Rekonstrukce a sanace budov vodárenské soustavy
Foto: Pexels
Velká část vodárenské infrastruktury na územní České republiky byla vybudována v období od padesátých do osmdesátých let dvacátého století. To zahrnuje nejen rozsáhlé distribuční vodovodní sítě, ale i nespočet zařízení vodárenské infrastruktury, jako jsou úpravny vody, vodojemy, čerpací stanice a další. V současné době pak dochází k postupným rekonstrukcím budov těchto zařízení. Rekonstrukce stavebních částí vodohospodářských objektů představuje specifickou problematiku, jejíž úspěšný výsledek závisí na mnoha faktorech, jež přímo ovlivňují trvanlivost provedených stavebních úprav. Příspěvek se zabývá praktickými poznatky z předprojektové a projektové přípravy stavebních úprav vodohospodářských objektů, z pohledu projektanta stavebních konstrukcí.
Úvod
Část vodárenské infrastuktury dosahuje nebo již překročila původně předpokládanou životnost. S postupujícím časem se tak nevyhnutelně zvyšuje potřeba jejich rekonstrukce či sanace, aby bylo možné zajistit jejich bezpečné a efektivní fungování i nadále. Objekty na vodárenské soustavě čelí řadě výzev vycházejících z jejich stáří, materiálového opotřebení a mnohdy i z nedostatečné nebo nevhodné údržby během uplynulé životnosti. Snahou je zajištění funkčnosti, bezpečnosti a dlouhodobé životnosti těchto kriticky důležitých objektů. Rekonstrukce a sanace budov na vodárenské soustavě tak přináší ucelenou problematiku spojenou s technickým stavem objektů, materiálovou degradací a často i zastaralým designem, který již neodpovídá současným normám a požadavkům na bezpečnost, energetickou náročnost či přístupnost.
Pojem rekonstrukce ve stavebním zákoně (ČR)
Význam slova rekonstrukce je ve slovnících cizích slov uváděn jako „opětovné sestrojení, uvedení do původního stavu, přestavba nebo přepracování“. Ačkoliv je slovo rekonstrukce ve stavebnictví hojně využíváno, dobíhající stavební zákon č. 183/2006 Sb. ani nový stavební zákon č. 283/2021 Sb. ve znění pozdějších předpisů pojem rekonstrukce neznají a nepoužívají. Když pomineme pojem udržovací práce (kterými se tento příspěvek nezabývá), stavební zákon využívá v kontextu tohoto příspěvku pojmy „stavební úprava“ a „změna dokončené stavby“. Zažité slovo rekonstrukce tedy považujme za velmi obecný neformální výraz zahrnující více legislativních režimů provedení prací, záměrně je však v textu tohoto příspěvku hojně využíván, protože zde uvedené záležitosti se často týkají více režimů provedení prací. Pro přesnější odbornou komunikaci, zejména pak ve vztahu k příslušným úřadům, by se pak měly používat výrazy užívané platnou legislativou (tzn. stavba, stavební úprava nebo změna dokončené stavby).
Stávající stav objektů
Stav objektů na vodárenské soustavě je velmi různorodý a je závislý zejména na stáří, kvalitě jeho výstavby, použitých materiálech a rozsahu údržby objektu v průběhu jeho životního cyklu. Některým drobným provozovatelům vodárenské infrastruktury při plánování záměru rekonstrukce / sanace mnohdy chybí vhodná předprojektová příprava, která je pro kvalitní stavební zásah důležitá. Tito provozovatelé se často spoléhají výhradně na vizuální hodnocení stavu betonových konstrukcí. Očekávají, že projektové kanceláře budou schopny navrhnout kvalitní sanaci nebo rekonstrukci těchto objektů jen na základě tohoto vizuálního hodnocení. Přitom si neuvědomují, jak důležité je provést potřebné stavební průzkumy. Ty jsou nezbytné pro určení rozsahu potřebných zásahů do konstrukce objektů.
