CZ25483U1 - Osvětlovací a větrací šachta - Google Patents

Description

Technické řešení se týká osvětlovací a větrací šachty, zejména pro okna v suterénních stěnách pozemních staveb.

Dosavadní stav techniky

Konstrukce sloužící pro zajištění přirozeného osvětlení a odvětrání suterénních prostor se v pozemních stavbách používají již několik staletí. Základním principem těchto konstrukcí je umožnění provedení okenních, případně dveřních, otvorů v obvodové stěně, která je situována, zcela nebo částečně, pod úrovní přilehlého terénu. V zásadě lze tyto konstrukce rozdělit do dvou hlavních skupin na větší tzv. anglické dvorky a na menší osvětlovací a větrací šachty. Tzv. anglické dvorky se vyznačují tím, že je jejich spodní úroveň, tj. pochozí plocha, ve stejné výškové úrovni jako podlaha podzemního podlaží budovy. Díky tomu je možné z interiéru budovy vstupovat přímo do prostoru tohoto anglického dvorku, ze kterého je dále možné pokračovat až na uliční úroveň -pomocí schodiště, které je obvykle součástí konstrukce tohoto anglického vzorku. Osvětlovací a větrací šachty jsou v porovnání s těmito anglickými dvorky celkově menší konstrukce, jejichž spodní úroveň nedosahuje hloubkové úrovně podlahy podzemního podlaží a nelze z nich vstupovat do objektu. Tyto šachty slouží pouze pro umožnění provedení okenního otvoru v suterénní stěně. Účelem osvětlovacích a větracích šachet je tedy zajištění přirozeného osvětlení a větrání suterénních prostor, případně zajištění dalších funkcí, jako např. umožnění vyústění vzduchotechniky apod.

Osvětlovací a větrací šachty lze dále rozdělit do dvou skupin, na šachty pevně přikotvené k suterénní stěně a na šachty oddilatované od objektu. U šachet pevně spojených s objektem v současnosti trhu dominují malé lehké plastové šachty, jejichž součástí mohou být i přídavné nástavce, kterými lze zvýšit výšku šachty tak, aby jí bylo možné navrhnout i pro hlouběji situované okenní otvory. Nevýhodou těchto plastových šachet jsou především jejich malé rozměry, zejména pak malá šířka šachty ve směru kolmo na suterénní stěnu. Důsledkem toho je velmi nízká úroveň denního osvětlení suterénních prostor, která je tak typickým nedostatkem plastových šachet světlo proniká k oknu pouze úzkou štěrbinou. V případě použití šachty s nástavcem - pro hlouběji situované okno, je tento nedostatek ještě výraznější.

U osvětlovacích a větracích šachet oddilatovaných od objektu je situace poněkud rozmanitější. Oddilatované šachty se nejčastěji provádějí jako zděné konstrukce s železobetonovým dnem. Zdivo bývá v současnosti realizováno buď z betonových tvárnic tzv. ztraceného bednění - prolévané tvárnice, nebo z těžkých vápenopískových bloků nebo vápenopískových cihel. Ochrana těchto šachet proti pronikání vody a vlhkosti z podloží je vždy problematická. Obvykle bývá zajištěna pomocí povlakových hydroizolací, aplikovaných na vnější straně konstrukce, často však bývá hydroizolační ochrana zcela opominuta, neboť oddilatovaná šachta není součástí hydroizolační obálky spodní stavby. V takovém případě je zdivo vystaveno přímému působení zemní vlhkosti, což má negativní dopad na trvanlivost šachty. Dalším častým konstrukčním řešením oddilatovaných osvětlovacích šachet je provedení z monolitického železobetonu. To je z hlediska trvanlivosti lepší řešení než zděná šachta, avšak zároveň se jedná o finančně i technologicky náročnější variantu. Problémem monolitických železobetonových šachet bývá trvanlivost betonu, neboť vnitřní povrch šachty je vystaven povětmosti - déšť, sníh, mráz, a vnější povrch působení zemní vlhkosti. Takto nepříznivá expozice vede k enormním nárokům na kvalitu a trvanlivost použitého betonu, které nelze splnit s použitím běžných betonů. Důležitá je také kvalita provedení, což není snadné v podmínkách dnešní stavební výroby vždy zajistit.

