 17] Podstatu těchto zkoušek zachycuje hlavně ČSN 722452 [17] v návaznosti na již neplatnou ČSN 722440. Definici bychom mohli napsat takto - „Odolnost při namáhání střídavým zmrazováním a rozmrazováním je schopnost výrobku odolávat opakovanému zvlhnutí s následným zmrazením, hodnocená nasákavostí a změnou vlastností při zkoušce tlakem, včetně hodnocení případných poškozen a úbytku hmoty“.

Přídržnost základní vrstvy k izolantu [24, 25, 27] Podstatou zkoušky je zjišťování síly, kterou je potřeba vynaložit, aby došlo k odtržení lepicí hmoty nebo základní (výztužné) vrstvy od tepelného izolantu. Na základě známé odtrhové plochy a síly pak lze spočíst hodnotu přídržnosti stěrkové hmoty k podkladu, ať je jím zdivo nebo izolant.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

132


Stanovení odolnosti proti rázu [25, 27] Podstatou zkoušky je zjišťování poškození, která vzniknou v důsledku dopadu ocelové koule s danou hmotností z předepsané výšky na lícní povrch ETICS - tak je stanovená odolnost rázu a hodnotí se viditelné poškození. Jako poškození se hodnotí výsledky: • viditelná síť vyztužení, • viditelné odchlípnutí horní vrstvy základní (výztužné) vrstvy, • proražení základní (výztužné) vrstvy, • odtržení vrstvy buď od izolantu, v samotné vrstvě (nebo od podkladu). Jako výsledek zkoušky se zaznamenává zjištěné poškození vzorku a jeho velikost.

5

ZÁVĚRY

V rámci testování byly zkoušeny stěrkové hmoty pro provedení základní vrstvy systému ETICS s ohledem na vliv nízkých teplot na vlastnosti hmot při jejich realizaci. Hmoty byly hmoty testovány různými způsoby. Každá z těchto zkoušek nám o hmotách podala jisté informace. Jak bylo zmíněno, teplota při provádění základní vrstvy je jednou z nejdůležitějších veličin, kterou vedoucí pracovníci a dělníci musí sledovat, protože ovlivňuje výslednou kvalitu základní vrstvy. Každá chyba v této fázi se odráží jednak ve snížení životnosti systému, jednak v možném selhání systému a následné havárii zateplení. Při formulování cílů práce byly vytčeny dva základní body: • ověřit kvalitu základní vrstvy srovnáním hodnot při jejím provádění v deklarovaných a extrémních klimatických podmínkách, • vyhodnotit získané poznatky a zpracovat závěry a doporučení pro stavební praxi, investory a stavební dozory. Třetím cílem, který vyplynul v průběhu práce na zkouškách, bylo ověření použitelnosti jednotlivých metod testování pro tenkou vrstvu materiálu základní vrstvy.

Přínos do stavební praxe Přínosem do stavební praxe je ověření některých vlastností stěrkových hmot jako nasákavost, pevnost v tlaku a tahu za ohybu. Naopak mínusem je nemožnost provést porovnání výsledků s normou, protože ta tento aspekt neřeší. Pokud vezmeme v úvahu veškeré zjištěné hodnoty a vyvozené závěry, můžeme technologický předpis pro provádění ETICS a přímo základní vrstvy upravit přibližně takto: • použití standardních hmot určených do teplot +5 až +30°C je možné při stálé teplotě dle uvedeného intervalu, teplota nesmí ani krátkodobě klesnou nebo vystoupat mimo uvedený interval - lze v některých případech zajistit vhodnými opatřeními, • použití standardních hmot určených do teplot +5 až +30°C je možné při teplotách nad 0°C jen za podmínek, že tato teplota bude na konstrukci působit jen velice krátce, nebo je možné konstrukci a základní vrstvu proti této teplotě ošetřit vhodnými opatřeními, • použití standardních hmot určených do teplot +5 až +30°C je možné bez opatření při teplotách nad 0°C jen na podřadné konstrukce, které nemají vysoké nároky na životnost sytému - hrozí zde snížení technických vlastností hmot o průměrně až 18% - hodnota určená na základě provedených zkoušek, • použití standardních hmot pro teploty pod 0°C nelze dovolit a doporučuje se v technologickém předpisu zateplení striktně uvést, že v těchto podmínkách lze za určitých okolností ETICS provádět jen pomocí speciálních hmot - tj. hmot primárně určených pro teploty v okolí 0°C a pod ní - pro teplotní rozsah 0°C až +5°C lze ze zkoušených materiálů doporučit hmotu Baumit Speed, pro rozsah -7°C až 0°C lze ze zkoušených materiálů doporučit hmotu Weber.therm mínus 7 s vyloučením konstrukcí přímo namáhaných vnitřní vlhkostí - tj. ne na prostory s mokrými procesy díky vyšší nasákavosti hmoty. Cílem, který vyplynul v průběhu realizace zkoušek při výzkumu, bylo posouzení laboratorních zkoušek a testovacích metod pro zkoušení základní vrstvy. Co se týká vhodnosti - veškeré testy se dají za určitých podmínek, případně s úpravami použít pro testování základní vrstvy, ovšem u některých metod testování vyžaduje přípravu speciálních pomůcek a dle mého názoru úpravu metodiky zkoušení. Jednotlivé testovací metody bychom mohli hodnotit takto:

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

133


• Laserová difrakce - tato metoda je proveditelná a vypovídající o křivkách zrnitosti bez úprav - pouze v případě testování hmot vyztužených vláknem je nutno hmotu přesít, to stejné v případě zjištění zrnitosti větší než 2 mm, • Vicatův přístroj - určení směsi „normální“ hustoty - metodika daná normou je použitelná bez úprav, ovšem kaše „normální“ hustoty je pro zpracování v základní vrstvu nepoužitelná - nedokážeme s ní dobře manipulovat, nedokáže obalit řádně síťovinu ani vhodně přilnout k povrchu - tj. pro testy tahem za ohybu a tlakem v trámcích 40x40x160mm bez problémů použitelná je, • Vicatův přístroj - určení doby počátku a konce tuhnutí - metodiku zkoušky je sice možné bez problémů použít, ovšem dle údajů je možné říci, že hmota umístěná v klasickém prstenci vytvrzuje jiným způsobem - spíše jinou dobu, než hmota v tenké cca 4 mm vrstvě - doporučoval bych pro další měření upravit prstence tak, aby respektovaly právě tuto tenkou vrstvu hmoty - tj. tl. cca 4 mm - na základě zkoušky by pak bylo možné ověřit, zda se počátek a konec tuhnutí při obou metodách shodují, • ultrazvukové měření - dynamický modul pružnosti v tlaku nebo tahu a pevnost v tlaku s nezaručenou přesností tato zkouška je proveditelná, použitelná bez úprav, co se zkoušení a přístrojů týče. Bylo by však vhodné rozšířit počty vzorků z jednotlivých hmot - tj. ne 3 a 3, ale raději 6 nebo 9 kusů vzorků s různým stupněm nasycení vlhkostí pro srovnání měření v reálném čase a provést měření jednak na trámcích, ale také přímo na základní vrstvě, aplikované na stavbě. Následně při množství měření by teoreticky bylo možné, aby byl určen výpočtový vztah pro ověřování vlastností hmot ultrazvukem přímo na stavbách, • zkouška nasákavosti - metodika zkoušky je vyhovující a není třeba ji měnit, jediné, co by bylo vhodné udělat jinak, je počet vzorků - sady by měly být početnější, aby bylo možné prověřit podrobně vlastnosti hmoty, ale v tom případě by musel být omezen počty typů vzorků, což tak jednoduché není, pokud hodláme hmoty srovnávat, • tah za ohybu - tato zkouška je proveditelná beze změn na metodice. Jako v předchozím případě by však bylo vhodnější zkoušet větší série vzorků, ovšem to by omezovalo počty typů hmot - je nutné najít co nejnižší možný počet zástupců daných hmot a provést více vzorků pro ověření výsledků, • zkouška tlakem - hodnocení je stejné jako v předchozích dvou případech - více vzorků v sadě pro ověření správnosti výsledků, což omezí množství zkoušených hmot, • zkouška zmrazováním - metodika opět bez problému použitelná, ovšem bylo by vhodné zvolit jinou podobu vzorků kostky 40x40x40mm jsou sice vhodné pro testování povrchových destrukcí, ovšem svým uspořádáním nejsou podobné základní vrstvě na stěně objektu. Tyto vzorky by musely být provedeny na nenasákavém izolantu, tj. většinou EPS a provedeny jako na stavbě, to znamená s výztuží a v tl. 2-6 mm, optimálně 4 mm. tyto vzorky by následně byly umístěny do klimatické komory a testovány na odolnost proti zmrazování při cyklickém mrazení a zahřívání, • zkouška přídržnosti k izolantu - použitá metodika nebyla vhodná pro tento typ izolantu - skoro neměřitelné hodnoty zkreslují výsledky. Proto by bylo vhodné metodiku upravit následujícím způsobem - místo odtrhových terčů průměru 50 mm by bylo vhodné použít odtrhové desky min. 150x150 mm a vzorek samotný již by neměl být umístěn volně, ale plnoplošně přilepen lepidlem k pevnému podkladu. Místo izolantu 70F by měl být použit izolant 100F. Pro minerální vatu by měla být použita odtrhová deska velikosti 200x200 mm. Samotný odtrhový přístroj Dyna by měl být nahrazen tahovým lisem. Za použití speciálního přípravku a delšího šroubu s kloubem by bylo možné odtrhovou zkoušku provést i se současným přístrojem. Při takto upravené metodice by mělo být možné již měřit odtrhovou sílu a na základě naměřených hodnot zjistit chování hmoty ovlivněné nízkou teplotou, • zkouška odolnosti rázu - metodu není nutné nijak upravovat, jednodušší již být nemůže, k ní nemám výhrady, pouze jsem ji doplnil měřením otisku koule na hmotě, aby bylo možné vzorky porovnávat i v %. S výsledky, které byly v rámci zkoušek dosaženy, je možné konstatovat již dobře známý fakt, že nízké teploty mají na stěrkové hmoty vliv. Je však také patrné, že pokud zmíněné teploty nedosáhnout záporných hodnot, je možné předpokládat u velké většiny hmot dostupných na trhu dostatečnou kvalitu, aby poskytly únosnou vrstvu pro následné finální povrchy. Co je však nutné dodat, že takto zhotoveným vrstvám nelze garantovat životnost jako kvalitně provedeným vrstvám za běžných podmínek. Jak je vidět z výsledků, hmoty provedené v laboratoři při optimální teplotě ve většině testů vykazují vyšší hodnoty, než hmoty vystavené působení nízkých teplot. Co se týká zjištěných poznatků, měly by přispět k jistému zpřesnění náhledu na rozsah teplot umožňujících v praxi realizaci stěrkových vrstev a to způsobem že rozlišíme hmoty dle teplotního intervalu. Z výsledků je možné jednoduše identifikovat hmoty, které lze bez problémů použít při teplotách do 1°C a dále hmoty použitelné až do -5°C, relativně do -7°C.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

134


VÝPIS LITERATURY [1] [2] [3] [4]

[5] [6]

[7]

[8]

[9]

[10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23]

Český statistický úřad, www stránky, dostupné na < http://www.czso.cz/> Sbírka zákonů, www stránky, dostupné na <http://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/> ČSN online pro jednotlivce, www stránky, dostupné na <http://csnonline.unmz.cz/> Směrnice evropského parlamentu a rady 2001/81/ES o národních emisních stropech pro některé látky znečisťující ovzduší. Říjen 2001. Vydáno v Úředním věstníku Evropské unie a Úředním věstníku evropských společenství, Lucemburk, 20 str. ČSN 732901 Provádění vnějších tepelně izolačních kompozitních systémů (ETICS). Duben 2005. Český normalizační institut, Praha. 20 str. Ing. Svoboda Pavel, Ing. Machatka Milan, CSc., Ing. Šála Jiří, CSc. Sborník technických pravidel TP CZB 2007 pro vnější tepelně izolační kontaktní systémy (ETICS). Vydala Česká energetická agentura, pod záštitou Cechu pro zateplování budov ČR, o.s., říjen 2007, Praha, 73 str., ETAG 004 - Vnější kontaktní tepelně izolační systémy s omítkou. Řídící pokyn pro evropské technické schválení, European Organisation for Technical Approvals EOTA, Kunstlaan 40, Anvenue des Arts B, Brusel, leden 2000, 80 stran ETAG 014 - Plastové kotvy pro kotvení vnějších kontaktních tepelně izolačních systémů s omítkou. Řídící pokyn pro evropské technické schválení, European Organisation for Technica Approvals EOTA, Kunstlaan 40, Anvenue des Arts B, Brusel, leden 2002, 55 stran Ing. Schmid Pavel, Ph.D., Zkušebnictví a technologie - Modul BI02-M02 - Stavební zkušebnictví. Studijní opory pro studijní programy s kombinovanou formou studia, Fakulta stavební v Brně, Vysoké učení technické v Brně, 48 str., ČSN 731371 Nedestruktivní zkoušení betonu - Ultrazvuková impulzová metoda zkoušení betonu. Září 2011. Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, Praha, 12 str. ČSN EN 1015-11 Zkušební metody malt pro zdivo - Část 11: Stanovení pevnosti zatvrdlých malt v tahu za ohybu a v tlaku. Červen 2000. Český normalizační institut, Praha, 16 str. ČSN EN 196-1 Metody zkoušení cementu - Část 1: Stanovení pevnosti. Říjen 2005. Český normalizační institut, Praha, 28 str. ČSN EN 13892-2 Zkušební metody potěrových materiálů - Část 2: Stanovení pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku. Listopad 2003. Český normalizační institut, Praha, 8 str. ČSN EN 196-3 Metody zkoušení cementu - Část 3: Stanovení dob tuhnutí a objemové stálosti. Červenec 2009. Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, Praha, 16 str. ČSN 731316 Stanovení vlhkosti, nasákavosti a vzlínavosti betonu. Zrušena 1. 12. 2003. Vydalo Vydavatelství norem, Praha 10 - Hostivař, 8 str. ČSN EN 12091 Tepelně izolační výrobky pro použití ve stavebnictví - Stanovení odolnosti při střídavém zmrazování a rozmrazování. Červenec 1998. Český normalizační institut, Praha, 12 str. ČSN 722452 Zkouška mrazuvzdornosti malty. Listopad 1968. Český normalizační institut, Praha, 4 str. ČSN EN 12087 Tepelně izolační výrobky pro použití ve stavebnictví - Stanovení dlouhodobé nasákavosti při ponoření. Červenec 1998. Český normalizační institut, Praha, 16 str. ČSN EN 1015-2 Zkušební metody malt pro zdivo - Část 2: Odběr základních vzorků malt a příprava zkušebních malt. Říjen 1999. Český normalizační institut, Praha, 12 str. ČSN EN 1015-1 Zkušební metody malt pro zdivo - Část 1: Stanovení zrnitosti (sítovým rozborem). Říjen 1999. český normalizační institut, Praha, 12 str. ČSN 731370 Nedestruktivní zkoušení betonu. Společná ustanovení. Zrušená k 1. 10. 2011. Český normalizační institut, Praha, 16 str. ČSN EN ISO 15148 Tepelně vlhkostní chování stavebních materiálů a výrobků - Stanovení nasákavosti částečným ponořením. Únor 2004. Český normalizační institut, Praha, 20 str. Ing. Kosíková Jana, Laserová difrakce pro měření velikosti částic. Letní škola materiálového inženýrství - sborník příspěvků odborného semináře, kolektiv autorů, Vydalo Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Veveří