Obr. 1: Strop akumulační nádrže, zatékání vody střešním souvrstvím, nevhodně provedená stěrka
Kvalitní záměr vyžaduje důkladnou předprojektovou přípravu, přičemž zpravidla je nezbytné provedení stavebně-technických průzkumů jako podkladu pro návrh rekonstrukce / sanace. V praxi se často setkáváme s různými dílčími opravami formou různých nátěrů a stěrek, které byly provedeny v různých fázích životního cyklu objektu. Mnohé z těchto stěrek byly již krátce po zhotovení silně poškozeny, jelikož nebyly materiálově vhodně navrženy, nebyly provedeny na adekvátním podkladu, neřešily reálné příčiny poruch konstrukce atd. Viz obrázek 1. Také je naprosto běžné, že jsou v konstrukci ponechány zkorodované ocelové prvky, které po krátké době od provedení nátěru opět korodují. Třetím nedostatkem, který je běžný u neodborně provedených oprav, jsou obnovy elektroinstalací a vystrojení před provedením sanací betonových konstrukcí. Mnozí provozovatelé již stihli vyměnit armatury, potom vyměnili některá potrubí, potom instalovali řídicí systém, a nakonec se rozhodnou opravit stavbu. Trochu to připomíná Kocourkovské, kteří stavěli školu od střechy dolů.
Rozsah průzkumů konstrukcí se řídí dokumentem Technické podmínky pro sanace betonových konstrukcí TP SSBK III a příslušnou ČSN EN 1504. Kvalitní a objektivní zhodnocení stávajícího stavu posuzovaného objektu představuje poměrně náročnou činnost, která klade vysoké nároky na odbornost zpracovatele. Vlastnímu odběru vzorků betonových konstrukcí předchází prohlídka objektu a vytipování reprezentativních míst pro provedení odběrů vzorků. Místa odběrů vzorků se volí tak, aby byly pokryty všechny důležité části posuzované konstrukce. To klade vysoké nároky na spolupráci s daným provozovatelem, který musí umožnit přístup do objektu pro provedení průzkumu (což znamená např. vypuštění akumulace, zabezpečení provizorního provozu atd.). Výsledkem tohoto průzkumu je pak dokument shrnující stav betonových konstrukcí.
Kvalitním stavebně-technickým průzkumem pak lze zpravidla získat:
- přehled o stavu betonových konstrukcí;
- diagnostiku problémů posuzovaných konstrukcích;
- informace o pevnostech použitých betonů, viz obrázek č. 2;
- informace o míře karbonatace betonové konstrukce, viz obrázek č. 3;
- informace o stejnorodosti betonu;
- informace o složení betonu (např. historické použití hlinitanových betonů, přítomnost alkalicko-křemičitých gelů ve struktuře betonu atd.);
- informace o výztuži v železobetonových konstrukcích;
- odhad zbývající životnosti betonové konstrukce.
Obr. 2: Místo po provedení odtrhové zkoušky na stanovení pevnosti povrchové vrstvy betonu v tahu
Obr. 3: Stanovení hloubky karbonatace na sekané sondě v dutinovém panelu tipu SPIROLL
Na základě takto zpracovaného dokumentu lze zpravidla určit vhodný způsob sanace pro prodloužení životnosti, případně pak odhalit případy, kdy je provedení sanace již neekonomické, a doporučit nahrazení novou konstrukcí.
Projektová příprava
V rámci projektové přípravy se musí projektant vypořádat s různorodostí původních konstrukčních řešení, materiálovou kvalitou a nutností adaptace na současné normy a požadavky. Projekty se zpravidla zaměřují na stavební zásahy specifické pro vodárenskou infrastrukturu, jako jsou sanace železobetonových konstrukcí s ohledem na styk s pitnou vodou, výměny hydroizolačních souvrství v provedení zelených střech, výměny výplní otvorů, investice do fasád a řízené vzduchotechniky s odvlhčením.
Snahou je zajištění funkčnosti, bezpečnosti, a dlouhodobé prodloužení životnosti těchto kriticky důležitých objektů.
Běžně přehlížené aspekty údržby
Obr. 4: Detail korodujícího třmínku, konstrukce byla neodborně sanována. Reprofilační malta byla aplikována na neošetřené korodující pruty výztuže a zkarbonatovaný povrch betonu.
Významným faktorem ovlivňujícím stav konstrukce je její průběžná údržba od uvedení do provozu do dnešní doby. Především mám na mysli průběžné kontroly a průběžné opravy. I desítky let staré nevhodné zásahy v rámci údržby mohou způsobovat zásadní poruchy.