Výhodou zděných i betonových osvětlovacích šachet je jejich masivní konstrukce, která umožňuje provádět šachty větších rozměrů v porovnání s plastovými šachtami. Dále jsou tyto šachty mnohem odolnější proti mechanickým poškozením, způsobeným např. pohybem dopravních prostředků v blízkosti šachty, např. přilehlá parkovací plocha, apod. Naopak nevýhodou zděných a betonových šachet v porovnání s plastovými šachtami je nižší trvanlivost. Zdivo i beton jsou

- 1 CZ 25483 Ul silikátové materiály s otevřenou pórovou strukturou, podléhající v dlouhodobém časovém horizontu degradaci vlivem působení vlhkosti. Další významnou nevýhodou zděných a betonových šachet je podstatně vyšší technologická náročnost při provádění, neboť se jedná o tzv. mokré procesy stavební výroby, zahrnující technologické pauzy apod. Z hlediska jednoduchosti provádění jsou tedy jednoznačně lepším řešením plastové šachty.

Z výše uvedeného je patrné, že obě skupiny osvětlovacích a větracích šachet - plastové vs. betonové a zděné, mají své výhody i nevýhody a nelze tedy stanovit, které z uvedených řešení je obecně nej lepší.

Rovněž jsou známa řešení, uvedená v patentech č. 216420 - Vodotěsná montovaná šachta, V. Harušťák, č. 216865 - Celostěnová panelová šachta, V. Harušťák a č. 225157 - Prefabrikovaná kanalizační šachta, V. Kuderavý. Tyto patenty uvádějí řešení šachty složené z více segmentů, např. šachta v patentu č. 216420 je složena ze 16 prefabrikovaných desek plus spojovací prostředky. Navíc předmětem všech uvedených tří patentových řešení jsou šachty určené pro inženýrské sítě s uzavřeným stropem, nejedná se tedy o osvětlovací a větrací šachty určené pro pozemní stavby.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny osvětlovací a větrací šachta, zejména pro okna v suterénních stěnách pozemních staveb, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je šachta tvořená prefabrikátem obsahujícím dno a alespoň jednu stěnu opatřenou oky pro jeho osazení do stavební jámy v místě okenního otvoru v suterénní stěně objektu. Šachta je s výhodou zhotovena z betonu s krystalizaění příměsí, který má vodonepropustnou mikrostrukturou, vzniklou v důsledku sekundární krystalizace, která proběhne v betonu díky přítomnosti krystalizaění příměsi.

Dno může mít tvarovanou vnitřní spodní vodorovnou plochu ve třech rovinách pro odtok dešťové vody odtokovým otvorem. Šachta tvořená dnem a třemi stěnami je s výhodou opatřena čtyřmi závěsnými oky v homí části bočních stěn, které jsou umístěny jako zcela zapuštěné ve speciálních prohlubních, přičemž tyto prohlubně jsou po osazení šachty do výkopové jámy vyplněny cementovou maltou s krystalizaění příměsí.

Šachta je oddilatovaná od objektu pro zabránění vytvoření tepelného mostu mezi šachtou a obvodovou suterénní stěnou objektu. Dno šachty je ve výhodném provedení pod parapetem minimálně ve vzdálenosti 100 mm. Na horním okraji stěn šachty může být umístěna ochranná mříž. Homí okraj stěn šachty je s výhodou umístěn minimálně 40 mm nad úrovní okolního terénu.

Základním principem tohoto technického řešení je vývoj zcela nové konstrukce osvětlovací a větrací šachty, která si klade za cíl spojit výhody plastových a monolitických betonových šachet a současně minimalizovat jejich nevýhody. Předmětem technického řešení je celoprefabrikovaná železobetonová šachta, která v sobě spojuje výhody rychlé montáže a vysoké trvanlivosti, které jsou typické pro plastové šachty, s výhodami větších rozměrů a vyšší mechanické odolnosti, které jsou typické pro železobetonové monolitické šachty. Zcela unikátní je celoprefabrikované provedení šachty, které se tak výrazně liší od předchozích obdobných prefabrikovaných šachet určených ale pro jiné účely.

Hlavní výhodou celoprefabrikované koncepce šachty je rychlost a jednoduchost při provádění, oproti současným zděným a monolitickým šachtám, při zachování variability rozměrů a vysoké mechanické odolnosti konstrukce. Celoprefabrikované řešení navíc zajišťuje vysokou kvalitu provedení šachty - betonáž je prováděna ve výrobním závodě a nezávislost na klimatických podmínkách při montáži.

