Výstavba kruhových monolitických železobetonových nádrží sloužících jako skelety pro fermentory a dofermentory bioplynových stanic

Všeobecně

Koncern WOLF SYSTEM je stavebně-strojní firma. Stavební část produkce představuje výstavbu několika set nádrží v železobetonovém provedení během jednoho roku. Rozsahem činnosti a specializací patří firma k jedněm z nejvýznamnějších podnikatelských subjektů ve svém oboru v Evropě. Na základě zahraničních zkušeností a přenesením praxe z koncernového uspořádání WOLF SYSTEM GROUP na podmínky České republiky je realizována inovace technologického postupu zaměřeného na výstavbu skeletu nádrží i pro bioplynové stanice.

V současné době jsou to  stávající bioplynové stanice se stabilizujícím prvkem řady zemědělských podniků. Fermentory, dofermentory a skladovací nádrže byly firmou WOLF SYSTEM spol. s r.o. CZ postaveny v letech 2006-2011 téměř u sta bioplynových stanic. Monolitické kruhové železobetonové nádrže WOLF SYSTEM pro bioplynové stanice splňují požadavky konstrukční stability, nosnosti a vibrační odolnosti pro instalaci potřebných technologických prvků. Stavějí se podle typu technologie, požadovaného výkonu a optimálního stavebního uspořádání v provedení se stropní deskou, systém „kruh v kruhu“, otevřené nebo se zakrytím plachtou, plnící současně funkci plynojemu, apod. Nezbytnou součástí je vnitřní ochrana betonu pomocí fólie a vnější zateplení, které v provozu chrání konstrukci před agresivními účinky metanu.

Z důvodu omezení teplotních rozdílů na vnější a vnitřní straně stěny fermentoru je používána tepelná izolace extrudovaným polystyrenem, kterou též lze při zhotovování stěny včetně ochranné fólie vložit do bednění. Kruhové monolitické železobetonové jímky a nádrže jsou stavěny přímo na místě pomocí variabilního kovového bednění. Nádrže představují železobetonový monolit. Podle údajů projektu zajišťuje firma v souladu s platnými normami pro každou nádrž (základová deska, stěna a popř. zastropení) prováděcí dokumentaci (řez a půdorys nádrže), statický propočet, armovací plán a ručí za správnost jejich vyhotovení.

Komponenty

Prvky vkládané do stavby

• vodonepropustný beton, armovací sítě, armovací žebírková ocel, distanční prvky
• pryžová pásová těsnící izolace
• vnitřní ochranná fólie
• vnější zateplení extrudovaným polystyrenem

Kovové kruhové bednění – podnikové typové technické označení

Typ	průměr železobet. staveb
Typ 3	2,5 – 3,5 m
Typ 3,5	3,0 – 4,5 m
Typ 7	4,5 – 10,0 m
Typ 12	6,0 – 24,0 m
Typ 24	15,0 – 50,0 m
Rozměr bednících tabulí	100 x 80 cm
Hmotnost bednící tabule	40 kg

Příprava před realizací v rámci technologického postupu

Zástupce firmy WOLF SYSTEM převezme připravenou spodní stavbu s vytyčením středového bodu budoucí jímky a označení výškového bodu + 0,00 zkontroluje následující prvky. V souladu s výkopovými plány a projektovou dokumentací provede zaměření rovinnosti podkladového betonu s (tolerancí + 1,0 cm) event. zhutněného štěrkopískového podloží. Zkontroluje založení spodní stavby jímky podle výsledku hydrogeologického průzkumu a PD, a zda inženýrské sítě ležící blízko stavby (podzemní a nadzemní, např. voda, plyn, proud, telefon atd.) jsou zabezpečeny proti poškození nebo v nejnutnějším případě před začátkem stavby přeloženy. Zkontroluje požadovanou únosnost podloží, která musí dosahovat minimálně 150 kPa pro otevřené nádrže a 200 kPa pro nádrže se stropní deskou. V případě instalace tepelné izolace pod dnem fermentoru, musí tato vykazovat stejnou únosnost jako únosnost podloží, tj. min. 150 kPa u otevřené nádrže a min. 200 kPa při zastropené nádrži. Požadovaná hodnota Edef2 podloží musí vykazovat minimální hodnotu 65 MPa s poměrem modulů Edef2 /Edef1 < 2,5. Současně investorem a budoucím uživatelem musí být zajištěno, že teplotní rozdíl stěny (vnitřní a vnější prostředí) bude maximálně 10 °C , tzn. dostatečná tepelná izolace v případě použití nádrže jako fermentor nebo dofermentor.

Realizace

Na připravené a zkontrolované stavební ploše (podkladním betonu) se armuje kruhová základová deska se zahloubením pro opěrný sloup dle armovacího plánu. Pro vyztužení konstrukce nádrže je používána žebírková armovací ocel ve formě svařovaných kari sítí a ocelových tyčí 10 505 R, které jsou doloženy hutními certifikáty. Armovací sítě jsou pomocí distančních prvků umístěny tak, aby bylo zajištěno jejich odpovídající krytí betonem. Před a při betonáži základové desky se kontroluje rovinnost a výškové kóty laserovým měřicím přístrojem. K betonování je používán výhradně vodostavební beton. Kvalita (složení a atesty) betonové směsi a plynulost dodávek v potřebném množství jsou před zahájením stavby pečlivě prověřovány.

