Výstavba bytových domů. Co je levnější – cihla, anebo beton?

Otázku „Být, či nebýt“ zná asi každý. Já ale slyším mnohem častěji otázku: „Cihla, anebo beton?“. Jedná se samozřejmě o zažitý předsudek, že cihla je vhodná pro rodinné domky a pro „velké“ opravdové stavby se lépe hodí beton. Slyšel jsem i argumenty, že cihla má menší modul pružnosti, a tím pádem si i více „sedá“. Samozřejmě o hodnotách smrštění a dotvarování typických pro beton se nezmiňují.

Odborná veřejnost naštěstí již před nějakou dobou překonala předsudky pro vícepodlažní budovy z keramického zdiva a stále častěji můžeme vidět „červené“ až osmipodlažní bytové domy. Dalo by se až říci, že nová sídliště nám začínají červenat. Zatímco u nás v ČR jsou tyto domy obvykle ještě zateplovány, v zahraničí jsou již častěji vidět bytové domy bez zateplovacích systémů. Dochází zde dokonce k dělení konstrukce podle následného komerčního použití. Např. při výstavbě nových bytů na okraji Vídně volil developer dva typy obvodových plášťů (obr. 1 ). Pro domy, kde dojde k rozprodání bytových jednotek jednotlivým uživatelům, zvolil levnější variantu s ETICS, tj. tenčí zdivo + tepelnou izolaci. Naopak pro domy, které si hodlá ponechat a v budoucnu je chce pouze pronajímat, zvolil jednovrstvé zdivo (Porotherm 50T Profi) bez dalšího nutného kontaktního zateplení, jelikož zdivo z cihelného bloku dosahuje velmi nízkých hodnot součinitele prostupu tepla. Myslím, že zde již není třeba dalšího komentáře – u domů na prodej volí co nejnižší cenu, u domů na pronájem volí kvalitu a životnost. A s tím souvisí i náklady v budoucnu. A za vším jsou peníze – a nikoliv v krátkodobém, ale v dlouhodobém horizontu. To, že keramické zdivo je zajímavé i z hlediska okamžitých nákladů již během samotné realizace, teď popíši v tomto článku.

Jako podklad pro toto porovnání nám posloužil již realizovaný bytový dům v Praze na Střížkově (obr. 2). Konstrukčně byl původně navržen jako stěnový železobetonový systém (obr. 3). Ve finální části projektové přípravy jsme byli požádáni o posouzení možnosti záměny železobetonových stěn cihelnými v maximálně možném rozsahu (viz článek Vícepodlažní budovy z cihelného zdiva, Materiály pro stavbu 6/15, s. 48). 

Stropní systém je převážně z panelů a po obvodě podél balkónů z monolitu (obr. 4). Při změně nosné konstrukce na cihelnou zde nebylo třeba provádět změny, stropní systém tedy zůstal beze změn. Ustupující poslední podlaží s terasami bylo od počátku navrženo kompletně z cihel.

Požadavek dodavatele byl v maximálně možném rozsahu využít zdiva Porotherm 25 SK Profi doplněné zateplením (14 cm). Toto zdivo se v nižších podlažích (směrem od 8. NP dolů) ve více zatížených prvcích ukázalo jako nedostatečně únosné pro tento typ budovy a muselo se přejít na únosnější variantu Porotherm 24 P+D (P15; M10). Dodavatel pak kvůli vyloučení záměny na stavbě raději realizoval vše v únosnější variantě. V nižších podlažích bylo dokonce třeba přejít u obvodového zdiva u více exponovaných prvcích na akustické zdivo Porotherm 25 AKU SYM (P20; M15). 

Vnitřní železobetonové stěny byly nahrazeny též zdivem Porotherm 25 AKU SYM – zde ale bylo zvětšení tloušťky z 20 cm u železobetonu nutné z důvodu akustiky, nikoliv z potřeby zvýšit únosnost zdiva, protože rezerva v únosnosti zde byla značná