Při vývoji nové šachty byl kladen velký důraz na trvanlivost této konstrukce v porovnání s konstrukcemi ze zdivá nebo z běžně používaných betonů. Proto je prefabrikovaná šachta navržena z betonu s krystalizaění příměsí, který má uzavřenou pórovou strukturu - v oblasti kapilárně aktivních pórů, a zajistí tak mimořádně vysokou odolnost betonu proti pronikání vlhkosti z okolního terénu i proti působení povětmosti uvnitř šachty - déšť, sníh, mráz. Díky tomu není třeba navrho-2 CZ 25483 Ul vat žádnou přídavnou hydroizolační ochranu šachty ve formě povlakových hydroizolací, která by znamenala podstatné navýšení celkové technologické náročnosti při provádění. Výhodou nové šachty tak zůstává celkově vysoká rychlost a jednoduchost při provádění.

Podstatou technického řešení je železobetonový prefabrikát krabicového tvaru, který se vyznačuje tím, že je tvořen pouze jediným kusem, bez jakýchkoliv dalších přídavných součástí. Prefabrikát má tvar přibližné krychle, která má však pouze 4 stěny - směrem k objektu a směrem nahoru je krychle otevřená. Rozměry výrobku je možné upravit v závislosti na podmínkách zabudování velikost okna, hloubka okna pod úrovní terénu. Dno šachty je provedeno jako spádované do tří rovin, které se svažují ke střední části vnější svislé stěny šachty, kde je umístěn odtokový otvor pro odvod dešťové vody, dopadající na dno šachty. Na otvor navazuje z vnější strany odpadní potrubí, zaústěné do kanalizačního řadu, nebo případně do drenážního potrubí. Spád dna šachty je vytvořen v rámci prefabrikátu.

Pro manipulaci zvedacím prostředkem je prefabrikát opatřen čtyřmi závěsnými oky v horní části bočních stěn, které jsou umístěny jako zcela zapuštěné, z pohledu vnějšího povrchu šachty, ve speciálních prohlubních. Tyto prohlubně budou po osazení šachty do výkopové jámy vyplněny cementovou maltou s krystalizační příměsí, aby nedošlo k estetickému narušení konstrukce. Pro správnou funkci šachty je třeba před osazením šachty do výkopu provést pod budoucím dnem šachty zhutněné štěrkopískové lože, minimálně ve dvou vrstvách o různých frakcích tak, aby nedocházelo k nadměrnému sedání šachty. Okraj šachty by měl po jejím zabudování - zasypání zeminou, převyšovat o 30 až 50 mm okolní terén tak, aby nedocházelo k zatékání povrchové vody do šachty. V případě potřeby je možné osadit šachtu vodorovnou ocelovou mříží, která může sloužit jako ochrana proti pádu osob a zvířat do prostoru šachty.

Prefabrikovanou šachtu je možné použít i při rekonstrukci stávající zděné osvětlovací a větrací šachty, která je ve špatném technickém stavu. Po vybourání konstrukce původní šachty lze do takto vzniklé malé stavební jámy přímo osadit prefabrikovanou šachtu, po předchozí úpravě dna stavební jámy, viz výše. V případě, že původní šachta měla odtokový otvor umístěn ve spodní ploše, je možné vyrobit pro tyto účely prefabrikovanou šachtu s odlišně řešeným spádováním dna tak, aby bylo možné napojit odtokový otvor šachty do původního potrubí.

Šachta má univerzální rozměry dle přání zákazníka, umožňující osazení šachty k libovolně velkému okennímu otvoru v suterénní stěně. Limitující je pouze hmotnost prefabrikátu ve vztahu k únosnosti zvedacího prostředku.

Osvětlovací a větrací šachta umožňuje provedení velké šířky vnitřního prostoru šachty - kolmo ke stěně objektu, a tím umožňuje podstatně vyšší úroveň denního osvětlení v suterénní místnosti než současné plastové prefabrikované osvětlovací šachty.

Objasnění obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže objasněno pomocí příkladů provedení zobrazených na přiložených výkresech. Na Obr. 1 je v řezu uvedeno příkladné provedení osazení prefabrikované osvětlovací a větrací šachty u okna v suterénní stěně nově budovaného objektu. Na Obr. 2a až 2c je znázorněna prefabrikovaná osvětlovací a větrací šachta ve třech zobrazeních - pohled shora, podélný řez a příčný řez.

