BETONOVÝ TUNEL JAKO RODINNÝ DŮM?

Obytný dům je z iniciativy stavebníka situován do terénního protihlukového valu, který je součástí terénních úprav zahrnutých do výstavby řadových rodinných domů v ulici Polívkova v Praze 5-Jinonicích. Začlenění objektu do protihlukového valu tak, aby byly zohledněny všechny požadavky vyvolalo nutnost nestandardních řešení nejen z hledisek architektonických a stavebně technických, ale také potřebu nestandardních postupů v oboru statiky, stavební fyziky a větrání. Půdorysný a prostorový tvar protihlukového valu (obr. 1) a jeho orientace ke světovým stranám a komunikacím, včetně tras inženýrských sítí, to vše byly faktory, které kromě zadání investora, postavily projektanty mimo rutinní postupy. Volba příčného řezu rodinného domku ve tvaru tunelového ostění se svislými stěnami a klenbovým stropem umožnila maximální využití objemu násypu a zjednodušila jeho uvedení do původního tvaru. Přínosem takto koncipované stavby je především maximální eliminace pevných stavebních ploch a konstrukcí z betonu, živice, dlažeb apod. a jejich nahrazení biologickým pokryvem, který příznivě ovlivňuje mikroklima okolního prostředí.  

Nosná konstrukce Z geologického průzkumu vyplynulo, že objekt bude založen na navážkách stáří osm až dvanáct let a tedy ve složitých geologických podmínkách. Navíc se půdorysně v jednom místě přibližuje až na 1,5 m k vnějšímu líci veřejného řadu kanalizace, což by mohlo ohrozit objekt v případě havárie. Proto bylo třeba dosáhnout, pro případ jakéhokoli poklesu podloží, maximální tuhosti objektu. Bylo tedy zvoleno založení na železobetonové desce (obr. 2). Základní tloušťka základové desky je 300 mm. Zatížení z obvodových stěn na základovou desku je soustředěno především na její okraje a proto je deska po obvodě zesílená na 600 mm (obr. 3). Ztužující „základové pasy“ však nejsou umístěny pod deskou, jak bývá běžné, ale naopak nad deskou. Tím je umožněno využití tohoto prostoru pro veškeré rozvody inženýrských sítí včetně rozvodů větracích kanálků zajišťujících samotížné větrání interiérů. Nosnou konstrukci tvoří železobetonová klenbová konstrukce tloušťky 200 mm, vetknutá do základové desky. Pro betonáž klenby bylo nutné vyrobit bednění podle navrženého poloměru klenby 5460 mm (obr. 4). Bednění bylo tvořeno nosnými dřevěnými oblouky (ramenáty), na kterých byla v podélném směru uložena bednící prkna. Jelikož stavebník požadoval vytvoření pohledového betonu se zachováním viditelnosti bednících prken, musela být prkna vyrobena v jednotné šířce a délce, s opracovanou plochou i hranami. Také betonáži a především zpracování betonové směsi před i po uložení do bednění musela být věnována náležitá pozornost (obr. 5). Klenba neměla „horní“ bednění. Proto byla betonována a vibrována postupně po výškových úrovních. Pruh vyšší úrovně mohl být přidán až po zavadnutí betonu v předchozím, nižším pruhu, aby přitížením čerstvým betonem nedošlo k jeho vytlačení. Pro celou stavbu byl použit beton třídy B 20 dle ČSN 73 1201 a betonářská výztuž z oceli 10425 – V. Netradiční bylo také provádění klenbového stropu nad garáží, která se půdorysně zužuje směrem ke vjezdu a zároveň se snižuje její světlá výška (obr. 6 a 7). Požadavkem stavebníka bylo maximální využití nosné části dosud použitého bednění klenby, bez nutnosti výroby nových ramenátů. Požadavek byl splněn – při použití na bednění garáže byly stávající ramenáty postupně posouvány po stejných vzdálenostech po stěně u opěrné zdi směrem k vjezdu do garáže a zároveň stále více naklápěny a ukládány ve stejné výšce na protilehlou zeď. Protože se místnost zužuje, musely být ramenáty po každém uložení zkráceny. Bylo však možné je opět využít v dalším pracovním záběru. Takto byly využity všechny nosné prvky bednění až do poslední betonáže úseku klenby u vjezdu do garáže (prkna bednění i ramenáty byly na stavbě přeloženy celkem čtyřikrát). Tímto postupem vznikl netradiční tvar prostorové klenbové konstrukce stropu garáže navazující na vnější opěrné stěny u vjezdu do garáže, které jsou pojednány jako samostatný architektonický prvek. Tvary železobetonových konstrukcí u všech otvorů do objektu bylo nutno řešit náročnými architektonickými a konstrukčními detaily pro zachycení zásypu klenby. Byly navrženy a provedeny nosné atikové límce, staticky vetknuté do klenby stropů. Pro osazení oken, která dostala z uvedených důvodů oválný tvar, byly vyrobeny staveništní prefabrikáty z pohledového betonu oválného tvaru, které byly k monolitickým stěnám připevněny ocelovými kotvami (obr. 8). Kromě architektonických nároků musela být věnována maximální pozornost všem detailům z hlediska správné funkce dilatací, zamezení zatékání, vzniku tepelných mostů, vzniku tepelných ztrát a životnosti detailu a celé stavby.  

Izolace Jako tepelnou izolaci jsme na přání investora použili běžný EPS. Vodotěsná izolace je z měkčeného PVC.  