Opakovaně se setkáváme s odlupující se krycí vrstvou betonu v různých stádiích vážnosti, což je důsledek karbonatace betonu a následné koroze výztuže. Karbonatace je chemický proces, při kterém dochází k reakci uhličitého dioxidu z atmosféry s vápníkem v betonu, čímž se snižuje pH betonu a oslabuje jeho schopnost chránit výztuž před korozí. Jakmile je výztuž vystavena korozním procesům, začíná se rozpínat, což vede k praskání a odlupování krycí vrstvy betonu. Tento jev zásadně ovlivňuje strukturální integritu a životnost železobetonových konstrukcí, viz obrázek 4.
Problematickou záležitostí někdy bývá i odstraňování náletových keřů a stromů v areálech vodárenských objektů. Kořenový sytém těchto náletových dřevin vyhledává vlhká místa a drobné průsaky na konstrukcích. Náletové dřeviny na střechách akumulačních nádrží jsou přitížením, se kterým nebylo při realizaci uvažováno. Dřeviny svým kořenovým systémem prorůstají skrze izolace do spár v konstrukcích, a tím je poškozují. Kromě poškození konstrukce prorůstáním kořínků může růst dojít až do fáze, kdy je kořenový systém viditelný ze strany interiéru. Poté je na zvážení, jaký vliv toto má na kvalitu vody. Viz obrázek 5 a 6.
Obr. 5: Vzrostlé dřeviny na střeše akumulační nádrže, vlevo viditelná bříza rostoucí přes střešní souvrství manipulační komory
Obr. 6: Strop akumulační nádrže, prorůstání kořenového systému přes střešní souvrství
Obr. 7: Uvolněný kabřincový obklad, spára vyplněná sněhem
Staré zabudované ocelové prvky, pokud nejsou odstraněny, pokračují v korozi i přesto, že jsou na povrchu opatřeny nátěrem. Toto pokračování koroze je způsobeno tím, že nátěr může zabránit přímému vlivu atmosférických podmínek na ocel, ale neodstraní primární příčiny korozních procesů uvnitř betonu. Voda a soli mohou prostupovat betonem a dosáhnout ocelových prvků, kde pokud je pH betonu sníženo nebo pokud jsou přítomny agresivní látky, dochází k další korozi oceli. Tento jev může vést k rozpínání oceli, což způsobuje trhliny v betonu, a tím dále zhoršuje jeho strukturální integritu a životnost. Proto je důležité staré zabudované ocelové prvky alespoň částečně vybourat a v daném místě vhodně obnovit pH betonu.
Kabřincové obklady fasádě zpravidla překrývají svislou hydroizolaci vytaženou nad terén. Po letech mrazových cyklů tyto obklady odpadají i s původní hydroizolací a vzniká tak otevřená spára vystavená povětrnostním vlivům. Do vzniklých spár poté vtéká srážková voda, která se ze strany interiéru může projevit jako průsaky podzemní vody, viz obrázek 7.
Dlouhodobé přehlížení těchto problémů může způsobit nevratné poškození objektu a zvyšuje finanční nároky na provedení kvalitní rekonstrukce / sanace s rozumným prodloužením životnosti daného objektu.
Bezpečnost
Obr. 9: Vhodné řešení bezpečnosti v akumulační nádrži
Podle nového stavebního zákona je požadavek na bezpečnost, který platí pro všechny stavby, nyní doplněn o nedílnou součást, kterou je požadavek na zohlednění přístupnosti. Mnohé stávající objekty jsou těžce přístupné a pohyb obsluhy při provozu a údržbě je nevhodně řešen. Je tudíž úkolem nás projektantů na tyto nedostatky upozornit a v rámci projektu nedostatky odstranit.
Poruchy bezpečnosti a přístupnosti lze rozdělit na dvě části. Zaprvé poruchy, které se za poruchy kdysi nepovažovaly. Příkladem jsou chybějící zábradlí, absence ochranných košů na žebřících nebo záchytný systém zabraňující pádu z výšky nebo do hloubky. Výjimečně špatným příkladem je obrázek č. 8, na kterém lze vidět velmi vysoký žebřík bez ochranného koše, kde v místě vyhrazeném pro bezpečný sestup je zrezivělý sací koš. To, co na fotce již není vidět, jsou cihly naházené ve vodě pod žebříkem, aby se dalo suchou novou přejít z kalové jímky na suchou podlahu. Když už jsem ve výčtu nedostatků, tak okolo kalové jímky chybí zábradlí proti pádu do hloubky a na kluzkém schodišti chybí madlo, za které by se dalo při sestupu přidržet. Vhodné řešení bezpečnosti viz obrázek 9.