Příklady uskutečnění technického řešení

Na Obr. 1 je v příkladném provedení znázorněno provedení prefabrikované osvětlovací a větrací šachty I u okna 2 v suterénní stěně 3 nově budovaného objektu. Prefabrikovaná šachta 1, vyrobená z vodonepropustného betonu s krystalizační příměsí je osazena na štěrkopískové lože 4 minimálně ve dvou vrstvách o různých frakcích tak, aby nedocházelo k nadměrnému sedání šachty 1. Okraj 5 šachty I, po jejím zabudování a zasypání zeminou, převyšuje o cca 50 mm okolní terén 6 tak, aby nedocházelo k zatékání povrchové vody do šachty I. V případě potřeby je možné osadit šachtu 1 vodorovnou ocelovou mříží 7 proti pádu osob a zvířat do prostoru šachty

1. Dno 8 šachty I je provedeno jako spádované do tří rovin, které se svažují ke střední části

-3CZ 25483 Ul vnější stěny šachty i, kde je umístěn odtokový otvor 9 pro odvod dešťové vody, dopadající na dno 8 šachty L Spád dna 8 šachty I je vytvořen v rámci prefabrikátu. Na otvor 9 navazuje z vnější strany odpadní potrubí 10, zaústěné do kanalizačního řadu, nebo případně do drenážního potrubí. Šachta Ije výškově osazena tak, aby povrch parapetu II okenního otvoru byl minimálně

100 mm nad povrchem dna 8 šachty I. Pro manipulaci zvedacím prostředkem je šachta I opatřena čtyřmi závěsnými oky 12 v horní části bočních stěn. Závěsná oka 12 jsou umístěna jako zcela zapuštěná, z pohledu vnějšího povrchu šachty I, ve speciálních prohlubních 13, které budou po osazení šachty I do výkopové jámy vyplněny cementovou maltou s krystalizační příměsí. Šachta I má obvykle tři stěny, ale být vytvořena i jako delší z několika dílů, kdy krajní díly mají io dvě stěny a vložené díly pouze jednu stěnu. Takto vytvořená šachta I je opatřena dodatečnou izolací. Obvyklé rozměry šachty jsou 1000 x 1000 x 1000 mm.

Průmyslová využitelnost

Prefabrikovaná osvětlovací a větrací šachta podle tohoto technického řešení je využitelná ve stavebnictví, v oblasti pozemních staveb a to nejen u novostaveb, ale i při rekonstrukcích starších objektů.

Claims (8)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Osvětlovací a větrací šachta, zejména pro okna v suterénních stěnách pozemních staveb, vyznačující se tím, že je tvořena prefabrikátem obsahujícím dno (8) a alespoň jednu stěnu opatřenou oky (12) pro jeho osazení do stavební jámy v místě okenního otvoru v suterénní

20 stěně (3) objektu.

2. Osvětlovací a větrací šachta podle nároku 1, vyznačující se tím, že je zhotovena z betonu s krystalizační příměsí, který má vodonepropustnou mikrostrukturou, vzniklou v důsledku sekundární krystalizace, která proběhne v betonu díky přítomnosti krystalizační příměsi.

25

3. Osvětlovací a větrací šachta podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dno (8) má tvarovanou vnitřní spodní vodorovnou plochu ve třech rovinách pro odtok dešťové vody odtokovým otvorem (9).

4. Osvětlovací a větrací šachta podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že šachta (1) tvořená dnem (8) a třemi stěnami je opatřena čtyřmi závěsnými oky (12)

3o v homí části bočních stěn, které jsou umístěny jako zcela zapuštěné v prohlubních, přičemž tyto prohlubně jsou po osazení šachty do výkopové jámy vyplněny cementovou maltou s krystalizační příměsí.

5. Osvětlovací a větrací šachta podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je oddilatovaná od objektu pro zabránění vytvoření tepelného mostu mezi šachtou

35 (1) a obvodovou suterénní stěnou (3) objektu.

6. Osvětlovací a větrací šachta podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se t í m, že dno (8) šachty (1) je pod parapetem (11) minimálně ve vzdálenosti 100 mm.

7. Osvětlovací a větrací šachta podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se t í m , že na horním okraji (5) stěn šachty (1) je umístěna ochranná mříž (7).

4o

8. Osvětlovací a větrací šachta podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že horní okraj (5) stěn šachty (1) je umístěn minimálně 40mm nad úrovní okolního terénu (6).