Výběr dodávek je zajišťován od nejblíže vhodného výrobce betonu v dané lokalitě a je prováděna zpravidla ze tří betonárek. Beton je do postaveného ocelového bednění ukládán mobilním čerpadlem betonové směsi. Zhutnění je prováděno vibračním přístrojem. V místě budoucího obvodu stěny se vkládá zdvojená pryžová těsnící vložka a spojovací armatura. Stěnové, ocelové vnější a vnitřní bednící tabule jsou sestaveny tak, že vytváří kruhovou stěnu. Tato stěna je konstrukčně stabilní a nevyžaduje žádného vzájemného propojení. Konstrukce ocelových bednících tabulí zajišťuje lehkou manipulaci a bezpečné spojování pomocí ocelových zámků a klínů. Ocelové bednění se u nádrží velkého průměru zpravidla staví do výšky v 2,0 m úsecích. Vnitřní bednění je zafixováno horizontálními a vertikálními nástrčnými vzpěrami, současně sloužící jako pochozí lávka po celém obvodu postaveného bednění. Mezi spojenými bednícími tabulemi, jež tvoří vnější a vnitřní stěnu, se vkládají armovací sítě (dle armovacího plánu), ostatní armovací a distanční prvky, které zajišťují odpovídající krytí výztuže betonem.

Pro zajištění sekundární ochrany betonu se vkládá do bednění

• k vnější straně zámkový, extrudovaný polystyren, sloužící jako tepelná izolace
• k vnitřní straně PE fólie, která slouží jako ochrana betonu a zaručuje zvýšení plynotěsnosti nádrže

Betonáž stěny proběhne v taktech dle dané výšky. Pro snadné odbedňování se na obě vnitřní strany bednění nanáší nástřikem odbedňovací olej. Při odbedňování stěny nádrže je nejprve demontováno vnitřní bednění, následně pak vnější. Další pracovní spáry ve stěně jsou zabezpečeny obdobně jako v místě styku základové desky a stěny.

Inovace technologického postupu

Vnitřní ochrana betonu

Fólie slouží ke zvýšení plynotěsnosti železobetonové monolitické konstrukce současně v prostoru vývinu plynu jako ochrana betonové stěny před agresivními účinky metanu. Jedná se o speciální fólii, která má jednu stranu hladkou a druhou zvrásněnou (s drobnými „kudrlinkami“) pro snadné zachycení v betonové směsi, která je čerpadlem ukládána do bednění. Fólie se současně klade na podbednění stropní desky a okolo středového podpůrného sloupu. Následně se na styku stěny a stropu fólie svařuje speciálním natavovacím agregátem. Taktéž se fólie svařuje na vnitřní stěně a před armováním na stropní desce.

Zateplovací extrudovaný polystyren

Zateplovací extrudovaný polystyren je ukládán v tabulích, které jsou opatřeny speciálními zámky. Po odstranění bednění pak tyto zámky drží polystyrenové desky pohromadě po celém vnějším obvodu stěny. Může se dodávat v tloušťkách 6,0 – 20,0 cm podle náročnosti požadovaného zateplení fermentoru a dofermentoru. U těchto tepelných izolací není nutno (jako u obyčejného obkladového polystyrenu) používat kotevní prvky, ale díky vyfrézovaným žlábkům se tato teplená izolace dokonale spojí s litou betonovou monolitickou konstrukcí.

Shrnutí a závěr

Tyto dva druhy ochrany betonu – tepelná (z vnější strany) a protiagresivní (z vnitřní strany) splňují náročné požadavky kladené na fermentory a dofermentory bioplynových stanic. Tento způsob vkládání ochrany a tepelné izolace přímo do bednění je umožněn díky patentovanému ocelovému bednění WOLF SYSTEM. Ušetří se pracovní čas, tzn. nemusí se tyto výše uvedené technologické postupy realizovat v následujících krocích až po odbednění celých nádrží, ale mohou se provádět přímo v bednícím procesu. Tímto technologických postupem dojde k úsporám nákladů (stavba lešení uvnitř a vně apod.) na vícepráce ve výškách, protože se nádrže budují do výšek 6,0 - 9,0 m a o průměrech až 40,0 m. U dofermentorů s proměnnou výškou hladiny se stěna chrání fólií po celé výšce. Používané produkty inovačního technologického postupu (fólie a zámkový extrudovaný polystyren) zajišťuje firma WOLF SYSTEM od různých výrobců převážně původem z Německa a Rakouska. U těchto dodavatelských firem jsou výše uvedené komponenty připravovány na základě zadávacích projektových parametrů ve vazbě na jednotlivé rozměry nádrží. Tyto prvky splňují požadavky české legislativy a legislativy EU.

Tweet

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu

Biometan se vyplatí a má budoucnost