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

135


[24] [25] [26]

[27]

[28] [29] [30]

331/95, Brno, 2012, 147 str., vydáno v rámci projektu Podpora vzdělávání pracovníků center pokročilých stavebních materiálů CZ.1.07/2.3.00/20.0111 ČSN EN 13495 Tepelně izolační výrobky pro použití ve stavebnictví - Stanovení soudržnosti vnějšího tepelně izolačního kompozitního systému (ETICS) (zkouška pěnovým blokem). Říjen 2003. Český normalizační institut, Praha, 12 str. Ing. Machatka Milan, CSc., Ing. Šála Jiří, CSc., Technická pravidla, kritéria a směrnice CZB 2001. Vydal Cech pro zateplování budov ČR, o.s., 2001, Praha, 44 str., ISBN 80-86364-49-6 Ing. Svoboda Pavel, Ing. Machatka Milan, CSc., Ing. Šála Jiří, CSc., Kontaktní zateplovací systémy - příručka pro navrhování a provádění. vydal Cech pro zateplování budov ČR, o.s., ve spolupráci s Českou energetickou agenturou a Českou komorou autorizovaných inženýrů a techniků, činných ve výstavbě o.s., prosinec 1998, Praha, 48 str., Ing. Svoboda Pavel, Ing. Machatka Milan, CSc., Ing. Šála Jiří, CSc., Kritéria pro kvalitativní třídy vnějších tepelně izolačních kontaktních systémů (ETICS). Vydala Česká energetická agentura, pod záštitou Cechu pro zateplování budov ČR, o.s., listopad 2007, Praha, 22 str., ČSN EN 13494 Tepelně izolační výrobky pro použití ve stavebnictví - Stanovení přídržnosti lepicí hmoty nebo základní vrstvy k tepelně izolačnímu materiálu. Říjen 2003. Český normalizační institut, Praha, 12 str. Ing. Schmid Pavel, Ph.D. a kolektiv autorů, Základy zkušebnictví, Akademické nakladatelství Cerm, s.r.o., Final tisk s.r.o., Olomučany, leden 2001, Brno, ISBN 80-214-1816-8, 112 str., Technologický předpis Baumit zateplovací systémy. [online] Citováno květen 2013. Dostupné na <http://www.baumit.cz/upload/Dokumentace/Technol_predpisy/Zateplovaci_systemy_Baumit_-_TP.pdf>

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

136


ZKUŠENOSTI S PŘÍPRAVOU ZKUŠEBNÍCH VZORKŮ PRO ZKOUŠENÍ TMELŮ EXPERIENCE WITH PREPARATION OF TEST SAMPLES FOR SEALANTS Martina Šimáčková, Pavel Liška, Jiří Šlanhof

Anotace Článek pojednává o problematice použití různých tmelů v současné době na stavbách včetně posouzení souvisejících ČSN a kritickým zhodnocením aktuálního stavu z hlediska zkušebních podmínek. Dále se zaměřuje na problematiku normového zkušebního tělesa, možnostmi alternativního návrhu těchto těles a převedením alternativy do praxe. V závěru hodnotí zkušenosti s výrobou vzorků, zejména z hlediska plnění formy a vyzrávání tmelů, kdy 28 dní se jeví jako doba nedostatečná. Klíčová slova Stavební tmely, výroba, zkušební telěsa, zkušenosti, zrání

1

ÚVOD

Tmely jsou tekuté až těstovité hmoty, kterými se vyplňují spáry, otvory, trhliny, prohloubeniny a nerovnosti povrchu, slouží také ke spojování materiálů, čímž plní funkci lepidel. Hlavním úkolem tmelu je trvalé utěsnění tmelené spáry. Problematika tmelení tedy spočívá především v zajištění dostatečné soudržnosti tmelených materiálů a tmelu a umožnění dilatačních pohybů ve spáře bez poškození tmelu. Veškeré tmely musí všeobecně splňovat následující požadavky: • Přiměřenou tekutost, aby jeho zpracování bylo snadné a vyplnění spár nebo dutin bylo dokonalé

2

Mít dobrou přilnavost ke spojovaným povrchům, aby při probíhajících objemových změnách konstrukcí nedocházelo k oddělení tmelů od spojovaných dílců

Při tuhnutí a tvrdnutí se tmel nesmí smršťovat

Součinitel tepelné roztažnosti stmelených spojů má co nejvíce odpovídat součiniteli tep. roztažnosti zatmelených částí

Pevnost tmelů se nemá měnit ani se změnou teploty, vlhkosti, případně dalšími vlivy prostředí

Tmely mají být pružné, aby se neporušovaly při změnách tlouštěk spojených dílců

Tmely nemají podléhat stárnutí

Stmelené spoje mají být vodotěsné, případně plynotěsné, nebo chemicky odolné

ZKOUŠENÍ STAVEBNÍCH TMELŮ

Zkoušky tmelů, požadavky na ně, způsoby jejich provedení a vyhodnocení jsou uvedeny v ČSN. Základními zkouškami tmelů jsou zkoušky, které měří jejich odolnost vůči tahovému a smykovému napětí a zkoušky přilnavosti tmelů. Tyto zkoušky se provádí za různých podmínek, v různých prostředích v laboratořích. Jedná se především o: •

Stanovení tahových vlastností (ČSN EN ISO 8339)

Stanovení tahových vlastností při udržovaném protažení (ČSN EN ISO 8340)

Stanovení tahových vlastností (protažení při přetržení), (ČSN EN ISO 8339)

Stanovení přilnavosti a soudržnosti při stálé teplotě (ČSN EN ISO 9046) při proměnlivé teplotě (ČSN EN ISO 9047) při udržovaném protažení po ponoření ve vodě (ČSN EN ISO 10590) po ponoření ve vodě (ČSN EN ISO 10591) po vystavení účinkům tepla, vody a umělého světla přes sklo (ČSN EN ISO 11431)

Stanovení elastického zotavení tmelů (ČSN EN ISO 7389)

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

137


3

Stanovení stékavosti tmelů (ČSN EN ISO 7390)

Stanovení změn hmotnosti a objemu (ČSN EN ISO 10563)

Stanovení odolnosti proti stlačení (ČSN EN ISO 11432)

ZKUŠEBNÍ TĚLESO PRO PROVÁDĚNÍ ZKOUŠEK TMELŮ

ČSN definuje rozměry a tvar zkušebního vzorku, je možné měnit rozměry podkladních těles, je však potřeba zachovat předepsané rozměry profilu tmele a plochu přilnavosti. Zkušební vzorek předepsaný v ČSN je uveden na Obr. 1, je shodný pro všechny zkušební postupy. Zkušební podklady mohou mít v souladu s ČSN i jiné rozměry než dle Obr. 1, musí však být zachovány rozměry profilu tmelu a plocha přilnavosti.

Obr. 1 Zkušební vzorek dle skupiny ČSN pro zkoušení tmelů Z důvodu dobré manipulace při provádění dílčích zkoušek a z důvodu potřeba jednoduchého uchycení vzorků do zkušebních zařízení bylo zvoleno zkušební těleso sestavené ze dvou destiček o rozměrech 30x50 mm slepených tmelem o předepsaném příčném profilu 12x12 mm v délce 50 mm, jak znázorňuje Obr. 2.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

138


Obr.2 Zkušební vzorek pro praktické provádění experimentů splňující požadavky skupiny ČSN pro zkoušení tmelů

4

PŘÍPRAVA ZKUŠEBNÍCH VZORKŮ

Použité materiály Zkušební tělesa Na bednící rozpěrky byly použity hliníkové U profily a dřevěné hranoly o rozměrech 12 x 9 x 50 mm. Jako podkladní vzorky slouží destičky o rozměrech 30 x 50 mm o různých tloušťkách z rozličných materiálů. Tmely Pro experimentální část byly dle Tab. 1 vybrány tmely od různých výrobců a distributorů v ČR tak, aby zkušební vzorky zahrnovaly různé cenové kategorie běžně dostupných tmelů. Tmel Silikonový acetátový Silikonový neutrální Polyuretanový MS polymery

Soudal

Výrobce Lučební závody

Univerzání silikon

Lukopren UNI A

SILRUB N

Lukopren UNI N

Neutrální silikon

-

Polyuretanový tmel PU 40

-

Polymer MS 60

Konstrukční tmel 25D SOUDASEAL 215LM

SILCO Univerzální silikon

Tab. 1 Seznam použitých tmelů jednotlivých výrobců

Výroba zkušebních vzorků Bednící rozpěrky byly opatřeny odbedňovacím nátěrem Lukopren SEPARÁTOR. Povrchy zkušebních těles byly dle druhu ošetřeny příslušným penetračním nátěrem.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

139


Po vyschnutí byla vytvořena zkušební tělesa, kdy byl do prostoru ohraničeném podkladními tělesy a rozpěrkami nanesen tmel. V první fázi byly použity všechny tmely v kombinaci s destičkami z Alubondu, od každého tmelu 27 vzorků, celkem tedy 270 vzorků. Poté bylo potřeba 28 denní pauzy k vyschnutí tmelu. Vzorky byly uskladněny v laboratoři při teplotě (20±3)°C a relativní vlhkosti ±60% po dobu 28 dní.

Obr. 3 Příklad odbedněného zkušebního tělesa

5

PRAKTICKÉ VÝSTUPY ZJIŠTĚNÉ PŘI VÝROBĚ VZORKŮ

Po 28 dnech byly vzorky odbedněny. Tělesa však byla nepoužitelná pro další výzkumy, neboť nedošlo k dostatečnému proschnutí tmelu, při odbedňování došlo k poškození tmelu apod., při opětovném zaklopení a "doschnutí" dochází ke vzniku spáry a vzorek je pro další účely nepoužitelný. U vzorků, kde byl použit polyuretanový tmel, MS polymer a silikonový acetátový tmel došlo k „absolutnímu“ přilnutí k hliníkovým rozpěrkám přesto, že byly opatřeny odbedňovacím přípravkem. Rozpěrky bylo možno odstranit pouze hrubou silou, čímž docházelo k poškození tmelu.

Obr. 4: Tmel Lukopren UNI N- 27.5.201 Tmel je ve středu stále "živý", při odbedňování došlo k roztržení tmelu

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

140


Obr. 5 Tmel Silco polymer MS 60- 27.5.2013 Tmel je ve středu stále "živý", při odbedňování došlo k roztržení tmelu

6

ZÁVĚR

Přesto, že výrobci vybraných tmelů deklarují rychlost schnutí tmelů cca 1-1,5 mm/den při přístupu vzduchu, tmely touto rychlostí neschnou. Problém vznikl tím, že je velmi omezený přístup vzduchu k povrchu tmelu, jelikož původně navržené rozpěrky z ocelových profilů jsou neprodyšné a schnutí tmelů se tím zpomaluje. Momentálně jsou zhotovovány vzorky, kdy jsou mezi tmel a rozpěrky vkládány prodyšné materiály, které udrží tvar tmelu, ale zároveň umožňují přístup vzduchu. Zkoušený tmel však k těmto materiálům nesmí přilnout, proto bylo dílčími pokusy stanoveno, že pro polyuretanové a silikonové neutrální tmely je vhodným separátorem obyčejný pečící papír vkládaný mezi tmel a rozpěrku a pro MS polymery mikrotenová fólie. Tyto pomocné materiály mají minimalní tloušťku, která neovlivní tvar tmelu, ale zároveň zajistí, že po odstranění rozpěrek (cca po 48 hodinách) udrží tvar tmelu, ale umožní průniku vzduchu k povrchu tmelu a urychlí schnutí.

PODĚKOVÁNÍ Tento příspěvek byl realizován za finanční podpory z prostředků státního rozpočtu prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu v rámci projektu FR-TI4/332 „Nové technologie lepených obvodových plášťů budov s kotvícími prvky se zvýšenou odolností vůči korozi“.

LITERATURA [1] ČSN EN ISO 11600-Stavební konstrukce- Těsnící hmoty- Klasifikace a požadavky pro tmely, Praha: Český normalizační institut, 2004. [2] ČSN EN ISO 8339- Stavební konstrukce- Těsnící hmoty- tmely- Stanovení tahových vlastností, Praha: Český normalizační institut, 2006. [3] ČSN EN ISO 8340- Stavební konstrukce- Těsnící hmoty- tmely- Stanovení tahových vlastností při udržovaném protažení, Praha: Český normalizační institut, 2006. [4] ŠIMÁČKOVÁ, M., STAVEBNÍ TMELY, ZKOUŠENÍ STAVEBNÍCH TMELŮ, příspěvek na konferenci Sborník příspěvků z mezinárodní vědecké konference, ISBN 978-80-905243-3-0, Magnanimitas, Hradec králové, 2012 [5] ŠIMÁČKOVÁ, M., Stavební tmely, příspěvek na konferenci Sborník anotací, ISBN 978-80-214-4393-8, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Brno, 2012 [6] PANEK, Julian R., COOK, John Philip. Construction sealants and adhesives. Wiley-Interscience. 1992 [7] Síť Internet a WWW stránky. [8] Fotografie – archiv autora.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

141


SENZIBILNÍ A LATENTNÍ ENERGETICKÉ ZÁSOBNÍKY František Šot, Stanislav Šťastník

Anotace Používání tepelných akumulačních zásobníků energie využívající změnu fáze materiálu se jeví jako efektivní cesta pro ukládání tepelné energie s výhodami v ukládání vysokých objemů energie při zachování izotermické povahy procesu. PCM metody jsou používané v latentních termálních zásobníkových systémech pro tepelná čerpadla, dále v solárním inženýrství či pro regulaci teploty v kosmických lodích. V uplynulém desetiletí se rozšířily tyto principy pro chlazení a ohřev ve stavebnictví. Existuje celá řada PCM systémů, které pracují v širokém rozsahu teplot, používané v různých aplikacích. V tomto dokumentu je zahrnut stručný přehled vývoje a analýzy dostupných termálních zásobníků pracujících zejména na principu PCM. Klíčová slova Energetický zásobník

1

ÚVOD

Souvislý nárůst objemu skleníkového plynu, emisí a stoupání cen pohonných hmot jsou hlavní hnací silou pro efektivnější užívání obnovy zdrojů energie. V části světa se přímé sluneční záření jeví jako nejvýhodnější zdroj získání energie. Proto se hledají nové obnovitelné zdroje energie. Jedna z možností se nabízí ve vývoji vysokokapacitních zásobníků, které mohou být úspěšným zdrojem získání energie. Zásobníky energie v obvyklé formě, představují denní výzvu výzkumníků. Hromadění energie nejenže snižuje chaos mezi nabídkou a poptávkou ale zlepšuje výkon a spolehlivost energetického systému a hraje důležitou úlohu v uchování energie. Nejperspektivnější technika se nabízí v ukládání termální energie. Tato je založená na fyzikálním principu příjmu či výdaje tepla za konstantní teploty v důsledku fázových změn materiálů. Bohužel u většiny praktických aplikací těchto technologií je nezbytně nutné řešit množství vývojových a výzkumných jevů. Zásobníky termální energie (TES – ThermalEnergyStorage), též společně nazývané jako zásobníky tepla a chladu, ukládají vždy energii pro pozdější používání. Aby bylo možné ukládat teplo nebo chlad současně, pak metody ukládání musí být reversibilní. Zásobníky termální energie mohou být prováděny formou uložení citelného (senzibilního) tepla anebo formou uskladnění tepla latentního. Nejběžnějším způsobem ukládání tepla je realizace zásobníků senzibilních. Se závislosti teploty na úložné energii podle obrázku 1 je zřejmé, že přenášeno teplo do paměťového media vede ke zvyšování jeho teploty. Paměťovým mediem může být horká voda, nebo olej. Běžně je v rámci senzibilních zásobníků používána horká voda, sloužící pro vytápění domácností a jako voda užitková. Druhý způsob ukládání energie využívá fázových změn media při jeho ohřevu anebo tuhnutí. Tímto způsobem je možné ukládat značné množství tepla nebo chladu. Tavení je charakterizováno malým nárůstem objemu obvykle menším než 10%. Pokud medium v zásobníku je v tekutém stavu pak změna tlaku není významná a jeho tavení a tuhnutí probíhá při konstantní teplotě. Při tavení media je teplota přenášená do zásobníku a materiál si tuto udržuje na teplotě tavení. Tato teplota se nazývá teplotou fázové změny. Jestliže je proces fázové přeměny ukončen, pak přenos proces tepla do zásobníku je opět formou senzibilní. Na obrázku 1 je znázorněn rozsah regulace změn teplot akumulovaného tepla v zásobníku v průběhu fázové přeměny.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

142


Obr. 1 Průběh závislosti akumulovaného tepla v závislosti na teplotě u SHS a LHS akumulačního systému Modrou čarou je vyobrazen průběh SHSzásobníku, červenou čarou LHS – zásobníku.

