Seismic temeljni jastuk – doprinos u postizanju zgrada gotovo nulte energije

Pojam Seismic temeljnog jastuka mnogima je već poznat. O njemu smo prije svega pisali kao o rješenju za toplinske mostove u kućama gotovo nulte energije.

Premda živimo u seizmički aktivnom području te se u projektima statička stabilnost zgrada nakon 1964.godine ozbiljnije proračunava na potresna opterećenja, doprinos Seismic temeljnog jastuka u slučaju potresa manje smo naglašavali.

Nakon dugogodišnjih istraživanja sigurnosti pasivnih kuća u potresima ugroženim područjima FIBRAN je u ožujku 2013. podnio prijavu za patentno rješenje koje predviđa ponašanje zgrada u sustavu toplinske izolacije FIBRANxps i kompatibilne hidroizolacije. Nakon 18 mjeseci testiranja rješenja, u studenom 2014. dodijeljen je patent.

Patent se odnosi na temeljenje na armirano-betonskoj temeljnoj ploči, koja je izvedena na podlozi od čvrste toplinske izolacije. Budući da se toplinska izolacija nalazi s vanjske strane temelja (prema tlu), spajanjem s vertikalnom toplinskom izolacijom vanjskih zidova (u tlu i iznad tla), sprječavaju se toplinski gubitci i nastanak toplinskih mostova.

Jednostavna i troškovno optimalna rješenja koriste se u područjima s projektnim ubrzanjem tla od 0,1 g nadalje, što uključuje cijelu Sloveniju. Najveće seizmičko ubrzanje izmjereno posljednjih godina postignuto je u kraju oko Bovca (0,47 g), koje ima projektno ubrzanje od samo 0,225 g, odnosno manje od Ljubljane (0,25 g).

Potres ne poznaje granice, tako smo imali dojave da se prvi potres koji je zatresao Zagreb, u proljeće 2020., dobro osjetio i u susjednoj Sloveniji, gdje je sustav Sesimic temeljnog jastuka primijenjen na brojnim obiteljskim kućama. Naročito se dobro osjetila razlika u drvenim montažnim kućama, koje su izvedene na Seismic temeljnom jastuku, koji je ublažio udar potresa do te mjere da se stanari kuće nisu ni probudili, za razliku od svojih susjeda u kućama masivne gradnje, koje nisu temeljene na temeljnom jastuku.

Hrvatska se nalazi u trusnom području, a najugroženiji su dijelovi oko Zagreba i Dubrovnika. Studenti Građevinskog fakulteta, pod vodstvom docenata Bojana Milovanovića i Josipa Atalića, izradili su studiju u kojoj su promatrali utjecaj toplinske izolacije ispod temelja upravo na ta dva područja. Osim što se nalaze na bitno različitim tlima, ta se dva grada nalaze u dva bitno različita klimatska područja, stoga je studija promatrala i učinak toplinske izolacije koja se ugrađuje:

1. ispod temeljne ploče
2. oko trakastih temelja

Zaključili su da je efikasnost toplinske zaštite bitno veća kada se temelji na ploči nego na trakastim temeljima:

Za detalj temeljne ploče na XPS-u u Dubrovniku i Zagrebu dobivene su oko 5 puta manje Ψ vrijednosti u odnosu na referentni model, dok su za detalj trakastog temelja dobivene oko 2 puta manje Ψ vrijednosti. Ovo je samo jedan od pokazatelja prednosti postavljanja izolacije ispod temelja u odnosu na neizolirani temelj. Naime, što je manja Ψ vrijednost, to je manja opasnost od pojave toplinskog mosta u konstrukciji, a to je danas ujedno i jedan od najvažnijih kriterija za projektiranje zgrada gotovo nulte energije. Izbjegavanje toplinskih mostova u projektiranju i izgradnji nužan je način da se izbjegne nepotrebni gubitak topline. (Izvadak iz studije:

Utjecaj temeljenja na xps-u na toplinske gubitke i ponašanje pri potresu zgrade gotovo nulte energije; L. Đurković, D.Knežević, K.Konjevod, I.Kukina, T.Maleš, D.Vidić )

Kad pogledamo ta dva prikaza, jasno nam je da je ne samo manje efikasno toplinski zaštititi trakaste temelje, nego da je to i u praksi vrlo teško provesti. Za razliku od toga, toplinsku je izolaciju ispod temeljne ploče lako ugraditi jer se izvodi na ravnoj podlozi od dobro sabijenog i zaravnanog šljunka (drobljenca) ili na mršavom betonu.

Osim spomenutog rada studenata, za koji su 2019. dobili Rektorovu nagradu, grupa slovenskih stručnjaka (Vojko Kilar, David Koren i Martina Zbašnik-Senegačnik) objavila je 2013. rad u kojem se razmatraju isključivo potresne karakteristike Seismic temeljnog jastuka. Analizirana je prednost tog sustava s obzirom na kvalitetu tla, katnost i način gradnje zgrade. Zaključak je te studije da se na Seismic temeljnom jastuku na tvrđim tlima može izvesti građevinski objekt do visine tri etaže, a na manje nosivim tlima do dvije etaže. Najmanja tlačna čvrstoća XPS ploča koja se preporučuje za izvedbu Seismic temeljnog jastuka iznosi 400 kPa. Na mekšim je tlima izvedba moguća, kao i na pločama veće tlačne čvrstoće, 500 i 700 kPa.

S obzirom na najveća postignuta naprezanja u XPS-u, može se zaključiti da je najveći dopušteni broj katova za manje tlocrte ograničen na dva do tri kata, a za veće na četiri kata i više, ovisno o materijalu (masi) nosive konstrukcije. Navedene tvrdnje predstavljaju preliminarne rezultate koji se temelje na pojednostavljenim seizmičkim analizama.

Taj je zaključak donesen na temelju rezultata istraživačkog projekta ARRS (Javna agencija za raziskovalno dejavnost.

Republike Slovenije) “Varnost pasivnih hiš pri potresu” (šifra L5-4319). (Izvor: GRAĐEVINAR 65 (2013) 5, 423-433; Ponašanje zgrada temeljenih na toplinskoj izolaciji pri potresu; V.Kilar, D.Koren, M. Zbašnik-Senegačnik)

Prva kuća na Seismic temeljnom jastuku izvedena je u Ljubljani 2015. godine. Od tada se osnovna izvedba sastoji od jednog ili dva sloja samoljepive hidrozolacije, dopunjena i trećom varijantom sa zaštitom od radona.

Primjer izvedbe Antiradon SEISMIC temeljnog jastuka

Izvedba Seismic temeljnog jastuka u praksi: