Rekonstrukce obvodového pláště vyhnívacích nádrží čistírny odpadních vod v Plzni

Ing. Tomáš Ziegler, konzultační technik Atelieru DEK, informuje ve svém článku o návrhu a realizaci nového opláštění válcových vyhnívacích nádrží. Pro nové opláštění byl využit fasádní větraný obklad systému Dekmetal z kovového roštu a kazet z lakovaného plechu.

Autor:
Ing. Tomáš Ziegler
Stavebniny DEK a.s.
Konzultační technik Atelieru DEK, působí na pobočkách Plzeň a Příbram

Článek vychází z odborného vyjádření s návrhem skladby zpracovaného ing. Danielem Mašlárem ze společnosti DEKPROJEKT s.r.o.

Úvod

Součástí rekonstrukce čistírny odpadních vod v Plzni bylo i nové opláštění trojice samostatně stojících vyhnívacích nádrží. Jejich původní stav odpovídal době výstavby v polovině 90. let. Hlavní projektant rekonstrukce ve fázi návrhu nového opláštění přizval ke spolupráci projektanty společnosti Dekprojekt s.r.o.

Zadání

Základním požadavkem investora bylo snížení energetických ztrát a bezproblémové fungování skladeb. Dále byl stanoven požadavek na zachování industriálního vzhledu s opláštěním ocelovými prvky vybraných barev.

Nádrže jsou kruhového půdorysu s vnitřním průměrem cca 20 m. Výška nádrží je cca 21 m, z čehož je zhruba 6 m pod zemí. Nosná konstrukce je tvořena železobetonovou monolitickou konstrukcí s tloušťkou pláště 350 mm. Vnitřní povrch je opatřen plynotěsným nátěrem. Původní vnější opláštění bylo vytvořeno z trapézových plechů na nosném dřevěném roštu (obr.1), do kterého byla vložena tepelná izolace z minerálních vláken tl. 160 mm. Dřevěný rošt byl připevněn na „obručích“ z ocelových lan a ocelové pásoviny obepínajících horizontálně železobetonové válce. Střechy nádrží jsou kuželové. Byly zatepleny minerální vatou a kryty plechovou hladkou krytinou na dřevěném bednění. Provedení konstrukcí odpovídalo původní projektové dokumentaci z roku 1994, která byla k dispozici. Reálný stav byl ověřen provedením průzkumu na místě.

Uvnitř nádrží probíhá specifický ohřev kalů na teplotu 55°C nutnou pro správný průběh zpracování odpadních vod.

Návrh

Aby bylo zabráněno vzniku kondenzace ve skladbách, byly navrženy skladby s větranou vzduchovou vrstvou. Tyto skladby jsou směrem k exteriéru difúzně otevřené a nevzniká tak kondenzační zóna.

Vhodná tloušťka tepelné izolace v zateplení nádrží se hledala pomocí výpočtu energetické náročnosti. Sledovali jsme vliv různých tlouštěk tepelné izolace na energetické ztráty a zároveň hodnotili proveditelnost konstrukce opláštění při dané tloušťce. Při tloušťce izolace 300 mm, která je realizovatelná s využitím běžně dostupných kotevních prvků, je součinitel prostupu tepla U = 0,14 W/m2K a dojde ke snížení tepelných ztrát na úroveň 77% původního stavu, na hodnotu 87,5 kW. Vliv tloušťky tepelné izolace na ztráty není lineární. Pro představu, při použití tloušťky tepelného izolantu 700 mm by pokles energetických ztrát činil zhruba 72% původního stavu, ale pro opláštění by bylo třeba vyvinout speciální konstrukci. Je patrné, že od určité tloušťky výrazné zvyšování tloušťky izolantu ovlivňuje energetické ztráty jen nepatrně a je neefektivní. Do tepelné izolace velké tloušťky jsme se nepouštěli nejen díky složitému připevňování, ale také proto, že podzemní část betonového válce, tedy cca 1/3 plochy vnější obálky nádrže, je zcela nezateplená.

Navrženo bylo demontovat současné opláštění, dřevěný nosný rošt a tepelnou izolaci z minerálních vláken. Následně bylo navrženo provedení nosného ocelového roštu, tepelné izolace z minerálních vláken tl. 300 mm, ochranné difúzně propustné folie a opláštění z plechových kazet DEKCASSETE. V návrhu byla také větraná vzduchová vrstva pod ocelovým pláštěm tloušťky 50 mm.

Stejná tloušťka tepelné izolace byla navržena do skladby střechy mezi původní dřevěné vazníky na železobetonové konstrukci, nad kterými byla provedena doplňková hydroizolační vrstva, větraná vzduchová vrstva a nové bednění jako podklad pro novou plechovou krytinu.

Realizace

Po demontáži starého opláštění byly na železobetonové konstrukci ponechány ocelové „obruče“ sloužící pro kotvení nosného roštu. Ty byly využity pro kotvení nových nosných ocelových svislých L profilů, na které byly připevněny konzoly nosného roštu DEKMETAL (obr. 3). Konzoly byly vyrobeny pro navrženou tloušťku tepelné izolace 300 mm. Mezi prvky nosného roštu byla vkládána tepelná izolace z minerálních vláken, která byla kotvena do nosné konstrukce.

Přes tepelnou izolaci byla provedena ochranná vrstva z difúzně propustné folie DEKTEN PRO plus. V místech perforace kotevními konzolami bylo provedeno utěsnění ze samolepicí pásky (obr. 4).

V dalším kroku byly na konzoly kotveny svislé ocelové J profily. Ty již byly vyrovnány pro finální montáž ocelových kazet (obr. 4).

Před montáží kazet byly provedeny klempířské konstrukce související s větráním pláště. Byly osazeny plechové perforované ochranné mřížky zabraňující vnikání hlodavců a hmyzu.

Na připravený a vyrovnaný rošt byly šroubovány plechové kazety DEKCASETE STANDARD. Kazety byly orientovány svisle, aby co nejjemněji kopírovaly válcový tvar objektů. Montáž kazet probíhala odspodu. Barvy kazet byly zvoleny architektem a odpovídaly požadavkům investora na standardizovaný vzhled pláště provozovatele čistírny odpadních vod. Zvolen byl žlutošedý odstín doplněný modrým ukončením vrcholu fasády pod střechou.

Před dokončením fasád byla provedena i střecha. Po nezbytné demontáži původních vrstev byly provedeny nové vrstvy tepelné izolace, doplňkové hydroizolační folie, větrané dutiny a nového bednění z prken. Na bednění byla položena mikroventilační vrstva ze strukturované rohože DEKTEN METAL II a provedena plechová hladká krytina spojovaná stojatými drážkami.

Všechny vyhnívací nádrže získaly efektní a funkční kabát a bez přerušení provozu slouží svému účelu i nadále.