Latentní tepelné zásobníky určené pro ukládání tepla nebo chladu jsou založeny na principu jeho získání z fázových přeměn. Obecně jsou nazývány jako zásobníky PCM (PCM - PhaseChangeMaterial). Anorganická media PCM jsou navržena hydratací solného roztoku s vodou. Chemické složení soli je odvozeno z požadované fázové přeměny. Do směsi se přidávají speciální nukleační činidla, minimalizující jednak fázovou změnu oddělené soli, dále minimalizující chlazení, která jsou charakteristická pro danou hydratační sůl PCM. PCM medium musí být netoxické, nehořlavé a ekonomicky výhodné. Materiály PCM biologické jsou organické materiály, mastné kyseliny například rostlinné oleje. Jejich chemická složení, teploty fázových změn mohou být různá. Tyto materiály jsou netoxické, nepodléhají korozi a jejich životnost je prakticky nekonečná. Avšak jsou finančně nákladné a při vysokých teplotách hořlavé. Organická media PCM jsou v přírodě se vyskytující ropné produkty, které mají jednoznačné teploty fázových změn. Tyto produkty jsou vyráběny petrochemickými společnostmi, jejichž dostupnost je omezená. Nemohou být toxické, hořlavé a drahé. Životnost těchto materiálů musí být neomezená a cenově omezená v rámci změn ropných produktů.

1.1

Metody ukládání energie

Existující způsoby ukládání energií a její uskladnění do zásobníků mohou být následující •

zásobníky pro uložení energie mechanické,

zásobníky pro uložení energie elektrické,

zásobníky pro uložení energie termální.

1.1.1

Zásobníky energie mechanické

Zásobníky mechanické energie mohou být gravitační, hydraulické, vzduchové a setrvačníky. Hydraulické zásobníky a vzduchové (kompresory a čerpadla) mohou být využívány v rozsáhlém množství aplikací, pokud jsou setrvačníky vhodnější pro střední energie. Zásobník čerpá energii tehdy, když se její spotřeba nevyužívá, tedy v noci a o víkendu.

1.1.2

Zásobníky elektrické energie

Ukládání elektrické energie do baterií je jedním ze způsobu akumulace energie. Baterie je nabíjena spojením se zdrojem přímo elektrickým kabelem, když je vybíjena, pak se uplatní cestou změny chemické energie na energii elektrickou. Využití baterií je aplikováno pro maximální výkon, dále pro větrné turbíny a fotovoltaické elektrárny. Většina typů baterií je založena na článcích Ni-Cd.

1.1.3

Zásobníky tepelné energie

Zásobníky tepelné energie tuto akumulují jako změnu vnitřní energie materiálu působení senzibilního tepla, latentního tepla anebo termochemického tepla v kombinaci s předchozími.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

143


Všeobecné rozdělení zásobníků je uvedeno na obrázku 2.

ZÁSOBNÍKY TEPELNÉ ENERGIE

Termalní

Senzibilní teplo

Chemické

Termochem výměník

Latentní teplo

Kapalné Pevná

Reakční teplo Pevná-tekutá

Pevná-plyn

Pevná-pevná

Teplná čerpadla

Obr. 2 Rozdělení zásobníků tepelné energie

1.1.3.1 Zásobníky tepla senzibilní (SHS) V těchto zásobnících je tepelná energie ukládána zvyšováním teplot pevného nebo tekutého media. SHS systém využívá svojí tepelnou kapacitu, která se během procesu nabíjí a vybíjí dodávanou energií. Kapacita senzibilních zásobníků je závislá na druhu použitého materiálu, jejich hmotnosti a teplotním rozdílu. Množství tepla naakumulovaného do zásobníku je možno vyjádřit následujícím vztahem (1) (2) Tepelnou kapacitu těchto zásobníků je možno vyčíslit z fyzikálních tabulek pro různé materiály. Např. voda se jeví jako nejlepší zásobník z materiálů tekutých protože je levná a má vysokou hodnotu specifického tepla. Avšak její teplotní prostor dosahuje výše maximálně do 100°C. V případě použití vyšších teplot jsou vhodné oleje, tekuté soli a tekuté kovy.

1.1.3.2 Zásobníky tepla latentní (LHS) Latentní zásobníky tepla jsou založeny na principu absorbování tepla za konstantní teploty. Tento stav nastává tehdy, kdy matriál přechází z jedné stabilní fáze na druhou, tedy kdy se mění fáze tuhá v tekutou a obráceně. Tepelný obsah těchto zásobníků je možné matematicky vyjádřit následující následovně (3) (4) Vývoj těchto zásobníků zahrnuje zvládnutí tří základních problémů, které jsou fázová změna materiálu, materiál zásobníku a konstrukce tepelného výměníku. Široký rozsah problémů zahrnujících návrh nízkoteplotních tepelných zásobníků je znázorněn na obrázku 3.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

144


Latentní zásobníky tepelné energie

Výzkum vlastností materiálu

Vývoj výměníku tepla

Výběr materiálů pro daný rozs. Teplot

Výběr koncepce zásobníku

Materiál zásobníku Materiál konstrukce

Termální analýza Experimentální výzkum Laboratorní modely

Tepelné vlastnosti Teploty tání a tuhnutí

srovnání Prototypy

Chování krát. ohřevuChování dlou.ohřevu Tepelné cyklování

Řídíci jednotky Simulace modelu

Průzkum životnosti konzistence Finální cena Termální analýza a experimentální výzkum Komerčnívýroba

Obr. 3 Přehled typů energetických zásobníků

2

MATERIÁLY PRO LATENTNÍ ZÁSOBNÍKY

Materiály pro fázovou změnu PCM latentních tepelných zásobníků. K přenosu termální energie dochází vtom okamžiku, kdy materiál přechází z fáze pevné do tekuté. Vzhledem k tomu, že tato změna nenastává skokem, ale materiál se postupně rozpouští, tak přechod z jedné fáze na druhou trvá jistou časovou dobu. Tato změna probíhá za konstantní teploty. Množství tepla, které se na rozpuštění materiálu spotřebuje, se označuje teplo latentní. Na rozdíl od materiálů používaných v senzibilních zásobnících např. kámen nebo voda je objem tepla u těchto materiálů při akumulaci anebo uvolňování 5 až 14x větší. Avšak na tyto materiály jsou požadovány určité žádoucí termodynamické, kinetické a chemické vlastnosti. Je třeba hodnotit jejich ekonomičnost a snadnou dostupnost těchto materiálů.

2.1

Tepelné vlastnosti materiálů

Mezi nejdůležitější patří fyzikální vlastnosti: • Vhodná teplota fázové změny, • Vysoká teplota fázové změny, • Dobrá teplota převodníku. Vybraný PCM materiál pro některé aplikace, pracovní teplota ohřevu nebo chlazení by měly být v souladu s teplotou fázové změny. Vysoký tepelný odpor by pomohl nabíjení a vybíjení zásobníku energie

2.2

Fyzikální vlastnosti

• Příznivý rovnovážný stav, • Vysoká hustota, • Nízká hodnota změny, • Nízký parciální tlak par Stabilita fáze během procesu ochlazování tekutiny by pomohla k nastavení akumulace tepla zásobníku a vysoká hustota je žádoucí pro menší velikosti zásobníků. Nízká hodnota fázové změny a nízký tlak par při pracovní teplotě jsou žádoucí pro snížení problému dopravy media.

2.3

Kinetické vlastnosti • •

Nepodchladitelnost, Dostatečná krystalizační vazba.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

145


Podchlazení byl velký problém při vývoji používání hydratačních solí jako media zásobníku. Podchlazení více než o pár stupňů bude bránit přenosu tepla ze zásobníku.

2.4

Chemické vlastnosti • • • •

Vysoká tepelná chemická stabilita, Kompatibilita materiálu ke konstrukci, Netoxičnost, Nehořlavost.

PCM materiály mohou trpět ztrátou vody při hydrataci, chemickou dekompozicí nebo nekompatibilitou vzhledem materiálu konstrukce. Media PCM by měla být netoxická nehořlavá a neexplozivní.

2.5

Ekonomika • • •

Hojný výskyt, Dostupnost, Příznivá cena.

Velmi důležitými ekonomickými faktory používání PCM materiálů je jejich nízká cena a snadná dostupnost.

3

KLASIFIKACE PCM MATERIÁLŮ

Existuje velké množství dostupných materiálů (organických, anorganických i eutektoidních) s fázovou přeměnou v požadovaném teplotním rozsahu. Klasifikace těchto materiálů je uvedena v přehledu níže. Existuje značné množství organických a anorganicko-chemických materiálů, které mohou být z hlediska teploty tání a úrovně latentního tepla identifikovány jako materiály PCM. Avšak očekávaný bod tání v rozsahu pracovní teploty nesplňuje kritéria požadovaná pro adekvátní zásobníkové medium výše popsané. Klasifikace PCM materiálů i)

Organické

Sloučeniny parafinu, Bezparafinové,

ii) Anorganické

Hydratační sůl, Kovové.

iii) Eutektika

Organicko-organické, Anorganicko-anorganické,

Anorganicko-organické. Žádný materiál neposkytuje všechny požadované vlastnosti požadované pro ideální PCM zásobník. Musíme se tedy pokusit použít dostupný materiál s omezenými fyzikálními vlastnostmi, vhodnými pro adekvátní zásobníkový systém. Například lze využít kovová eutektika s přibližným tepelným odporem, jejichž podchlazení může být potlačeno použitím vhodného nukleačního činidla nebo chladícího palce v materiálu zásobníku. Neshodná teplota tavení může být korigována přizpůsobením vhodné tloušťky zásobníku. Hlavní anorganické sloučeniny mají dvojnásobnou objemovou hmotnost 250-400kg/m3, kdežto u organických sloučenin je tato objemová hmotnost menší 128-200kg/m3. Pro takto rozlišná termická a chemická prostředí je při konstrukci zařízení nutné přistupovat ke každému z jiného hlediska.

3.1

Organické materiály s fázovou změnou

Tyto organické materiály jsou dále popsány jako parafiny a neparafiny. Organické materiály se shodnou tavící teplotou a teplotou tuhnutí bez fáze segregace a důsledků degradace jejich skupenského tepla tání s vlastní samonukleací znamená, že začnou krystalizovat s malým nebo žádným podchlazením a obvykle jsou nekorozivní.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

146


3.1.1

Parafíny

Parafinový vosk obsahuje více přímých řetězců n-alkanů -CH3-(CH2)-CH3-. Krystalizací řetězce CH3- je uvolněno velké množství latentního tepla. Oba parametry, jak bod tání, tak i latentní teplo, narůstají s délkou řetězce. Uvolněné teplo z této reakce se ukládá do zásobníku ve velkém teplotním rozsahu. Používání parafinů jako media pro latentní zásobníky je výhodné vzhledem k jejich ceně. Je ale nutné užít pouze doporučené druhy. Bod tuhnutí těchto parafinů se pohybuje v rozsahu od 42 do 68°C a skupenské teplo tání většinou 190 kJ/kg, výjimečně až 210 kJ/kg. Parafiny jsou bezpečné, spolehlivé, levné a nekorozivní. Jejich chemická stálost je do 500°C. Při nižších teplotách při fázových změnách mají nízký tlak nasycených par v tekuté formě. Pro tyto fyzikální vlastnosti se parafinových systémů užívá pro dlouhé cykly změn chlazení / tavení. Zde možné zvýraznit parafinů příznivé vlastnosti parafinů jako je např. téměř shodná teplota tání, asi 180°C, a dobré nukleační vlastnosti. Mezi nepřípustné fyzikální vlastnosti patří nízká tepelná vodivost, nekompatibilita s plastovým kontejnerem, hořlavost. Parafiny jsou z hlediska použitelnosti pro media latentních zásobníků roztříděna do 3 tříd označených římskými číslicemi I až III. Doporučená třída pro výše uvedená použití je pouze třída I.

3.1.2

Neparafíny

Neparafinové organické materiály jsou nejpočetnější skupinou materiálů s fázovou změnou s vysoce rozličnými vlastnostmi. Každý z nich bude mít své jednoznačné vlastnosti na rozdíl od parafinů, které mají vlastnosti podobné. Je to obsáhlejší kategorie kandidátů medií pro latentní termální zásobníky. BUDDHI a SAWHNEY [9] vedli rozsáhlý vývoj organických materiálů a identifikovali skupiny esterů, mastných kyselin, alkoholů a glykolů vhodných pro media latentních zásobníků. Organické materiály tvoří obvykle podskupiny jako mastné kyseliny, a jiné neparafinové organické látky. Tyto materiály jsou hořlavé a nemohou být používány v prostředích s vysokou teplotou, ve styku s ohněm nebo jinými oxidačními činidly. Některé z organických neparafinových látek se vyznačují jako látky s vysokou hodnotou latentního tepla tání, nehořlavé, s nízkou tepelnou vodivostí, nízkou kritickou toxicitou. Mastné kyseliny mají vysoké latentní teplo tání srovnatelné s parafiny. Základní vzorec popisující mastné kyseliny je dán vztahem CH3(CH2)2n.COOH a hodnotí se jako dobrý PCM materiál. Některé mastné kyseliny jsou zajímavé svojí nízkou hodnotou latentního tepla.

