Nápady a objevy

20. června 2017

Střechu VIDA centra monitoruje online systém. Upozorní, kdy odklidit sníh

Odborníci funkčnost systému otestovali pomocí zatížení střechy káděmi s vodou | Autor: archiv Františka Girgleho

Demolice či velmi nákladné opravy hrozily střeše bývalého pavilonu D na brněnském výstavišti, kde dnes sídlí zábavní vědecký park VIDA. Střešní konstrukce ze sedmdesátých let už totiž nesplňovala požadavky stávajících norem. Odborníkům z Fakulty stavební VUT se ale podařilo vymyslet unikátní systém, díky kterému je střecha neustále monitorovaná. O jakémkoliv možném nebezpečí jsou tak správci budovy okamžitě informováni. Systém jim například sám hlásí, kdy je potřeba odklidit sníh či odstranit námrazu.

Před více než sedmi lety vznikla myšlenka na vytvoření vědeckého centra pro rodiny s dětmi. Stát mělo v jednom z bývalých pavilonů brněnského výstaviště. Ten ovšem vznikl v sedmdesátých letech podle zcela jiných stavebních norem, než platí dnes. „Při rekonstrukci tak najednou projektant stál před rozhodnutím, co dál. Dnes máme totiž přísnější nároky na spolehlivost objektů a velké množství především lehkých střešních konstrukcí je nesplňuje. Když to řeknu zjednodušeně, většinou to není tak, že by fyzicky najednou konstrukce byla nevhodná, ale ‚papírově‘ nevyhovuje, nesplňuje už nároky nových norem. Původně se například zatížení sněhem určovalo na sněhovou pokrývku, jejíž pravděpodobnost výskytu je přibližně jednou za deset let, nově za padesát. A je logicky pravděpodobnější, že jednou za půl století napadne vyšší množství sněhu, než v rozmezí jedné dekády,“ popsal jeden z autorů monitorovacího systému František Girgle z Fakulty stavební VUT.

Odborníci z FAST VUT v čele s Petrem Štěpánkem ve spolupráci s Ústavem aplikované mechaniky Vítkovice proto začali hledat řešení, které by nevyžadovalo klasické zesilování konstrukce. „To totiž znamená tuny materiálu navíc, čímž se samozřejmě celá stavba ještě více zatíží a také významně prodraží,“ podotkl Girgle. Odpovědí na otázku, jak problém vyřešit elegantněji, bylo nakonec takzvané aktivní řízení rizik při provozu objektu. „To znamená, že máte objekt pod kontrolou. Sledujete ho. Díky tomu je pak člověk schopný reagovat v reálném čase na to, co se s budovou děje. Když tedy například napadne hodně sněhu, systém to vyhodnotí a případně vás varuje, že už se blíží kritická hranice. Že hrozí nebezpečí. V ten moment zaměstnanci vědí, že musí jít sníh rychle odklidit,“ vysvětlil Girgle.

Čidla jsou umístěna na nejvíc namáhaných částech konstrukce | Autor: archiv Františka Girgleho

Podobný systém využívá i ostravské letiště. To ovšem nedostává informace o stavu konstrukce ihned. „Na letišti v Mošnově dochází ke sběru aktuálních dat, která jsou následně vyhodnocována. Systém ovšem obsluze zatím nedává údaje on-line,“ upřesnil Girgle. Ačkoliv je podle něj monitorovací systém použitelný všude, lépe se hodí pro lehčí konstrukce, kterým hrozí přetížení krátkodobou zátěží. „Ideální jsou například velkorozponové střechy pavilonů, výstavních hal či sportovišť. Lze ho také použít na přímo pochozí konstrukce – stropy a střechy objektů s velkou koncentrací lidí. Například na restaurace se střešními terasami, prostory výstavních sálů nebo nákupní centra. Vždy se ale projekt musí upravit pro konkrétní objekt. Je potřeba zmapovat historii konstrukce, jak byla navržena a provedena, co má za sebou. Myšlenka je tedy obecně platná a široce použitelná, nelze ji ale pouze bezmyšlenkovitě kopírovat,“ upozornil Girgle.

Projekt monitorování zatížení střech byl řešen pod záštitou Technologické agentury ČR v období let 2012 až 2015. Přesto František Girgle přiznává, že skutečnou zátěžovou zkouškou prošel systém až letos v zimě. „Dva roky byly poměrně mírné zimy s malým množstvím sněhu. Až letošní sezóna přinesla tolik sněhu, že náš systém skutečně prověřila. Obstál. Dobře indikoval poměrně velkou zátěž střešní konstrukce a upozornil obsluhu, když už bylo třeba věnovat tomu pozornost,“ uvedl Girgle.

Systém monitoruje i stárnutí a prohýbání konstrukce | Autor: archiv Františka Girgleho

V delším časovém úseku umožňuje systém kromě přetížení sledovat i takové věci, jako je působení provozu či vliv oslunění na vlastnosti a bezpečnost konstrukce. „Správci budov tak snáze mohou pozorovat, jak rychle monitorovaný objekt stárne a degraduje,“ vysvětlil Girgle s tím, že oni sami díky projektu získali velké množství dat o chování střechy i celé budovy. Poslouží jim k vylepšení systému i návrhům dalších možných řešení.

O systém projevili zájem i někteří průmysloví giganti, například společnost ČEZ. Ta spravuje řadu objektů, jejichž bezpečnost provozu by právě monitorovací systém mohl pomoci zvýšit. Obecně se pak o systém zajímají především společnosti, které mají na starosti správu objektů. „Naše řešení totiž může velmi šetřit náklady na provoz. Říká vám, jak se konstrukce v průběhu času mění, jak a na co reaguje,“ popsal Girgle s tím, že se o něj zajímají také pojišťovny. V budoucnu by tak to, že se člověk o budovu průběžně stará a sleduje ji, mohlo snížit náklady na pojištění.

(zep)

TémataFakulta stavební AdMaS Střecha Komerční využití