Přestože u obvodového zdiva došlo ke zmenšení účinné plochy obvodových stěn vlivem oken a dveří na balkón na 48 % „ideální“ plochy, zdivo z cihel Porotherm 25 AKU SYM vyhovělo. Zde bych pouze podotknul, že u takto zateplené konstrukce se vždy pozastavuji nad požadavkem zateplovat ještě víc stropní desku. Tak dochází nejen ke zmenšení účinné plochy stěny, ale navíc i k vykonzolování zdiva (zde původně o 4 cm) a tím i ke vzniku extrémního smykového napětí na hraně beton–stěna (obr. 5). Přestože bylo nakonec dohodnuto zmenšení na 2 cm, myslím si, že u výškových budov by se měla upřednostňovat statika před tepelnou technikou. Určitě by šlo dosáhnout požadovaných hodnot použitím jiné kvalitnější izolace v pruhu podél stropní desky nehledě na skutečnost, že u akustické stěny zděné na cementovou maltu nelze asi předpokládat výrazně lepší hodnoty tepelného odporu oproti železobetonu. Kromě extrémního smykového napětí pak dochází i ke snížení účinné plochy a tím i únosnosti (u 25 cm tlusté stěny znamenají 4 cm zateplení stropu snížení únosnosti o 16 % a to rozhodně není málo). O tom, že to „lze“ řešit i bez zvětšení izolace podél stropů, jsem se přesvědčil již u několika bytových domů, kde se zateplení realizuje pouze v jedné tloušťce po celé ploše fasády (obr. 6).

Při posouzení dle Eurokódu 6: Navrhování zděných konstrukcí je obvykle nejproblematičtější „málo“ zatížené obvodové zdivo. I zde bylo u bočního štítu prakticky bez oken paradoxně nutné zachovat železobetonovou konstrukci (viz obr. 6 – šedivá stěna). Je to dáno velkou excentricitou vyvolanou malým svislým zatížením (panely rovnoběžné s fasádou) v kombinaci s ohybovým momentem od větru a vlivem pruhu spolupůsobící stropní desky.

U 1. a 2. NP (garáže) zůstal jako nosná konstrukce železobetonový skelet a keramické zdivo zde bylo použito pouze jako výplňové. To se projevilo i u ustupující obvodové stěny ve 3. NP, která působí jako železobetonový stěnový průvlak nad garážemi (obr. 7 – šedivý pruh). Z důvodu prefabrikace byla zachována železobetonová konstrukce kolem schodišť. 

Rozsah použití keramického zdiva je zřejmý z obr. 7 (pohled z hlavní ulice a postranní štíty) a obr. 8 (pohled z druhé, „parkové“ strany), kde červená barva značí použití cihelného zdiva a šedivá použití železobetonu. Zlom fasády je naznačen tlustou čerchovanou čarou. 

Porovnání investičních nákladů obou variant
Na základě těchto vstupních údajů bylo provedeno finanční porovnání varianty se železobetonovou a se zděnou konstrukcí. Přestože ve vyšších podlažích již bylo akustické zdivo kombinováno s levnějším zdivem Porotherm 25 P+D, pro zjednodušení byla ve všech podlažích uvažována dražší varianta cihel Porotherm 25 AKU SYM na veškeré nosné zdivo. Jde tedy o nejdražší možnou variantu zdiva (akustické zdivo) – použijeme-li terminologii statiky, jsme i po finanční stránce co se týče cihel „na straně  bezpečnosti“. Cena vyjadřuje pouze úspory dosažené záměnou železobetonu za zdivo včetně potřebných navazujících konstrukcí (překlady). Ani v jedné variantě nejsou uvažovány navazující práce (omítky, zateplení) – opět ale lze předpokládat, že realizace těchto prací je pro keramické zdivo jednodušší, a tím i levnější. 

Dosažené minimální úspory jsou uvedeny v tabulce 1. Z porovnání je zřejmé, že i při zmíněné opatrnosti jsou finanční úspory u tohoto bytového domu téměř 2 mil. korun. K tomu je třeba ještě třeba přičíst zjednodušený pohyb na stavbě (bez konstrukce bednění) a možnost pracovat najednou na „celé“ ploše stavby. O časových úsporách a o možnosti minimalizovat nutnost použití specializovaných firem není asi třeba dále debatovat. 

Tabulka: Porovnání nákladů na nosnou konstrukci ze železobetonu a z -keramického zdiva [Kč]

Z výše uvedeného je zřejmé, že i v ČR lze očekávat nárůst celokeramických bytových domů stejně jako tomu již je v SRN a Rakousku.  

IVO PETRÁŠEK
foto archiv autora

Ing. Ivo Petrášek (*1960)
je autorizovaným inženýrem pro pozemní stavby, statiku a dynamiku staveb. Pracuje  jako statik u firmy Wienerberger cihlářský průmysl, a. s.