3.2

Anorganické materiály se změnou fáze

Anorganické materiály jsou další klasifikační třídou, do kterých patří hydratační soli a kovy. Fázovou změnu těchto materiálů neprovází podchlazení a jejich výměna tepla neprobíhá cyklicky.

3.2.1

Hydratační soli

Hydratační soli mohou být považovány za slitiny anorganických solí a vody v krystalické formě, jejichž základní vzorec má tvar AB.nH2O. Fázová přeměna hydratačních solí z pevné do tuhé fáze je v podstatě dehydratace z hydratovaného stavu ačkoliv tento proces tání a tuhnutí probíhá termodynamicky. Sůl obvykle hydratuje buďto hydratační soli s menším množstvím vázané vody pár molekul vody (5) nebo do nehydratované soli (6) Tavení soli představuje přechod hydratovaných krystalů soli do soli nehydratované a vody nebo do hydratované soli s menším obsahem vázané vody. Hlavní problém většiny hydratačních solí spočívá v tom, že tání způsobené uvolněním vody vázané v krystalech soli nemůže dostatečně rozpustit celou pevnou fázi. Díky rozdílné hustotě solí s menší hydratací anebo nehydratovaná sůl sedimentuje dolů do spodní části kontejneru. Většina hydratačních solí má špatné nukleační vlastnosti v důsledku čehož krystalizace začíná již před podchlazením. Tento problém je řešen přidáním nukleačních přísad, které inicializují krystalizační proces ve správný časový okamžik. Jiná možnost spočívá v udržení nějakých části krystalů v malé chladící oblasti a zde nechat proběhnout chemickou reakci. Hydratační soli jsou nejdůležitější skupinou PCM materiálů, které byly rozsáhle studovány za účelem jejich využití v latentních termálních zásobníkových systémech. Nejatraktivnější vlastnosti zásobníkových solí jsou i. Latentní objemové teplo, ii. Relativně vysoký tepelný odpor (téměř dvojnásobný oproti parafinům), Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

147


iii. Malé změny objemů při tání. Nejsou korozivní ani toxické a velmi dobře se snášejí s plastovým materiálem kontejnerů. Většina těchto solí je dostatečně levná a tím i ekonomicky výhodná pro její užití v latentních zásobnících. Je možné identifikovat tři druhy prostředí, ve kterých nastává hydratace. Jedná se o tavení v prostředí shodném, neshodném a částečně shodném. a) Ke shodnému tavení dochází tehdy, je-li nehydratační sůl zcela rozpuštěná, hydratační voda má teplotu tání. b) K neshodnému tavení dochází tehdy, není-li sůl zcela rozpuštěna a její voda má teplotu tání. c) Částečně shodné tavení je takové, kdy pevná a kapalné fáze během procesu nesou v rovnováze s rozdílem kapalné kompozice, protože přeměna sůl hydratuje na sůl s menší hydratací. Velký problém v používání hydratačních solí jako paměťového media spočívá v tom, že většina z nich se taví neshodně. Je to tím, že n-molekul vody z dehydratace není schopno plně rozpustit molekuly dehydratované soli. Nerozpuštěná sůl má vyšší hustotu než voda a díky tomu klesá ke dnu zásobníku a tím není schopná se účastnit reversibilního procesu její hydratace při ochlazování.Tento jev, vznikající v ireversibilním procesu tekutina-pevná látka, má za důsledek degradaci (úbytku množství) soli podílející se na reakci hydratace / dehydratace při každém cyklu, čímž je snižován žádaný účinek procesu. Jiný důležitý problém u všech solí je podchlazování. Teplota tekuté fáze je pro vyvolání reakce je velmi nízká. Jiný problém těchto solí je spontánní hydratace s menším počtem molekul vody během vybíjecího procesu. Vybíjecím procesem rozumíme předávání energie ze zásobníku do spotřebiče. Tento problém je možné rovněž odstranit přidáváním chemických činidel. Problémy neshodného tavení je možno řešit následujícími způsoby: A. mechanickými srážedly, B. zapouzdřením PCM materiálu s cílem redukce separace, C. přidáním zhušťovadla, preventivně nastavujícího pevnou fázi ve spojení se suspenzí, D. užití přebytku vody tak, že tekuté krystaly nebudou produkovat přesycené složky.

3.2.2

Kovy

Tato kategorie obsahuje kovy s nízkou tavící teplotou a eutektika. Z hlediska váhy nebyly kovy uvažovány pro užívání v technologiích PCM. Avšak s hlediska jejich objemů se přesto staly kandidáty pro použití. Tím důvodem byl fakt, že předávají poměrně vysoké objemové teplo. Rovněž jejich tepelný odpor je značně vysoký. Hlavní rozdíl mezi kovy a jinými PCM materiály spočívá v jejich tepelném odporu. Mezi kovy používané pro tyto účely můžeme zahrnout např. galium a jeho eutektika, dále eutektika bismutu apod.

3.3

Eutektika

Eutektika patří mezi slitiny dvou a více komponent, které vzhledem ke svému složení mají nejnižší teplotu tání. Tedy eutektika, vzhledem ke svému složení, nejdříve při ohřevu tají a nejdříve při ochlazování tuhnou. Mezi eutektika používaná v technologiích PCM můžeme opět zařadit eutektika na bázi bismutu.

4

PŘENOS TEPLA DO LATENTNÍHO ZÁSOBNÍKU ENERGIE

Ve zkoumání tepelných polí procesu tání a tuhnutí je v současnosti nejatraktivnější řešení oblasti přenosu tepla.

4.1

Stefanův problém

Stefan ve své práci týkající se ochlazování země vyslovil následující problém: Teplo je vedeno materiálem v oblasti s teplotou je Nechť v bodě

Nechť v určitém časovém okamžiku vyplňuje tekutá fáze oblast , zatím co pevná fáze zaujímá prostor

je teplota udržována na konstantní hodnotě

s teplotou

.

. Tekutina na tomto rozhraní začíná

izotermicky tuhnout na teplotě bez podchlazení a kapalina předává do okolí latentní teplo. Takto je proveden transfer tepla s tekutiny. Podle Stefana platí následující energetická rovnice popisující přechod kapaliny na tuhou látku (7)

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

148


Rovnice (7) popisuje fázovou přeměnu a skladování energie během této změny. Tento problém předvídá, že chování fázové změny systému je obtížné díky pohybu rozhraní a dvěma složkám mající rozdílné termo-fyzikální vlastnosti. Problém předložený Stefanem je možné řešit jak numericky, tak i analyticky.

4.2

Technika pro řešení Stefanova problému

Numerická řešení tohoto problému, ať již metodou konečných diferencí anebo konečných prvků, představují silný matematický nástroj. Společným problémem v latentních tepelných zásobnících je nízký tepelný odpor použitého media a tím i vysoká vodivost. Během fázové změny solid / liquid se rozhraní posouvá daleko od převodní plochy transferu. Z toho důvodu se snižuje efektivita přenosu tepla do zásobníku. Je to tím, že PCM boční stěny vysoce tepelně vodivého materiálu nádoby jsou blízko sebe. Obtížnost řešení problému fázových změn spočívá v řešení posuvu hranic nebo oblastí teplot, ve kterých musí být splněny tepelné a bilanční podmínky hmotnosti. Jak již bylo řečeno řešení tohoto problému je možno provést numericky metodou konečných diferencí [2,3] anebo metodou konečných prvků [4, 5]. Jednou z těchto metod řešení rozložení teplotních oblastí v čase je metoda entalpie. Metoda entalpie využívá takový systém výpočtu, že jedinou proměnnou je tu teplota fázové přeměny a k tuhé fázi se dochází za této konstantní teploty. Metoda entalpie zachází s entalpií jako s teplotou závisle proměnnou a počítá latentní tepelný tok přes objemové integrály s použitím entalpie systému [6, 7, 8, 9].

5

SENZIBILNÍ ZÁSOBNÍKY ZE ŽÁRUVZDORNÉHO BETONU

Žárobetony jsou betony, které dokáží odolávat vysokým teplotám. Směsi betonů jsou tvořeny dle toho, jakou teplotu bude muset budoucí výrobek vydržet. Betony, u nichž tvoří pojivo portlandský cement, jsou schopny snášet teplotu zhruba do 200°C [9]. Pro vyšší teploty je nutno použít speciální cementy nebo pojiva, vhodná pro danou teplotu. Beton, který je vystaven vysokým teplotám, podléhá jednak degradaci způsobené rozkladem hydratačních produktů betonu, ale také rozpadem kameniva vlivem vysoké teploty. Proto je nutné volit takové složky betonové směsi, které těmto dvěma způsobům degradace podléhají co nejméně anebo až při dosažení velmi vysokých teplot [9].

Obr. 5 Rozdělení žárobetonů Žárobetony můžeme rozdělit podle objemové hmotnosti na žárobetony hutné, které mají objemovou hmotnost vyšší než 1500 kg.m-3 a lehké izolační žárobetony s objemovou hmotností nižší než 1500 kg.m-3. Pro výrobky z hutných žárobetonů, vystavené teplotám do 700°C postačí přírodní kamenivo. Pro teploty vyšší než 700°C je třeba použít umělého kameniva. Nejvhodnějšími přírodními kamenivy pro hutné žárobetony je čedič, diabas anebo andezit.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

149


Naprosto nevhodnými kamenivy jsou křemenná kameniva a žula. Křemenná kameniva vlivem vysoké teploty pukají a žula se vlivem vysoké teploty nesouměrně smršťují. Pro hutné žárobetony vystavené teplotám v rozsahu 800-1000°C již nelze použít přírodní kamenivo. Pro tyto teploty lze použít buď drcený keramický střep anebo drcenou pomalu chlazenou vysokopecní strusku. Pro teploty nad 1000°C lze použít jako kamenivo drcený šamot, korund, karborundum, drcený bauxit anebo chromit. Pro lehké izolační žárobetony se používají lehká kameniva. Vhodný je keramzit, křemelina, lehčený šamot, expandovaný perlit, drcená pemza apod. Jako hydraulické pojivo je pro výrobu žárobetonu nejvhodnější hlinitanový cement. Nejméně vhodným hydraulickým pojivem je čistý portlandský cement, který podléhá rozpadu po ztrátě chemicky vázané vody v hydratačních produktech. Proto je vhodnější použít cementy směsné, které obsahují méně portlandského slínku a více příměsí na bázi popílku, strusky apod. [9]. Z žárobetonu je možno vyrobit jakýkoliv výrobek. Je však nutno dodržet přesné dávkování směsi.

Obr. 6 Možné směsi žárobetonu dle teploty použití

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

150


5.1

Předpokládané parametry latentního zásobníku tepla s žárobetonem

Tepelný akumulační zásobník je určen pro zásobení energie Stirlingova motoru a tudíž musí pracovat ve vyšším teplotním pásmu. Pro Stirlingův motor s výkonem 1 kW je nutné udržovat teplotu zásobníku v mezích od 550°C do 650°C. Zásobník musí být schopen svoji energii dodávat tak, aniž se sníží jeho teplota pod dolní hranici podobu 24 hodin. Zásobník je dobíjen energií během denních hodin. Tepelná energie akumulovaná zásobníkem se obnovuje slunečním zářením. Druhou možností využití naakumulované energie je parní turbína. Vzhledem ke své funkci vyžaduje nižší teplotu zásobníku, která se pohybuje v rozmezí 250°C až 350°C. Tato okolnost je pro aplikaci použitých materiálů výhodnější. Rovněž účinnost turbíny je asi o 10% vyšší než účinnost Stirlingova motoru. Nižší teplota zásobníku a vyšší účinnost stroje jsou nesporné výhody použití turbíny. Ovšem okolí turbíny vyžaduje další příslušenství (vyvíječ páry, kondenzátor, zásobník vody a čerpadlo) a tím pochopitelně narůstají pořizovací náklady. Zde je nutné ekonomicky zvážit možnost volby Stirlingova motoru anebo turbíny. V obou případech je záření přiváděno na vstupní tepelný výměník zabudovaný do žárobetonového tělesa. Těleso zásobníku, umístěné například v zemi pod úrovní terénu, je nutné izolačně oddělit od okolního prostředí. Velikost objemu tělesa akumulačního zásobníku je možné určit z množství tepla, které zásobník musí pojmout, dále z tepelného rozpětí udržované zásobníkem a z tepelných vlastností materiálu, z něhož je zásobník zhotoven. Velikost objemu je možno vypočítat z rovnice (2). Tepelný objem zásobníku Q je určen z potřeb energií, kterou musí během 24 hodin pokrýt. Q=n.P.q.t (8) kde: n je účinnost napájeného zařízení, P potřebný výkon, t doba, po kterou je nutné udržovat potřebný výkon, q mechanický ekvivalent tepla (J/W). Zásobník je ustaven na podloží z žárovzdorného betonu a prostor mezi zásobníkem a vnějším pláštěm musí být vyplněn izolačním materiálem. V betonovém jádru zásobníku jsou zality měděné výměníky sloužící jednak k přenosu tepla k nabíjení zásobníku a jednak k převádění tepelné energie ke spotřebičům.

5.2

Zásobník energie

Koncepce konstrukce zásobníku mohou být řešeny následujícími způsoby: • Zavěšené tepelně-akumulační jádro, • Jádro izolované uložené na tepelně izolovaných vzpěrách, • Jádro na leží na vrstvě tepelně-izolačního materiálu. V konstrukci zásobníku se upřednostňuje jak stabilitní hledisko, tak i ekonomické způsobem uložení. Izolaci lze realizovat skladebným uspořádáním vrstev: První varianta: i) alkalická silikátová vlna (AES wool) (pro teplotní oblast nad 550°C), ii) aerogel (pro teplotní oblast do 550°C), iii) pěnový polyuretan (pro teplotní oblast do 80°C), iv) opláštění kovovou fólií. Druhá varianta: i) perlitový zásyp (pro teplotní oblast nad 550°C), ii) kalciumsilátové bloky (pro teplotní oblast nad 400°C), iii) minerálně-vláknité desky (vnější opláštění zásobníku), iv) kovová fólie. Ustavení zásobníku, jehož hmotnost podle předběžných výpočtů přesahuje 3,5 tun, řešíme uložením tělesa na podložce z izolačního žárobetonu, jejíž velikost vyplývá ze stabilitních pevnostních výpočtů. Izolační materiál bude nutné volit na základě chování jeho teplotní vodivosti, která se zvyšující se teplotou narůstá. Konečný návrh izolace bude proveden až po výsledcích výpočtů, měření a zkoušek celého energetického komplexu. Jako izolační materiál bude ověřován perlit, jehož izolační vlastnosti budou ověřeny jak za normálního tlaku, tak i ve vakuu.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

151


5.2.1

Volba materiálu pro tepelný akumulační zásobník

Jak již bylo předem uvedeno, jedná se o zásobník založený na technologii akumulace senzibilního (citelného) tepla. Pásmo teplot, ve kterých zásobník z hlediska požadavků na pokrytí akumulované energie pracuje, se pohybuje v rozsahu 550°C až 650°C. Z hlediska mechanického a tepelného chování zásobníku musí být navržen z materiálu, který vydrží vysoké teploty a má v těchto podmínkách dobré fyzikální vlastnosti. Mezi hlavní fyzikální vlastnosti materiálů zásobníků jsou jejich hustota, vysoká pevnost, tepelná kapacita a tepelná vodivost za zvýšených teplot. Jedním z materiálů, vyhovujícím z hlediska požadovaných fyzikálních vlastností, se jeví žáropevný beton. Některé fyzikální vlastnosti materiálů, vhodných pro návrh akumulačního zásobníku, jsou uvedeny v následující tabulce. Teplota (°C) nízká

vysoká

ρ (kg/m3)

λ (W/m.K)

c (J/kg.K)

cv (kWh/m3)

Cena (Kč/kg))

Náklady (Kč/kWh)

Písek

200

300

1700

1,0

1300

60

3

84

ocel, stavební

200

400

2200

1,5

850

100

1

20

NaCl (kryst.)