Obr. 1 Půdorys

  Obr. 3 a) Řez B-B, b) Řez F-F

Tepelná pohoda a větrání Vytápění zajišťuje plynový agregát. Ukazuje se, že v domě je příjemná tepelná pohoda při značné úspoře energií (odhadem až jedna třetina oproti běžnému domu).

K příjemné tepelné pohodě přispívá především sama nosná železobetonová konstrukce spolu se zásypem vlhkou zeminou (až 1,5 m) s vegetací (obr. 9 a 10). Skladba „pláště“ objektu pro svoji velkou tepelnou setrvačnost napomáhá k eliminaci vlivu prudkého střídání teplot. U nadzemního objektu se konstrukce v létě prohřejí a vnitřní prostředí je pak přibližně stejně teplé jako venkovní vzduch ve stínu. U podzemního objektu je chladněji i v horkých letních měsících, nemusí se tedy v létě chladit. Dochází zde k „jeskynnímu“ efektu s poměrně vyrovnaným teplotním režimem. Vlastně se jedná o přirozené tepelné čerpadlo. Teplotu zde reguluje srážkový režim, který se normálně při jakémkoliv tvaru střechy neuplatní. Obvykle se voda odvádí mimo objekt. Zde je nucena rovnoměrně vsakovat, což vede k optimálnímu nasycení „střechy“ a následné odpařování k pozvolnému ochlazování. U experimentálních nadzemních objektů jsou budovány tepelné akumulátory nebo akumulační stěny. V případě domů pod zemí funguje jako akumulátor tepla, případně chladu, celá hmota – železobetonová konstrukce stěn a střechy, včetně zeminy, kterou je objekt zasypán. V létě se objekt nepřehřívá a v zimě nepromrzá na rozdíl od staveb klasických, nad terénem.

Větrání objektu je řešeno přirozenou cirkulací vzduchu. Tvar železobetonové základové desky s okraji zesílenými o 300 mm umožnil vytvoření zdvojené podlahy s dutinou o značné světlosti, ve které jsou spolu s ostatními instalacemi dobře přístupné vzduchotechnické kanály pro rozvod vzduchu. Čerstvý vzduch je nasáván z trvale zastíněných severních prostorů a je rozváděn pod podlahou do jednotlivých obytných místností. Vydýchaný vzduch je odváděn otvory nade dveřmi a odtud nad zelenou „střechu“ domu. Celý systém je založen na přirozeném proudění vzduchu vlivem teplotních rozdílů. Dojde-li k vyrovnání vnější a vnitřní teploty, je zajištěn oběh axiálním ventilátorem se zpětnou klapkou. Přirozené větrání funguje po většinu roku. Navíc průchodem přívodním labyrintem se ještě příznivě upraví i jeho teplota.

Interiér objektu Netradiční konstrukce a statické řešení inspirovalo architekty k netradičnímu pojetí interiéru. Dobře provedené betonové konstrukce bylo možno po dílčích úpravách ponechat v některých částech interiéru odhalené (obr. 11). Některým interiérovým funkcím a zařízením byl vtělen architektonický výraz již v návrhu a výrazně se projevují v interiéru i vnější podobě. Technologie betonových konstrukcí vtiskla architektuře měkké linie projevující se nejen v interiéru a obrysu stavby, ale také v půdorysném řešení dlažby a jejího přechodu do zahradní zeleně.

Závěr S nápadem využít protihlukový val pro stavbu rodinného domku přišel sám investor. Bydlí v domku s výhledem na val a rozhodl se tedy využít vlastně nezastavitelnou parcelu, a tím ji zhodnotit. Takových míst, které by se daly využít podobným způsobem je celá řada, chce to jen nalézt „osvíceného“ investora a může se začít.

Mohlo by se zdát, že v domě zasypaném hlínou bude mít člověk stále nepříjemný pocit. Tento objekt je místy zasypán více než jedním metrem zeminy. V prostoru objektu se ale tento pocit ztrácí. Každý návštěvník je mile překvapen, jak vzdušné a slunné prostory se uvnitř nacházejí.

Stavebně-architektonické řešení a interiér: Prof. Ing. arch. Arnošt Navrátil, Ing. arch. Petr Páv Stavební a konstrukční řešení: SATRA, spol. s r. o., Ing. Vladimír Petržílka Investor: Ing. Miloš Veselský Dodavatel železobetonové konstrukce: Pragis, a. s., Praha 9 Izolace: Metrostav, a. s. Projekt a realizace: 1997 až 1998 Zastavěná plocha: 208 m2

Prof. Ing. arch. Arnošt Navrátil, CSc. Ústav navrhování II, Fak. architektury ČVUT Thákurova 7, 166 34 Praha 6 tel.: 224 354 856, fax: 224 354 911 e-mail: navratil [at] fa.cvut.cz">navratil@fa.cvut.cz

Ing. arch. Petr Páv A32, spol. s r. o. Pernerova 11, 180 00 Praha 8 tel.: 222 322 422, fax: 222 322 432 e-mail: architekti [at] a32.cz">architekti@a32.cz

Ing. Vladimír Petržílka SATRA, spol. s r. o. Sokolská 32, 120 00 Praha 2 tel.: 296 337 140, fax: 296 337 100 e-mail: vladimir.petrzilka [at] satra.cz">vladimir.petrzilka@satra.cz

Pro tématickou rubriku ARCHITEKTURA A BETON poskytnul Beton TKS.