Obr. 8: Výjimečně špatný příklad bezpečnosti v akumulační nádrži
Druhou kategorií poruch jsou poruchy, které vznikly v průběhu životnosti. Základní takovou poruchou může být odpadávání velkých kusů krycí vrstvy betonu, viz obrázek 10 a 11. Nebo neodborně provedený jádrový vývrt skrz stropní trám, viz obrázek 12. Provrtání nosného železobetonového trámu tímto způsobem má vážné důsledky pro stabilitu a bezpečnost konstrukce. Nosnost trámu a jeho schopnost odolávat průhybům jsou výrazně sníženy, v krajním případě může dokonce dojít k selhání konstrukce. Výsledkem je zvýšené bezpečnostní riziko pro uživatele, včetně možnosti částečného nebo úplného kolapsu konstrukce.
Obr. 10: Průvlak, ze kterého spadl kus betonu rozměrech cca 150×300 mm
Obr. 11: Kus betonu o rozměrech cca 150×300 mm na podlaze akumulační nádrže
Obr. 12: Jádrový vývrt skrz stropní trám
Závěr
Vzhledem k tomu, že voda je základní a nenahraditelný zdroj pro život, je údržba a modernizace vodárenské infrastruktury klíčové nejen pro současnou společnost, ale i pro budoucí generace. Téma rekonstrukce a sanace budov na vodárenské soustavě je tedy aktuální a jeho význam bude v následujících letech dále narůstat, což vyžaduje neustálé investice do tohoto klíčového sektoru.
Význam proaktivního přístupu k údržbě je klíčový pro dlouhodobou životnost a bezpečnost vodárenských objektů. Je důležité nejen průběžně udržovat zeleň a odstraňovat náletové dřeviny, ale také zajistit, aby bylo k dispozici alespoň pár provozních údržbářů vyškolených na základní opravy betonových konstrukcí.
Vhodným opatřením je stanovit požadavek na pravidelné kontroly odborným specialistou, například v pětiletých intervalech, který bude zahrnut v provozních řádech. Takový specialista dokáže posoudit rozsah případných i dílčích defektů a včas upozornit na nezbytnost sanačního zásahu.
Díky včasnému preventivnímu zásahu lze předcházet mnoha vážným poruchám. Aktivní a promyšlená údržba je tedy nezbytná pro zachování spolehlivosti vodárenské infrastruktury.
Před vlastním zadáním zpracování projektové dokumentace by měl být zpracován podrobný stavebně-technický průzkum, který odhalí stav betonových konstrukcí, vytipuje rizika a odhadne investiční náklady na připravovaný záměr. V případě složitějších objektů se doporučuje zpracování studie, která se bude zabývat možnými variantami provedení rekonstrukce / sanace objektu, stanoví nároky na provedení případných variant, vytipuje rizika, a odhadne investiční náklady na připravovaný záměr atd. Je nezbytné, aby studie a předprojektové návrhy rekonstrukcí byly vypracovány zkušenými projektanty v těsné spolupráci s pracovníky provozujícími objekt. Předprojektová příprava provedená tímto způsobem umožní stavebníkovi odpovědně specifikovat projektové detaily pro již vybranou variantu, což může vést k úsporám v investičních nákladech a k minimalizaci potenciálních sporů mezi zainteresovanými stranami ohledně rozsahu projekčních prací. Je zásadní, aby mezi stavebníkem a projektantem panovala úzká spolupráce. Tato spolupráce je nezbytná nejen v přípravné fázi pro studie a projektovou dokumentaci potřebnou pro rekonstrukci. Je také klíčová při získávání všech potřebných povolení a zásadní během samotné realizace záměru.