200

500

2160

7,0

850

150

3

30

Železo

200

400

7200

37,0

560

160

20

640

Ocel

200

700

7800

40,0

600

450

100

1200

Žárobeton, silikát

200

700

1820

1,5

1010

150

20

140

Žáromateriál, magnezitový

200

1200

3000

5,0

1150

600

40

120

Pevná látka

Z tabulky je patrné, že vysoké hodnoty tepelné kapacity dosahuje poslední z uvedených materiálů v tabulce. Má vysokou hustotu, vysokou objemovou tepelnou kapacitu a poměrně slušnou tepelnou vodivost. Na trhu ale existuje řada žáropevných betonů, které v této tabulce uvedeny nejsou. V další části projektu budeme ověřovat hodnoty jiných druhů žárupevných betonů a na základě výsledků určíme výběr nejvhodnějších materiálů pro aplikaci akumulátoru tepla. Z hlediska konkrétní aplikace zatím přichází do úvahy následující materiály pro konstrukci tepelně-akumulačního zásobníku: • •

5.2.2

hutný žáromateriál nebo ocel jako pasivní materiál směs (NaNO3 – BaCO3/MgO), dále NaCl nebo Na2CO3

Numerické modelování dynamických projevů zásobníku v prostředí výpočetního systému ANSYS

Řešené součásti a vnitřní vazby tepelného systému: i) akumulační schopnost tepelného zásobníku, ii) ztrátový tepelný tok / tepelný odpor izolačního opláštění zásobníku, iii) dimenzování vnitřního měděného rámu, iv) dimenzování pohltivého povrchu pro absorpci solární energie ze světlovodů, v) ověření pohotovosti pro čerpání potřebného tepelného výkonu Stirlingovu motoru, vi) vychládání zásobníku, vii) rizikové stavy / bezpečnost při používání zásobníku, viii) výpočtové teplotní pochody v těsné blízkosti skutečných procesů. V rámci předběžných výpočtů energetické bilance válcového tepelného akumulačního zásobníku jsme provedli ověření rozložení teplotních polí při nabíjení a nabití zásobníku. Výpočet proběhl v prostředí simulačního systému Ansys.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

152


Válcový tepelný zásobník s tepelně-izolačním pláštěm

Obr. 7 Uspořádání tepelně-akumulačního zásobníku

Obr. 9 Rozložení tepelných toků v modelu

Obr. 8 Teplotní pole nabitého zásobníku.

Obr. 10 Rozložení teplotních gradientů v modelu

Na obrázku 7 je vyobrazená skladba modelu zásobníku, která sestává z tepelně izolačního pláště (na modelu červený), z perlitového izolačního zásypu (modrá barva), obalového nátěru tělesa zásobníku (bleděmodrá barva), žárobetonového tělesa akumulátoru (fialová barva) a měděného výměníku tepla (vnitřní stromeček). Na obrázku 8 je uvedeno teplotní pole nabitého zásobníku. Ze situace na obrázku je patrné rozložení teplotního pole v rámci dvourozměrného modelu. Teplota klesá od střední části k okrajům. Na obrázku 9 a 10 ukazují na teplotní pole vybitého akumulačního zásobníku. V tomto případě byl výpočet proveden na dvourozměrném modelu.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

153


Pro modelování skutečných procesů a rozložení teplotního gradientu byla vypracována simulace na třírozměrného modelu.

Obr. 11 Konstrukční uspořádání zásobníku

Obr. 12 Začátek nabíjení

Obr. 13 Teplotní stav nabitého zásobníku

Obr. 14 Zobrazení tepelných toků chladnoucího zásobníku Na grafických výstupech z výpočetního systému Ansys (viz obr. 11 -14) jsou znázorněny jednotlivé stavy rozložení teplotních polí akumulačního zásobníku. Poslední obrázek ukazuje tvar převodníku tepla zabudovaného v zásobníku. Ve výpočtech jsou použity předběžné návrhy materiálů, které mohou být pro konstrukci zásobníku použity.

6

ZÁVĚR

V rámci prvních kapitol tohoto příspěvku jsme chtěli čtenáře seznámit s přehledem základních druhů akumulačních zásobníků a vysvětlením jejich funkcí. Na pracovišti jsme se začali zabývat možností využití senzibilního zásobníku tepla vyrobeného z betonu pracujícího v oblasti pracovních teplot 550°C až 650°C, který by byl vhodný pro aplikaci se Stirlingovým motorem. Nabízí se možnost navrhnout i variantu latentně senzibilního zásobníku, pracujícího v oblasti nižších teplot, pracujícího v součinnosti s parní turbínou. Vývoj těchto zařízení je ve stávající době v počátcích. Některé údaje v tomto příspěvku mohou být dodatečně upřesněny. Bude nutné provést řadu zkoušek, nejen sledování tepelných vlastností použitých materiálů, ale rovněž i deformace a zatížení tělesa zásobníku vzhledem k rozdílným objemovým změnám betonu i vnitřního výměníku. Současně je nutné se zaměřit i na jeho mechanickou konstrukci zahrnující jednak možnosti blokování vstupního tepelného toku a regulaci dodávky energie podle požadavku na její využití. Tento problém v konečné fázi bude zahrnovat komplexní energetickou bilanci vztaženou na systém příjmu energie, její akumulaci i odběr.

PODĚKOVÁNÍ Prezentované výsledky byly získány za podpory projektu specifického výzkumu VUT v Brně, reg. č. FAST-S-13-2088. Použitá symbolika: am podíl tekuté fáze c tepelná kapacita(J/kg°C) Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

154


ck Cap Clp Cp Csp dx dy kk kl ks m Q t t* T Tf Ti Tm r rk l m

tepelná kapacita fáze k v PCM (J/kg°C) střední tepelná kapacita mezi Tia Tf (J/kg°C) střední tepelná kapacita mezi Tma Tf (J/kg°C) tepelná kapacita (J/kgK) střední tepelná kapacita mezi Tia Tm (J/kg°C) přírůstek délky (m) přírůstek délky (m) tepelný odpor fáze k v PCM (W/m°C) tepelný odpor fáze kapalné (W/m°C) tepelný odpor fáze tuhé (W/m°C) hmotnost paměťového media (kg) množství tepla zásobníku (J) čas (s) čas (min) teplota (°C) teplota konečná (°C) teplota okamžitá (°C) teplota tavení hustota (kg/m3) hustota fáze k v PCM (kg/m3) tavenina (kapalina) tání

LITERATURA [1]

[2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

Departmant of Mechanical Engineering, Kun Shan University 949, Da-Wan Road, Yung Kung City, Tainan Hsien 710, Taiwan, ROC Thermal Energy Storage Laboratory, School of Energy & Environmental Studies, Khandwa Road Campus, Devi Ahilia University, Indore 452017, India. Dostupné na WWW: http://www.seas.upenn.edu/~meam502/project/reviewexample2.pdf Bonacinaet.al. Numerical solution phase chase problems. Int J Heat Mass Transfer 1973;16;1825-32 Comini. et.al. Finiteelementssolutionof non-linear heat conduction with phase changematerials. Int J Numer MethodsEng. 1970;8;613-24 Rolph III W, Bathe KJ. An efficient alghorithm for analysis of nonlinear heat transfer with phasechange. . Int J Numer MethodsEng. 1982;18;119-34 Comini G,et. al. Finite element solution of non-linear heat conduction with phase chase materials. Int J Numer MethodsEng. 1974;8;613-24 Costa M, Buddhi D, Oliva A. Numerical simulation of a latent heat thermal energy storage systém with enhanced heat conduction. EnergyConversManage 1998;39(3/4):319-30 Dalhuijsen AJ, Segal A.,Comparsion of finite element techniques for conduction problems. Int J NumerMethEng 1986; 23:1807-29 Wen, Sheffled JW, O´Dell MP. Analytical and experimental investigation of melting heat transfer. J Thermophys 1989;3:330-9 Buddhi, D., Sawhney, R.L., In: Proceedings on thermal energy storage and energy conversion, 1994

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

155


PŘEDEPNUTÉ ŽELEZOBETONOVÉ NÁDRŽE PRESTRESSED REINFORCED CONCRETE TANKS Petr Špinar

Anotace Příspěvek pojednává o stavebním díle skladovacích nádrží na ropné suroviny vybudované v lokalitě Loukov. Článek popisuje postupy výstavby, které byly využity při výstavbě vlastní předepnuté železobetonové konstrukce zásobníků. Klíčová slova železobetonové předepnuté nádrže, skladovaní phm, zdvih střešní konstrukce, betonáž vrchlíku

1

SKLADOVACÍ NÁDRŽE

Stavba skladových kapaci – Loukov, patři k unikátním stavbám celoevropského významu. Celkově dílo obsahuje čtyři předepdnuté železobetonové nádrže, spojovací technologickou chodbu, čerpací stanice, trafostanice, potrubní trasy s rozvodnou, požární a bezpečnostní systémy, související komunikace a provozní soubory.

1.1

Konstrukční řešení

Vlastní čtyři 27 m vysoké zásobníky válcového tvaru o průměru téměř 48m jsou konstruovány jako podzemní a jsou zapuštěné 12 m do terénu s přesypáním horní části zeminou. Zastřešení jednotlivých nádrží tvoří kulový vrchlík se vzepětím 4,7 m. Základová deska pro nádrže ve tvaru osmiúhelníku je v průměru 51,4 m široká, má průměrnou tloušťku 0,6 m.

Obr. 1 Vizualizace zásobníků PHM

2

POSTUP VÝSTAVBY PŘEDEPNUTÝCH ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

Zhotovení samostatných zásobníků se skládá ze tří částí – základové desky, stěny válce a vrchlíku střechy. Veškeré železobetonové konstrukce jsou předepnuty. Pro zachování plynulosti výstavby se zvolila koncepce postupného přesunu technologií ze jedné nádrže na druhou. Po zhotovení základové desky a jejím předepnutí následovala betonáž stěn se zakomponováním 18 konzol u horního okraje železobetonového válce, které sloužili ke zdvihu zastřešení nádrže. Dále se na základové desce uvnitř nádrže na bednění zhotovila skořepina, která se předepnula 19lanovými kabely v obvodu. Poté následovalo předepnutí stěn zásobníku ve vodorovném i svislém směru a následně proběhlo synchronizované hydraulické zvedání zastřešní o celkové hmotnosti 1 500 t. Po dokončení zvedání vrchlíku se obě konstrukce propojili spřahujícím věnce, který provázal obě konstrukce a následně proběhlo zmonolitnění. Po betonáži následovalo konečné dopnutí pomocí 5 x18 ks předpínacích tyčí o průměru 36 mm.

2.1

Základová deska

Základová deska pro každý ze čtyř zásobníků tvoří i vlastní dno nádrže a je rozdělena pracovními spárami na tři celky.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

156


Deska o šířce 51,4 m a mocnosti 0,6 m má tvar pravidelného osmiúhelníku. Dodatečně ji předepínají dvanácti lanové přímé kabely, vedené v těžišti desky po 1,5 m v celkovém počtu 68 kabelů. Vyztužení desky je velmi husté zejména v okrajových zónách, kde se kombinuke konstrukční a nosná výzutž v místě napojení stěny. V bočním profilu desky jsou vymezeny kapsy pro kotvení kabelů. Napínání bylo koncipováno tak, aby si jednotlivé napínací soustavy nepřekážely a aby došlo ke stlačení konstrukce v celé ploše.

2.2

Stěny

Pro betonáž stěny o tloušťce 0,6 m a celkovém obvodu 15 m bylo užito systému kontinuální betonáže. Po sestavení bednícího systému a osazení technologických prostupů včetně kabelových kanálků dosahovala betonáž rychlosti 1,5 m za den, což umožňovalo zhotovit stěnu jednoho zásobníku v celkovém čase 14 dní. Pro dodatečné předepnutí byly po obvodu stěn vyhotoveny čtyři žebra, pomocí kterých se následně stěny předepnuly19lanovými kabely v horizontálními a vertikálními směru.

Obr. 2 Kontinuální betonáž stěn

2.3

Vrchlík zatřešení

Vlastní zdvihanou konstrukci tvoří skořepina o průměru 48 m, vzepětí 4,7 m a tloušťce 0,25 m. Po zhotovení bednění na nízké skruži uvnitř nádrže se do profilu konstrukce osadila betonářská výztuž a proběhla betonáž ve sklonu. Pro tento účel byl použit beton nižší konzistence a betonáž postupovala během 66 hodnin pomocí bádií od obvodového věnce do středu zastřešení.

Obr. 3 Betonáž zastřešení nádrží

3

ZDVIH STŘEŠNÍ KONSTRUKCE

Střešní konstrukce o hmotnosti 1 500 t se vyzvedávala do výšky cca 20 m pomocí 36 celozávitových tyčí WR Ø 36 mm. Jednotlivé tyče v délce 6,6m byly nastaveny spojkami s možností zajištění proti uvolnění. V konzolách při horním obovdu stěn tyče procházeli otvory Ø 120 mm. Zvedání probíhalo za pomocí sestavy dvojčinných dutých hydraulických válců osazených na pomocných konstrukcích rozmístěných na konzolách, které tlakovaly tři hydraulické agregáty. Na jednotlivých konzolách byly válce osazeny pomocí ocelové konstrukce s převázkami, stoličkami a roznášecí deskou tak, že bylo po jednotlivých krocí možné tuto konstrukci přestavit a postupně tak 0,15 m krocích vyzdvihnout skořepinu

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

157


do finální pozice. To umožňovalo dokončit tuto operaci za 5 dní pro jednu nádrž. Monitorování korektnosti tohoto procesu probíhalo pomocí třech lankových snímačů včetně dodatečných měření deformací v dalších 18 místech.

Obr. 4 Zdvih střešní konstrukce nádrží

Obr. 5 Monitoring zdvihu střešní konstrukce

PODĚKOVÁNÍ Prezentované výsledky byly získány za podpory společnosti Metrostav a.s. – divize 3, Metrostav a.s. – divize 6

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

158


METODY NÁVRHU ZDVIHACÍCH MECHANISMŮ Martin Štěrba

Anotace Článek se zabývá poukázáním na nutnost věnovat zvýšenou pozornost návrhu stavebních strojů, zejména pak zdvihacích mechanismů. Mezi hlavní argumenty patří vysoká cena za pronájem předimenzovaného stroje či naopak stroje poddimenzovaného a s tím spojená vysoká časová náročnost při řešení komplikací způsobených špatným návrhem. Klíčová slova Zdvihací mechanismy, metody návrhu, optimalizace

1

ÚVOD

Cena stavebních strojů bývá obvykle významnou položkou v rozpočtu stavby. Mezi nejdražší stavební stroje patří zdvihací mechanismy, proto je nutné věnovat jejich návrhu dostatečnou pozornost. Existuje nespočet metod, které lze k jejich návrhu využít. Většina z nich je ovšem zastaralá či je velice náročná na použití, případně nejsou tyto metody všeobecně známé. Pro si v tomto článku přiblížíme základní metody používané k návrhu těchto strojů.

2

NEJPOUŽÍVANĚJŠÍ METODA NÁVRHU ZDVIHACÍHO MECHANISMU

U nejpoužívanější metody se zakreslují rozhodující břemena do zátěžových diagramů zvolených strojů. Jedná zejména o nejtěžší, nejvzdálenější a nejbližší břemeno. Abychom byli schopni jednoznačně určit o jaká břemena se jedná, je nutné znát základní půdorysné schéma na kterém bude vynesena poloha zdvihacího mechanismu, poloha budovaného objektu a skladovací plochy. Aby byl zdvihací mechanismus navržen správně, je nutné aby se zakreslovaná břemena co nejvíce blížila zatěžovací křivce.

3

DALŠÍ METODY NÁVRHU ZDVIHACÍCH MECHANISMŮ

Existuje řada metod napomáhajících návrhu vhodného zdvihacího mechanismu. Většinu z těchto metod je nutné s ohledem na modernizaci zdvihací mechanizace přizpůsobit zvolenému stroji nebo brát pouze jako orientační. Jedná se o následující návrhové metody: - Metoda využívající ukazatel počtu obsluhovaných pracovníků - Metody využívající ukazatel obestavěného prostoru realizovaného objektu za jednotku času - Metoda využívající ukazatel hmotnosti přemisťovaného materiálu za jednotku času - Metoda využívající ukazatel objemu, případně hmotnosti rozhodujících materiálů za jednotku času - Metoda návrhu jeřábu podle normativů doby trvání procesů obsluhovaných jeřábem - Metoda odhadu potřebné doby nasazení jeřábu Na fakultě stavební VUT v Brně se zaměřovali na optimalizaci návrhu zdvihacích mechanismů Doc. Ing. Vít Motyčka, CSc., který vypracoval metodu využívající teorii hromadné obsluhy. Tato metoda je založena na přesném namodelování pohybů jednotlivých zdvihacích mechanismů a to ve třech základních skupinách. Do první skupiny spadají činnosti vyžadující plnou časovou kapacitu jeřábu, do druhé činnosti nevyžadující plnou kapacitu jeřábu a do třetí činnosti, jež mají atypické nároky na zdvihací mechanismy. Dále se na optimalizaci zdvihacích mechanismů na VUT v Brně zaměřuje Ing. Lukáš Klempa, který vyvíjí metodu využívající matematický model. Metoda ještě není zcela dokončena, hlavní myšlenkou této metody by mělo být vytipování rozhodujících činností ve výstavbě, které budou klást nejvyšší nároky na zdvihací mechanismus. Těmto činnostem bude následně přiřazena nejvyšší priorita, díky níž bude mít jejich obsluha vždy přednost před zbývajícími činnostmi.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

159


4

NEJPOUŽÍVANĚJŠÍ METODA NÁVRHU ZDVIHACÍHO MECHANISMU

Existuje řada možných způsobů, jak postupovat při rozhodování zda využít jeřábu mobilního či věžového. Nevěnuje-li se člověk více této problematice, je vhodné použít metodu, kde je riziko vzniku chyby co možná nejmenší. Proto si nyní popíšeme metodu pomocí které bychom měli být schopni tuto problematiku rozhodnout. V rozhodování je cena ve většině případů rozhodujícím kritériem. Je tedy nutné si pečlivě zjistit ceny za pronájem a dopravu u mobilních jeřábu a cenu za pronájem, dopravu, montáž a demontáž u jeřábů věžových a tyto ceny mezi sebou porovnat. Zjištěné ceny si tedy zpracujeme do libovolných přehledných tabulek, ze kterých poté odečteme dobu po kterou se nám vyplatí jeřáb mobilní a dobu od které se nám vyplatí naopak jeřáb věžový. Pro představu si nyní uvedeme možný vzhled tabulky se smyšlenými cenami pro oba stroje: Typ stroje

Mobilní jeřáb

Věžový jeřáb

Cena pronájmu stroje za hod. [Kč]

730

500

Počet pracovních hodin za den

8

8

Cena dopravy za km [Kč]

40

80

Počet ujetých km za den

30

-

Montáž věžového jeřábu [Kč]

-

7000

Revize věžového jeřábu [Kč]

-

3000

Demontáž věžového jeřábu [Kč]

-

7000

Cena za pronájem mobilního jeřábu k montáži věžového jeřábu včetně dopravy [Kč]

-

1930

Celkové jednorázové náklady [Kč]

-

21330

Celkové náklady na 1 pracovní den [Kč]

7040

4000

Tab.1 Vstupní hodnoty k porovnání Celkové náklady na mobilní jeřáb na 1 den [tis.Kč]

Celkové náklady na věžový jeřáb na 1 den [tis.Kč]

0.den – celkové jednorázové náklady [Kč]

-

21330

1.den

7040

25330

2.den

14080

29330

3.den

21120

33330

4.den

28160

37330

5.den

35200

41330

6.den

42240

45330

7.den

49280

49330

8.den

56320

53330

Tab.2 Vývoj finančních nákladů

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

160


5

ZÁVĚR

Článek uvedl čtenáře do problematiky návrhu zdvihacích mechanismů na stavbách. V úvodu poukázal na základní nejčastěji využívanou metodu, dále článek poukázal na ostatní metody umožňující návrh konkrétních typů zdvihacích mechanismů. V závěru článek poukázal na náklady spojené s využíváním zdvihacích mechanismů a nastínil metodu, díky které je možné rozhodnout, zda je vhodné využití věžového či mobilního typu zdvihacího mechanismu. Výsledkem článku je tedy jednoznačné poučení, že čím více času bude přípravář věnovat výběru stavebních strojů, tím více finančních nákladů a času během výstavby ušetří.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

161


POSOUZENÍ FAKTORŮ SOUČASNÝCH STAVEBNÍCH STROJŮ SE ZAMĚŘENÍM NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ A SOUVISEJÍCÍ LEGISLATIVU THE ASSESSMENT OF FACTORS OF CURRENT CONSTRUCTION MACHINES WITH A FOCUS ON ENVIRONMENT AND RELATED TO LEGISLATION Václav Venkrbec

Anotace Tento článek se soustředí na současné stavební stroje a to především z hledisek životního prostředí. Okrajově jsou zmíněny technické parametry a faktory, ovlivňující pořízení stroje, zejména uživatelské požadavky a ekonomické posouzení. Velká část článku je věnována emisním škodlivinám ze stavebních strojů. Klíčová slova stavební stroje, životní prostředí, emisní škodliviny, hluk a vibrace

1

ÚVOD

Znakem dnešní doby co do stavební mechanizace je velmi znatelný vývoj moderních stavebních strojů, odrážejících požadavky stavebních realizačních firem, u kterých převažují především požadavky na ekonomičnost (to znamená nízké pořizovací náklady a návratnost této investice do stroje). Dále jsou na stavební stroje kladeny požadavky právě od samotných koncových uživatelů, a ty jsou převážně jednoduché ovládání a údržba, výkonnost (jak z hlediska síly stroje, tak i časové náročnosti na jednotlivé prováděné úkony) variabilita stroje či spolehlivost. Méně posuzovaným aspektem při pořízení stavebního stroje bývá ohled na životní prostředí. Z hlediska škodlivosti stavebního stroje na životní prostředí lze každý stroj hodnotit z těchto faktorů: •

Doprava (doprava stroje na místo provádění práce ať už je to samotný pohon stavebního stroje po pozemních komunikacích, či doprava jiným dopravním prostředkem)

Pracovní cyklus (časový okamžik, kdy stroj provádí činnost, ke které je primárně určen na staveništi)

Spotřeba paliva (každý pracovní stroj spotřebuje určité množství paliva a každý litr paliva je určitým způsobem zátěží pro životní prostředí)

Provozní kapaliny (spotřeba provozních kapalin jako taková, to znamená četnost mazání, výměny olejů apod.)

Úkapy (únik provozních kapalin, je třeba rozlišit s předchozím bodem, jelikož spotřeba kapalin jako taková je z hlediska škodlivosti na životním prostředí do určité míry kontrolovatelná, zatímco u svévolných úkapů nikoliv.

Hluk (rušení životního prostředí hlukem ze stavebního stroje je vždy otázka individuální a závisí na umístění staveniště, poloze stroje, či pracovní aktuální náročnosti)

Vibrace (znečištění vibracemi se týká především při práci stroje v obydlených oblastech, ale i v blízkosti objektů náchylných vibracemi)

Znečištění okolí stavby prachem (jedná se především o komunikace a následné čištění komunikací – každé čištění komunikace je dopadem na životní prostředí jednak spotřebou vody, či energií dalších čistících mechanismů)

• Znečištění nadzemních a podzemních vodních zdrojů Komplexně lze konstatovat, že porovnání podobných typů stavebních strojů s totožnými výkony, parametry motorů či účinností bude zcela orientační z důvodu jiné technologie provedení jednotlivých strojních částí jak motorů, tak ostatního vybavení. Z tohoto důvodu je nejobjektivnější porovnat legislativy, mající vliv na vývoj veškerých konstrukčních částí stavebních strojů.

2

DOPRAVA A PRACOVNÍ CYKLUS

Při dopravě stroje a samotné činnosti stroje jsou základní legislativou za posledních cca 10 let pro posuzování emisních škodlivin Evropské emisní normy (European emission standards). Jedná se o obecně dobře známé normy pod označením EURO, které definují přijatelné limity pro emise výfukových plynů z nových vozidel v EU a členských státech na základě rámcové úmluvy OSN o změně klimatu z jednání let 1988 - 1992. V průběhu let byly vydány série Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

162


těchto norem pro nákladní automobily pod označením kategorie ECE R49 cyklu (pro starší nákladní vozidla) a následně kategorie N3, EDC (vozidla roku 2000 a vyšší). První norma - Euro 0 s účinností v letech 1988 - 1992 dalo za vznik celé řadě navazujících norem Euro II až Euro V (2008 - 2012), respektive EuroVI (pánované vydání - září 2014).

Obr. 1 Norma EURO emise kategorie N3, EDC (2000 a vyšší)

Obr. 2 Norma EURO emise kategorie (starší) ECE R49 cyklu Dále musely spalovací motory splňovat emisní limity EU stupně IIIA, které byly pro různé výkonové skupiny motorů postupně uváděny v platnost v letech 2005–2007. Stupeň IIIA byl následovníkem stupně II, kde bylo potřeba vyřešit velmi výrazné snížení emisí uhlovodíků a oxidů dusíků, které bylo nutno snížit až o 40% z původního stavu. Nyní je v platnosti následující stupeň IIIB, platný od roku 2011 a výrazně tak snižuje limity na množství škodlivých látek ve výfukových plynech.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

163


Obr. 3 Emise motorů EU stupeň IIIA

Obr. 3 Emise motorů EU stupeň IIIB

3

SPOTŘEBA PALIVA

Palivo jakožto zátěž pro životní prostředí a jeho spotřeba u stavebních strojů je závislé především na tzv. motohodinách (hodina práce motoru při jmenovitých otáčkách) a spotřebě paliva za tuto motohodinu. Spotřeba paliva jako taková z Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

164


hlediska posouzení časového ztrácí na objektivitě především z důvodu, že dnešní stavební stroje mají sice samotnou spotřebu paliva pro práci mnohem menší, avšak jsou vybaveny dalšími prvky (např. klimatizace, GPS moduly), které spotřebu o něco zvýší.

4

PROVOZNÍ KAPALINY

Zde se opět jedná o velice individuální záležitost každého stroje. Zpravidla se spotřeba provozních kapalin zvyšuje s narůstajícími odpracovanými motohodinami a stářím stroje. Nové konstrukce strojů snižují úniky provozních kapalin. Velmi se zlepšila i filtrace a tím se prodloužila životnost chladící kapaliny, olejových náplní v motorech, převodových systémech respektive hydraulických systémech. Běžně se jedná až o dvojnásobek životnosti oproti starším strojům. U dnešních strojů se provozní kapaliny motoru běžně mění po cca 500, převodových systémů po 1000 a hydraulických systémů po 2000 motohodinách (za dodržení určitých podmínek až kolem 2000 motohodinách). V dnešní době už je samozřejmá bezfreonová klimatizace, obložení brzd bez azbestu a boom zažívá použití recyklovaných materiálů, především na bázi umělých hmot. Je možné, že v budoucnu bude stavební stroj běžně až z 90% recyklován.

5

HLUK A VIBRACE

Pro porovnání dnešních a starých strojů z hlediska hluku a vibrací, respektive legislativy je vhodné zmínit 70. léta minulého století, kdy byly vydány dvě směrnice, které tuto problematiku upravovaly. Jedná se o směrnici 32/1967 a 33/1977. Na tyto směrnice navazoval hygienický předpis č.41, sv. 37/1977 Nejvyšší přípustné hodnoty hluku a vibrací. V současnosti trend ve snižování hlučnosti stále probíhá. V současnosti jsou v platnosti limity pro maximální hladiny vnějšího hluku dle EU stupně II. V porovnání s předchůdcem (stupeň I) byly limity sníženy u strojů o 3dB(A). Zdánlivě malá hodnota ovšem při praktickém měření vyvozuje snížení efektivní hlučnosti o polovinu. Samozřejmě jsou měřené hodnoty závislé na více faktorech, především na výkonu motoru a typu stroje. Například stroje pro zemní práce se pohybují v rozmezí hlučnosti 101 - 110dB(A). Nároky na snižování hlučnosti se ovšem týkají i vnitřního hluku v kabinách strojů. Technické provedení nových strojů má oproti starším modelům mnohem lépe oddělenou kabinu jak po stránce hlukové, tak vibrační (většinou se jedná o uložení na pružných silentblocích). Komfortu rovněž přispívají pohodlné ergonomické sedačky a ovládání, které mnohem lépe eliminují rázy při práci stroje a obsluha je tak určitým způsobem oddělena od zdrojů vibrací. Ve výsledku tak chrání trup i ruce obsluhy stroje. U nynějších strojů se pohybuje hladina hluku, působícího na obsluhu stroje cca 80 - 70 dB(A).