Literatura
- HORŇÁK, M.; COUFAL, M.; KASAL, R. Rekonstrukce a sanace budov na vodárenské soustavě pohledem projektanta. VODA ZLÍN 2024. VODA ZLÍN. Olomouc, CZ: Moravská vodárenská, a.s., Tovární 41, 779 00 Olomouc, 2024. s. 150–156. ISBN 978-80-909129-0-8
- Zákon č. 183/2006 Sb. Zákon o územním plánování a stavebním řádu, ve znění pozdějších předpisů
- Zákon č. 283/2021 Sb. Stavební zákon, ve znění pozdějších předpisů
- DROCHYTKA, Rostislav. Technické podmínky pro sanace betonových konstrukcí TP SSBK III. Brno: Sdružení pro sanace betonových konstrukcí, 2012. ISBN 978-80-260-2210-7.
- BILČÍK, Juraj a DOHNÁLEK, Jiří. Sanace betonových konstrukcí. Přeložil Peter DAROVEC. Bratislava: Jaga group, 2003. ISBN 80-88905-24-9.
- CIKRLE, Petr; LOUTOCKÁ, Vlasta a UCHYTILOVÁ, Jitka. Průzkumy a opravy železobetonových konstrukcí meziválečného období. Metodické listy (Metodické centrum moderní architektury). Brno: Národní památkový ústav, 2018. ISBN 978-80-7480-123-5.
Tento článek byl napsán za podpory společnosti Vodohospodářský rozvoj a výstavba; původně byl vydán ve sborníku VODA ZLÍN 2024 pod názvem Rekonstrukce a sanace budov na vodárenské soustavě pohledem projektanta. Pro TZB-info upraven dle instrukcí recenzenta.
Předkládaný příspěvek pojednává o aktuální problematice, týkající se vodárenské infrastruktury, a to zejména rekonstrukce akumulačních nádrží (vodojemů). Příspěvek je logicky členěn a popisuje problematiku železobetonových konstrukcí akumulačních nádrží, jejich stávající stav, zmiňuje se o problematice projektové přípravy, běžné údržby i dalších aspektech, jako je např. bezpečnost vstupu do akumulačních nádrží. Závěrem příspěvek zdůrazňuje nezbytnost provádění pečlivého stavebně technického průzkumu těchto vodárenských objektů v předstihu před projektovými pracemi, zaměřenými na jejich rekonstrukci, resp. revitalizaci.
I když příspěvek pro běžného čtenáře bude pouze zajímavou informací o této relativně podceňované oblasti, pro projektanty vodohospodářských staveb však je dle mého názoru cennou sumarizací problematiky a upozorňuje na všechny potřebné aspekty, které je při provozu, údržbě a revitalizaci objektů potřeba průběžně vnímat. Cenným podkladem může být i pro investory, resp. provozovatele těchto objektů, kterými jsou často menší hospodářská sdružení či obce.
Souhlasím s autory, že zanedbanost této infrastruktury je v tuzemsku poměrně značná, a to vzhledem k tomu, že není prováděna jejich pravidelná kontrola odborníkem stavařem – statikem, který by dokázal posoudit rozsah případných i dílčích defektů a upozornit na nezbytnost sanačního zásahu.
Do vodojemu vstupují převážně pouze provozní pracovníci při jejích čištění, kteří svou kvalifikací nejsou vždy schopni rozeznat existující či vznikající problémy.
Vzhledem k tomu, že akumulační nádrže – vodojemy jsou zcela specifickou infrastrukturní stavbou, u níž prakticky nehrozí morální zastarání (pravděpodobně žádný provozovatel nebude bourat starý vodojem a stavět si na jeho místě nový). Stávající akumulační nádrže bude potřeba provozovat, a tedy udržovat po dobu existence na ně navázaných sídelných celků, což doufejme bude časový úsek minimálně v řádu staletí. V případě, že by akumulační nádrže svým objemem neuspokojovaly poptávku, je běžnou reakcí stavba nádrže další, nikoliv zbourání a zvětšování nádrže stávající.
Pro vodojemy má tedy jejich průběžná údržba a průběžná sanace mimořádný význam vzhledem k tomu, že ohraničovat jejich životnost např. padesáti či sto lety, jak je tomu u běžných inženýrských staveb, není zcela logické z výše uvedených argumentů.
Příspěvek doporučuji ve stávající podobě ke zveřejnění.