Obr. 4 Nejvyšší přípustná hladina akustického výkonu

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

165


6

ZNEČIŠTĚNÍ OKOLÍ STAVBY PRACHEM

Toto hledisko je velmi individuální a znečištění je závislé na poměrech stavby. Prašnost jako takovou můžeme velmi dobře eliminovat technologickými postupy, přestávkami, plánováním dle počasí. Produkce prachu stroje starého a nového je prakticky totožná.

7

ZNEČIŠTĚNÍ NADZEMNÍCH A PODZEMNÍCH ZDROJŮ VODY

Opět velmi individuální hledisko. Je možno konstatovat, že pokud nedojde k výrazné havárii stroje, je tato možnost znečištění nepravděpodobná jak u starých tak nových strojů.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

166


PROCES BIM A JEJÍ APLIKACE V TUZEMSKÝCH PROJEKTECH BIM PROCESS AND ITS APPLICATION IN DOMESTIC PROJECTS Václav Venkrbec

Anotace Tento článek se soustředí na zavádění, používání a zhodnocení časové a finanční náročnosti procesu BIM v tuzemských projektech. V úvodu článek vysvětluje, co proces BIM znamená a vysvětluje jeho hlavní principy. Klíčová slova BIM proces, CAD aplikace, ArchiCAD, Autodesk Revit, tuzemský projekt

1

ÚVOD

Pojem BIM technologie nebo projektování je dnes u dobrého projektanta, stavbyvedoucího, případně dobře se orientujícího laika známý. Většinou se shodnou že se jedná o prostorové projektování staveb ve 3D a klíčovým softwarem je ArchiCAD či Autodesk Revit. S tímto neleze nesouhlasit, avšak metoda BIM skrývá ještě mnohem více zajímavostí a potenciálu. Především ke zmíněnému 3D přidejme alespoň další dvě dimenze a získáme poměrně rozsáhlou metodu (technologii), která se tak stává dosti nekonvenční.

2

VZNIK A VÝVOJ

Historie sahá až do 70. let minulého století, kdy v USA prof. Charles Eastman z University Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) položil základní otázky, zda-li by bylo možné počítačově simulovat model stavebních a architektonických objektů včetně jejich vlastností. Současným požadavkem pro sestrojení takového modelu byla nutnost vytvoření jakési databáze konstrukčních prvků, které budou mít definovány všechny reálné charakteristiky. Jedině tak mohl být model budovy nápomocen a funkční. Postupem času se zlepšovaly jak nástroje (SW aplikace a jejich možnosti), tak tyto databáze prvků.

3

CO JE TEDY BIM?

BIM (Building Information Modeling) je nutno vnímat jako proces. Abychom využili potenciálu, je potřeba si uvědomit některé skutečnosti. Nejedná se pouze o instalaci samotného SW řešení. Spolu s ní totiž souvisí změna myšlení a změna systému práce samotné. Z hlediska pracovního postupu se jedná o zapojení všech zainteresovaných osob najednou v reálném čase. To znamená, že na jednom modelu budovy bude pracovat celý tým různých profesí. A nejen to, po dokončení jedné fáze (např. projekční práce) lze model použít v další fází (příprava, výroba - výstavba) až po samotné užívání (facility management), analýzu pro rekonstrukce a revitalizace, opětovné projekční práce, případně odstranění stavby. Model tak je možné využívat po celou dobu životnosti budovy. Obecně lze konstatovat, že přechod na metodu BIM je změna srovnatelná s přechodem od rýsovacích prken ke CAD počítačovým aplikacím.

4

5D - BIM

Pětiprostorý model pomocí BIM procesu můžeme vnímat v případě, že vezmeme v potaz vytvoření a využití 3D modelu budovy a ten dále obohatíme o časové parametry a ekonomické údaje. Tím získáme nejen prostorový obraz o budově, ale také její "živou" neboli pohyblivou složku. Časový faktor v rámci všech stádií budovy (modelu) nám poté pomůže simulovat celý proces životnosti budovy a s tím spojené finanční náklady v nejrůznějších formách výstupů. V rámci finančních nákladů dále můžeme také mluvit o úsporách a efektivitě při spotřebách energií. Teoreticky je možné celý systém obohatit o další prostory (dimensions) například facility údaje jako záznamy o nájemnících, statistické údaje, spotřeby energií nebo také stáří jednotlivých prvků, technologií a vybavení budovy včetně jejich aktuálního stavu, opotřebení, potřeby oprav, životnosti apod. Celý model pak může mít podobu velmi rozsáhlé databáze, která by korespondovala s mnohými dalšími obory a odvětvími.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

167


5

ZÁKLADNÍ ČLENĚNÍ PROCESU BIM

Následující body jsou základními pilíři efektivního využití procesu BIM. Jedná se o procesy jak při tvorbě nových, tak stávajících objektů. Proces je tedy cyklický a opakuje se tedy po celou životnosti objektu (budovy). • Existing conditions (aktuální kondice objektů) Jedná se o základní informace o současném stavu objektu. Na základě těchto informací je možné zvolit další stupně procesu, zjistit možnosti řešení apod. Je vázána na příslušný časový údaj. • Preliminary analisys (předběžná analýza) Souvisí se sledováním např. spotřeby energií – výhodnost nebo nevýhodnost použitého prvku, vybavení, technologie a to jak při tvoření nového objektu, tak při rekonstrukci. • Detailed analysis (podrobná analýza) Spočívá v konkrétním řešení problému, shromáždění podkladů, stanovení podmínek a v přípravě pro realizaci (např. projektová fáze). Je zaměřena již na propracovaný systém (např. dílčí projekt) a odráží výstupy z předběžné analýzy. Udává jasný popis řešení daného problému. • Implementation (Uskutečnění) Jak již název napovídá, jedná se o proces aplikace předem vytvořených výstupů analýz (dílčích projektů). Je hmotným uskutečněním předchozího naplánování řešení daného problému, včetně aplikace skutečného provedení do modelu. • Operate and maintain (Provoz a údržba) Aktualizace modelu v průběhu provozu a provádění údržeb, stanovení např. procenta opotřebení a funkčnosti objektů. Úzce souvisí s bodem 1. Při samotném provozu je nutnost dále sledovat kondici objektů. Tvoří tak cyklickou vazbu celého BIM procesu.

Obr. 1 Základní členění a princip BIM (zdroj: http://www.cadstudio.cz)

6

POUŽITÍ V ZAHRANIČNÍCH PROJEKTECH

V dnešní době máme, co se týče SW bezproblémově fungující a zdokonalující se systémy. Problematika nastává s databází konstrukčních prvků, které je potřeba definovat, neustále vytvářet a aktualizovat. Jedná se tak o nekonečnou Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

168


modelovou řadu veškerého stavebního, konstrukčního, ale i například sanitárního vybavení, nábytku apod. Ve světě fungují knihovny (bimstore.co.uk). Dalším problémem je při samotné koordinaci mezi projektanty a realizační firmy. Jedná se provedení velmi kvalitních modelů, aby byly použitelné při realizaci. V opačném případě je nutno v mnoha případech překreslování realizační firmou a tím rapidní zvýšení výsledných nákladů.

7

SITUACE V TUZEMSKU

V tuzemsku je BIM technologie v praxi využívána velmi zřídka a dá se říci, že se jedná o počátek používání této technologie. Základním problémem je časová náročnost na zavedení této technologie. To má za následek mnohem větší náklady v počátku stavebního procesu (projektová fáze). Je potřeba si uvědomit, že ve výsledku (po realizaci) použití této technologie může uspořit mnohem více nákladů, než jsou ony počáteční (např. eliminace kolizí rozvodů technických zařízení a celkové koordinace různých profesí při výstavbě).

8

PROČ ROZŠIŘOVAT A ZAVÁDĚT BIM V TUZEMSKU?

Nastává otázka, zda je vhodné zavádět BIM technologii na projektech v tuzemsku. Spolu s touto otázkou je nutné uvědomit si, na jaké projekty se tato technologie hodí. Je nesporné, že BIM technologie má budoucnost ve velkých projektech. Jedná se o projekty, které již ve své původní časové a rozpočtové rozvaze počítají s poměrně velkou rezervou jak časovou, tak finanční a jsou schopny se samy zaplatit i ve formě BIM. Drobné projekty, včetně rodinných domů v současnosti pravděpodobně nenajdou uplatnění, jelikož zde nevzniká až takové riziko vzniku chyb na koordinaci jednotlivých profesí, co se týče projektu ani složitostí při realizaci a požadavky na informace při provozu a údržbě.

9

ČASOVÁ NÁROČNOST NA PROJEKT

Co se týče časové náročnosti projektů ve formě BIM, oproti projektům s výstupem v CAD aplikacích, tak se jedná o složitější úvahu. Pomineme-li počáteční čas, který je potřeba k nastudování aplikace a problematiky procesu, jde přibližně o trojnásobek až čtyřnásobek času, oproti standardním současným 2D aplikacím. Samozřejmě je nutno počítat se zdokonalováním uživatele praxí, což je velice individuální záležitost a závisí na uskutečněných projektech, jejich podobností, ale i například celkového přístupu všech zúčastněných osob a týmů na projektu. Od tohoto se odvíjí časové prodloužení tím, že jsou tyto projekty prozatím nekvalitní a tudíž je nutno mezi dalšími profesemi, ale především realizačními společnostmi nutnost přepracování částí, nebo projektu na optimální formát.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

169


Obr. 2 Ukázka aplikace BIM procesu při koordinaci instalací (zdroj: http://www.mediacad.net/)

10 ÚSPĚCH, ZÁVISLÝ NA KVALITĚ PROJEKTU Předpoklad úspěchu projektu, který je vytvořen pomocí BIM technologie závisí především na výše řečené kvalitě, což je samozřejmostí i u stávajících aplikací CAD systémů. Navíc je zde požadavek na jasné upřesnění požadavků investora a všech účastníků projektu a to od projektu až po realizaci, což je ve fázi tvoření projektu poměrně složité, především u investora. Je nutno představit si a namodelovat vše, co může být pro projekt omezující, či definující (finanční situace, materiálové definice, časových parametrů apod.) V podstatě se jedná o provedení projektu „na nečisto“ v počítači, provést model a ten poté aplikovat v realitě. Je nutno si také stanovit rozumné rezervy. Dalším důležitým faktorem je, aby se veškeří účastníci, kteří se budou na projektu podílet, zapojili již v počáteční fázi výstavby. Bez tohoto nemůže být model přesný. BIM proces, jako projekt je nutno velice dobře koordinovat. Proto je nutné, aby byl stanoven vedoucí, nebo tým, který bude projekt vést a koordinovat a řídit veškeré procesy. Poslední, avšak velice důležitou částí je perfektní domluva mezi všemi účastníky projektu. Ta se neobejde bez potřebného přístupu k informacím od všech ostatních účastníků a aktuálnost těchto vyměňovaných informací, softwarová a hardwarová vybavenost a kvalita všech účastníků a prostor pro informační výměnu.

11 NÁKLADY A FINANČNÍ EFEKTIVITA Zásadním problémem pro efektivní aplikaci BIM procesu je nutnost informovat investory a vlastníky, co tato technologie je, co není, co obnáší a zda-li je vhodné její použití pro konkrétní projekt. Dále je nutno řešit problematiku mezi projektanty, architekty a realizátory. Je nutno si určit kompetence a hranice mezi nimi a konzultovat vše již v projektové fázi.

12 ZÁVĚR Vhodnost a výhodnost použití BIM procesu ve stavebních projektech závisí dle výše zmíněného na typu a velikosti projektu, či projektovaného objektu. Obecně lze říci, že v tuzemsku je finanční úspora množná prozatím pouze u velkých objektů a to efektivně za předpokladu, že již uživatelé mají s touto technologií zkušenosti. Při zavádění tohoto procesu do výstavby je nezbytné počítat s velkou časovou a tudíž i finanční náročností, která může mít za následek negativní přístup odborné veřejnosti a dotčených uživatelů v praxi. Neposlední možností využití BIM je také využití součinnosti i s veřejnou správou, což by posunulo celý proces o další krok kupředu a tím výrazně zlepšilo práci projektantů a architektů v koordinaci s úřady a legislativou. Je otázkou času, kdy se proces BIM začne využívat na plno, avšak již nyní je nutno začít a být tak zvaně v obraze se světovými trendy.

LITERATURA [1] http://www.cadstudio.cz [2] http://www.mediacad.net/

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

170


ZAŘAZENÍ BEZPEČNOSTI PRÁCE DO VÝUKY NA OBORU REALIZACE STAVEB INCLUSION OF SAFETY WORK IN TEACHING TO THE FIELD OF STUDY IMPLEMENTATION OF WORKS Jitka Vlčková

Anotace Tento článek je věnován zařazení bezpečnosti a ochrany zdraví při práci na staveništi do výuky na oboru Realizace staveb. V době, kdy stavebnictví prochází recesí a umístění absolventů vysokých škol v praxi je stále složitější, je nutné do vzdělání začlenit nové prvky, které zvýší konkurenceschopnost absolventů oboru Realizace staveb. Takovýmto přínosem by měla být akreditace oboru realizace staveb rozšířená o bakalářskou formu studia. Zde by se výuka studentů zaměřila na nové oblasti související s realizací staveb, mezi které patří například bezpečnost a ochrana zdraví při práci na staveništi. Klíčová slova Výuka, realizace staveb, bezpečnost a ochrana zdraví při práci na staveništi (BOZP), odborná praxe, stavební firmy, Ministerstvo práce a sociálních věcí (MPSV), národní soustava povolání (NSP), trh práce, koordinátor BOZP, akreditace, pracovní podmínky.

1

SOUČASNÝ STAV OBORU REALIZACE STAVEB

Propojení teorie a praxe není na Ústavu technologie, mechanizace a řízení staveb žádnou novinkou. Již v roce 2007, kdy byl akreditován obor Realizace staveb, jsme se snažili skladbu a náplň nově akreditovaných předmětů postavit na požadavcích, které vyšly z praxe. Našim cílem bylo na základě spolupráce s realizačními firmami nastavit výuku na nově vznikajícím magisterském oboru Realizace staveb tak, aby se propojení vysokoškolského studia a stavební praxe stalo přínosem jak pro školu jako vzdělávací instituci, tak i pro stavební firmy, které nám praxi našich studentů umožňují. Studentům v rámci studia na oboru realizace staveb nabízíme: • Používání nejnovějších software • Exkurze na stavby • 10-ti týdenní odbornou praxi • Možnost získat certifikáty v rámci výuky odborných předmětů • Praktické ukázky použití měřící techniky

1.1

Odborná praxe na stavbách

Jedním z předmětů, kterým na oboru Realizace staveb studenti během 1,5-letého studia projdou, je předmět Odborná praxe zařazený v letním semestru prvního ročníku magisterského studia. Právě tento předmět je jedním z hlavních důvodů, proč se obor Realizace staveb stal pro studenty tak zajímavým. Praxe probíhají v délce 10 týdnů vždy od dubna do června. Povinná odborná praxe umožňuje studentům vyzkoušet si práci na různých pozicích na stavbě, ale i v přípravě stavby, a také ověřit si své teoretické znalosti. Studenti se dostanou na stavby občanské vybavenosti, bytové výstavby, ale i na stavby tunelů, komunikací či mostů. Záleží u jaké stavební firmy svou praxi vykonávají. Nabyté zkušenosti poté studenti mohou s výhodou využít při zpracování své závěrečné práce.

2

NOVÉ PŘÍSTUPY A TRENDY NA OBORU REALIZACE STAVEB

2.1

Nové podněty z praxe

Po několikaleté zkušenosti s průběhem odborných praxí se ukázalo, že myšlenka propojení teorie a praxe je oběmi stranami vnímána jako přínos. Stavební firmy využívají znalostí studentů zejména v oblasti práce s nejnovějšími počítačovými programy. V případě pracovní nabídky po dokončení studia pak získají absolventa, který je obvykle dobře jazykově vybaven, je ochoten se dále vzdělávat a jehož dovednosti si ověřili již při výkonu odborné praxe.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

171


Škola, jako vzdělávací instituce, má zpětnou vazbu o teoretické přípravě studentů a také se ze strany odborných firem objevují nové podněty na rozšíření či doplnění výuky.

2.2

Inspirace z MPSV

Další inspirací pro připravované změny ve výuce byl i požadavek Ministerstva práce a sociálních věcí (MPSV) na vytvoření nových pracovních pozic na úseku nižšího managementu ve stavebnictví se zaměřením na bezpečnost a ochranu zdraví při práci na staveništi (BOZP). Na stránkách MPSV je veřejně dostupný a soustavně aktualizovaný registr povolání vyskytujících se na českém trhu práce, nazvaný Národní soustava povolání (NSP) [1], který vznikl v souladu se zákonem č. 435/2004 Sb., o zaměstnanosti a který reaguje na aktuální požadavky trhu práce. 2.2.1 Uplatnění na trhu práce Uvědomujeme si, že v dnešní době, kdy stavebnictví prochází recesí a umístění absolventů vysokých škol v praxi je stále složitější, je nutné připravit absolventy oboru Realizace stveb tak, aby byli konkurence schopni na trhu práce a aby jejich teoretická příprava odpovídala potřebám zaměstnavatelů. Proto je také jedna z oblastí, kde plánujeme rozšířit výuku právě oblast bezpečnosti práce. A to v souladu se směrnicí EU 92/57/EHS [2] o minimálních požadavcích na bezpečnost a ochranu zdraví na dočasných nebo mobilních staveništích (osmá samostatná směrnice ve smyslu čl. 16 odst. 1 směrnice 89/391/EHS). 2.2.2 Kvalifikační požadavky na Koordinátora BOZP NSP obsahuje informace o povoláních uplatnitelných na trhu práce a také o požadovaných kompetencích. V oboru stavebnictví je 7 kvalifikačních úrovní. Na 6. úrovni je mimo jiné zařazena i odbornost Koordinátor bezpečnosti a ochrany zdraví při práci na staveništi (KOO BOZP). Pro výkon této pozice jsou požadovány odborné znalosti z oblasti: • legislativa BOZP • technická zařízení budov • systémy a standardy kvality ve stavebnictví • nakládání s odpady a recyklace stavebních materiálů • právní předpisy a obecné požadavky na výstavbu • stavební technologie • druhy staveb • hodnocení a řízení rizik BOZP na staveništích • bezpečný provoz technických zařízení Mnohé z těchto znalostí naši absolventi již spňují a na ty další se chceme zaměřit při chystané akreditaci v roce 2014.

2.3

Připravované změny

V nově připravované akreditaci se chystáme rozšířit studium oboru Realizace staveb o bakalářskou formu studia. Naší snahou je do bakalářského studia zařadit bezpečnost práce v rozsahu, který umožní absolventovi s přehledem rozhodovat o průběhu výstavby i o věcech souvisejících s oblastí efektivního řízení BOZP. Z odborných předmětů které se týkají bezpečnosti práce, se v bakalářském studiu objeví především legislativa BOZP a vyhodnocování a řízení rizik při práci na staveništích. Student se naučí jak zajištit bezpečné pracovní prostředí pro pracovníky na stavbě, např. přístup na pracoviště, bezpečné dopravní trasy apod., ale i jak zajistit bezpečnost v okolí stavby. V navazujícím magisterském studiu se chystáme zařadit předmět, který se zaměří na odborné znalosti koordinátora BOZP v celé jeho šíři. Po získání potřebné praxe a na základě znalostí z tohoto předmětu budou studenti připraveni získat certifikát odborně způsobilé osoby pro výkon činnosti koordinátora BOZP. Jedním z hlavních úkolů v připravovaných změnách je ukázat výhody, které z kvalitního řízení staveb plynou a informovat o správné praxi v oblasti hodnocení rizik a BOZP. Tyto znalosti umožní: • omezit možnost zranění pracovníků nebo jiných osob při činnostech spojených s realizací stavby • zlepšit pracovní podmínky a účinně podpořit zdraví, bezpečnost a efektivnost

2.4

Co musíme znát

Abychom se naučili správné praxi, je nutné nejen poukazovat na chyby, ale zejména se zaměřit na správné příklady – tzv. dobré standardy BOZP. Ty začínají již ve fázi přípravy stavby tj. při realizaci stavebního projektu. Správnou praxí je: Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

172


• Pro proces projektování je potřeba dostatek času • Smlouvy se musí finančně vyplatit, což znamená, že se musí docílit toho, aby stavba: ü odpovídala svému účelu ü splňovala potřeby uživatelů ü dosahovala rovnováhy mezi kvalitou a náklady po celou dobu její životnosti. Dobrých standardů BOZP ve fázi realizace stavby (výstavby) lze dosáhnout pouze správným řízením. Role stavebního koordinátora spočívá v: • koordinaci bezpečnosti technologických a pracovních postupů [obr.1] • zajištění neohrožení pracovníků navzájem • ochraně dotčené veřejnosti • ochraně životního prostředí. Koordinátor by měl být rovnocenný partner projektanta ve fázi projektové přípravy a technického dozoru a stavbyvedoucího v realizační fázi stavby.

Obr. 1 Ukázka dobré praxe - zajištění pracovníka při provádění stropního bednění

3

ZÁVĚR

Stavebnictví se dlouhodobě řadí k oborům s vysokou mírou rizika a zároveň se hned po dopravě řadí na druhé místo co do počtu pracovních úrazů a zejména úrazů smrtelných. Každá lidská činnost je spojena s riziky a pokud je tato činnost vykonávána v pracovněprávním vztahu, pak je povinností každého zaměstnavatele rizika odstraňovat či minimalizovat. Zaměstnavatelé, individuální dodavatelé i osoby samostatně výdělečně činné, ti všichni jsou všichni odpovědni za zajišťování bezpečnosti práce na svých pracovištích. Prostředkem ke zkvalitňování úrovně pracovního a životního prostředí je dodržování zásad bezpečnosti práce. Výuka těchto zásad je přínosem, kterým chceme přispět ke zkvalitnění vzdělávání a tím zvýšit konkurenceschopnost absolventů oboru Realizace staveb.

PODĚKOVÁNÍ Příspěvek byl zpraván na základě požadavku MPSV na zařazení výuky BOZP do vzdělávání na VUT v Brně a dále jako informace o připravované akreditaci na oboru TST, FAST, VUT v Brně.

LITERATURA [1] Národní soustava povolání. Dostupný z: http://www.mpsv.cz/cs/10819 [2] Směrnice EU 92/57/EHS: článek 3, článek 6

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

173


PROBLEMATIKA SKLADOVÁNÍ ŘEZIVA LUMBER STORAGE Pavel Řihák

Anotace Tento článek shrne v kostce jak správně skladovat a prokládat stavební řezivo. Tato problematika je poměrně obsáhlá, a proto se zaměřím hlavně na nejdůležitější zásady při skladování řeziva. Budou uvedeny i názorné příklady vhodného a nevhodného skladování jednotlivých prvků. Veškeré požadavky a doporučení jsou poznatky z praxe. Článek byl napsán po domluvě s několika velkými pilami, kde proběhl výzkum správného skladování. Nebude zde citována žádná norma, jde tedy čistě o praktické rady vycházející z praxe. Klíčová slova Skladování, stavební řezivo, truhlářské řezivo, řezivo, palubky, proklady, podklady, patky.

1

SKLADOVÁNÍ STAVEBNÍHO ŘEZIVA

Stavební řezivo je po dlouhou dobu nezbytným prvkem ve stavebnictví. Stavebním řezivem nazveme takový dřevěný prvek, který má jasně definovaný průřez, v převážné většině pravidelný nebo nepravidelný pravoúhlý průřez. Je mnoho typů stavebního řeziva jako například: stavební prkna, fošny, hranolky, hranoly. Veškeré tyto prvky jsou velice náchylné na kroucení. Toto kroucení v mnoha případech způsobuje nevhodné proložení, podložení, uložení prvků do balíků.

Obr. 1 Téměř ideálně proložené stavební prkna[6] Na obrázku 1 lze vidět téměř ideálně podložená, proložená, uložená stavební prkna. Takto srovnaná a uložená prkna nemohou podléhat žádným degradacím vlivem špatného skladování. Jedinou možnou příčinou, která by mohla vést k poškození je uložení pod 30 cm nad okolní terén. Toto pravidlo je podle mého názoru spíše teoretickým. V praxi dost dobře ani nelze dodržet. Už jen z hlediska nedostatečných ploch skladů řeziva.

1.1

Nevhodné skladování řeziva

Řezivo je skladováno přímo na nezpevněném povrchu. V takovémto případě je vysoká pravděpodobnost, že řezivo nebude možné používat dále jako konstrukční prvek z důvodů zakřivení a točivosti vláken. U řeziva se dále nedoporučuje přímý kontakt s vodou . V případě kontaktu s vodou je možné, že následná degradace stavebního materiálu bude způsobovat nejprve hnilobu, která je příznivá pro život dřevokazného hmyzu, poté napadení škůdcem. Takovéto prvky jsou tedy odkázány k záhubě. V případě některých vyjimek jsem za svou praxi neviděl prvek, který by dokázal eliminovat všechny tyto nepříznivé vlivy.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

174


Obr.2 Nevhodné podložení prvků s následnou degradací[6] Na obrázku 2 lze vidět nedodržení zásady podkládání. Podkladky by měly být nad sebou a navazovat na prokladky předešlého balíku. V případě obrázku tak není a lze vidět následnou degradaci přizvednutím prkna. Toto prkno se již velice těžko bude dostávat do původní polohy.

1.2

Vhodné skladování řeziva

Vhodným skladováním řeziva se myslí takové skladování, kdy je důkladně proloženo, podloženo a stojí minimálně 30cm. nad úrovní terénu. V praxi lze dosáhnout všech tří zásad, ale ze zkušenosti vím, že poslední zásada se nedodržuje. Řezivo se ve většině příkladech úkládá na zpevněný povrch přímo na podkladky. Toto opatření ušetří dostatek místa pro malé sklady řeziva.

Obr.3 Ideální uložení řeziva nad terénem pomocí betonových patek a dřevěného hranolku[6] Když vezmeme, že bychom měli skladovat řezivo viz. Obrázek 3. Na pěti takto uložených balících jsme ztratili asi 1,5 m na výšku, což je jeden celý balík prken. Z těchto kapacitních důvodů se toto správné pravidlo nedodržuje úplně vždy. Hlavním a důležitým pravidlem je kvalitně a dobře proložené řezivo. Pokud by byly proklady v balíku různě rozmístěné pak by na každý prvek byl vyvoláván jiný ohyb a následně se může každý prvek ohýbat jiným směrem. Takto proložená stavební prkna nejsou použitelná. Jsou použitelná pouze jako palivo a obchodník se dřevem na těchto prvcích tratí nemalé peníze. Je smutnou zprávou, že téměř na každém místě, kde se skladuje řezivo, je takový balík minimálně jeden.

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

175


Obr.4 Ideální uložení řeziva nad terénem pomocí betonových patek a dřevěného hranolku[6]. Podkladky jsou již popsány v předešlém textu. Na obrázku 4 lze vidět krásně srovnané proklady nad sebe a ideální podložení podklady. Podle zkušenosti bych řekl, že na jeden metr délky je ideální jeden proklad i podklad. Tato zkušenost je bohužel zanedbávána, protože skladníci a majitelé skladu často bojují s nedostatkem prokladů a podkadů. Z následujících zásad plyne, že skladování není jednoduchým prvkem a pokud se nedělá důkladně, vznikají nemalé problémy. Mnoho obchodníků tyto zásady nedodržuje a domnívají se, že prodej řeziva je jen obchod, který vynáší peníze. Ano peníze vynáší, ale pokud se také obchodník umí starat o dřevěné prvky. Bez vhodného skladování nemůže to prostě nejde.

PODĚKOVÁNÍ Prezentované výsledky byly získány za podpory Dřevokras s.r.o. a firmy Mgr. Zdeněk Krása, obchod se dřevem. Dále děkuji všem spolupracovníkům a Ing. Svatavě Henkové, CSc.

LITERATURA [1] PŘÍJMENÍ, Jméno. Název publikace. Místo vydání : Vydavatelství. Rok vydání. Počet stran. ISBN. [2] ČSN 016910 Úprava písemností psaných strojem. Praha : Vydavatelství ÚNM. 1986. 28 s. [3] ČSN ISO 690 (01 0197) Dokumentace. Bibliografické citace. Obsah, forma a struktura. Praha : Český normalizační institut, 1996. 31 s. [4] ČSN ISO 690-2 (01 0197) Informace a dokumentace. Bibliografické citace - Část 2 : Elektronické dokumenty nebo jejich části. Praha : Český normalizační institut, 2000. 24 s. [5] Excerpts from Draft International Standard ISO 690-2 [online]. Ottawa : ISO (International Organization for Standardization), 1997 [cit. 1997-07-02]. Dostupný z: http://www.nlc-bnc.ca/iso/tc46sc9/standard/690-2e.htm [6] Vlastní zdroje

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

176


Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

177


Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

178


Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

179


Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

180


Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

181


Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

182


REALIZACE STAVEB – TEORIE A PRAXE Sborník mezinárodního workshopu Kolektiv autorů Texty neprošly odbornou ani jazykovou úpravou. Kvalita obrázků, grafů a schémat je závislá na kvalitě dodaných materiálů. Za původnost a správnost příspěvků odpovídají autoři.

Vydavatel:

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb, Veveří 331/95, 602 00 Brno

Náklad:

50 výtisků

Datum vydání: 11. září 2013

ISBN 978-80-214-4803-2

Projekt: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012. Řešitel: VUT v Brně, FAST, Veveří 95, 602 00 Brno, tel.: 541 147 501, e-mail: oktaedr@fce.vutbr.cz

183


184


Sborník – Realizace staveb – Teorie a praxe  

Sborník z mezinárodního workshopu Realizace staveb – Teorie a praxe, ISBN 978-80-214-4669-4.

Sborník – Realizace staveb – Teorie a praxe  

Sborník z mezinárodního workshopu Realizace staveb – Teorie a praxe, ISBN 978-80-214-4669-4.

Advertisement