MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA ÚSTAV APLIKOVANÉ A KRAJINNÉ EKOLOGIE
DOKTORSKÁ DISERTAČNÍ PRÁCE ŽIVOTNÍ CYKLUS PRŮMYSLOVÝCH PODLAH V ZEMĚDĚLSTVÍ A LESNICTVÍ
Jméno: Školitel:
Ing. Karel Malý Doc. RNDr. Jana Kotovicová, Ph. D.
Doktorský studijní program: Studijní obor:
Biotechnologie odpadů P 2812 2810 V 004 Biotechnologie odpadů
Brno 2010
1
Poděkování: Na tomto místě bych chtěl především poděkovat své vedoucí disertační práce Doc. RNDr. Janě Kotovicové, Ph. D. za pomoc a vstřícnost při realizaci této disertační práce. Dále bych chtěl poděkovat kolektivu pracovníků a zaměstnancům Ústavu technologie stavebních hmot a dílců. V neposlední řadě bych chtěl také poděkovat svým rodičům za jejich podporu mého studia na vysoké škole.
Ing. Karel Malý
2
Prohlášení: Prohlašuji, že jsem tuto disertační práci zpracoval samostatně, a že jsem uvedl všechny použité informační zdroje.
V Brně dne 21. 05. 2010
.……………………………………….…. podpis
3
Obsah: Summary.................................................................................................................................................................. 5 1. Úvod.............................................................................................................................................................. 6 2. Analýza současného stavu............................................................................................................................. 7 2.1. LCA...................................................................................................................................................... 7 2.1.1. Legislativní zabezpečení upravující LCA...................................................................................... 8 2.1.2. Možnosti využití a dosavadní zkušenosti s LCA........................................................................... 10 2.1.3. Metodika LCA............................................................................................................................... 13 2.1.4. Definice cílů a vymezení rozsahu.................................................................................................. 13 2.1.5. Inventarizační analýza....................................................................................................................14 2.1.6. Hodnocení vlivů na životní prostředí.............................................................................................15 2.1.7. Interpretace (celkové hodnocení)...................................................................................................18 2.2. Průmyslové podlahy........................................................................................................................... 19 2.2.1. Rozdělení průmyslových podlah................................................................................................... 19 2.2.2. Druhy průmyslových podlah..........................................................................................................20 2.2.3. Betonové průmyslové podlahy.......................................................................................................20 2.2.4. Betonové průmyslové podlahy se vsypem.....................................................................................26 2.2.5. Živičné (asfaltové) průmyslové podlahy........................................................................................37 2.2.6. Dodatečné povrchové úpravy podlah.............................................................................................39 2.2.7. Skládané podlahy (dlažba)............................................................................................................. 41 2.2.8. Kontrolní a zkušební plán výstavby průmyslových podlah........................................................... 44 2.3. Životní cyklus výrobku v rámci výrobce podlah................................................................................ 45 2.4. Agrodružstvo Jevišovice.....................................................................................................................47 3. Cíl práce........................................................................................................................................................49 4. Materiál a metody.........................................................................................................................................50 4.1. Zvolené metody zpracování................................................................................................................50 5. Výsledky a diskuse.......................................................................................................................................53 5.1. Životní cyklus výrobku (LCA)............................................................................................................53 5.2. Stanovení předmětu analýzy............................................................................................................... 53 5.3. Popis technologických operací............................................................................................................54 5.3.1. Betonové průmyslové podlahy.......................................................................................................54 5.3.2. Betonové průmyslové podlahy se vsypem.....................................................................................60 5.3.3. Asfalt.............................................................................................................................................. 65 5.4. Stanovení funkční jednotky.................................................................................................................68 5.5. Vymezení rozsahu sledovaných technologických procesů.................................................................69 5.5.1. Předpoklady stanovené pro hodnocení technologií výroby........................................................... 72 5.6. Inventarizační analýza.........................................................................................................................72 5.6.1. Inventarizační matice betonové podlahy........................................................................................73 5.6.2. Inventarizační matice betonové podlahy se vsypem......................................................................74 5.6.3. Inventarizační matice asfaltové podlahy........................................................................................76 5.7. Hodnocení posuzovaných technologií................................................................................................ 77 5.7.1. Výběr a definice kategorií vlivů.....................................................................................................78 5.7.2. Klasifikace......................................................................................................................................79 5.7.3. Charakterizace................................................................................................................................80 5.7.4. Vyhodnocení vlivů......................................................................................................................... 81 5.8. Interpretace a celkové zhodnocení studie LCA.................................................................................. 87 6. Závěr.............................................................................................................................................................90 Seznamy................................................................................................................................................................. 94 Seznam použitých zdrojů............................................................................................................................. 94 Seznam použitých zkratek.......................................................................................................................... 99 Seznam citovaných norem..........................................................................................................................100 Seznam tabulek...........................................................................................................................................101 Seznam obrázků......................................................................................................................................... 102 Seznam grafů..............................................................................................................................................102 Fotopříloha........................................................................................................................................................... 103 Anotace.................................................................................................................................................................106
4
Summary The article is concerned with problems in the application of the life cycle analysis (LCA) method in the course of production of floor systems for agricultural and industrial premises. The process was based on international norms, and within the interpretation of results the method of multi-criterion evaluation was used to achieve higher objectivity. For the purpose of this research, floors on the base of concrete, dry-shake and asphalt have been selected from a wide range of different floors as they are commonly considered the most often used and sold ones. Taking solely the environmental aspect into consideration, the production of classical concrete floors has proved to cause the least environment damage, the dry-shake floors cause slightly higher environment damage and the asphalt floors, as regards this aspect, seem to be the least suitable. The obtained results along with the proposed method can be useful criteria for decisionmaking processes within the incorporation of environmental safety of similar construction methods.
5
1. Úvod Současná vývojová etapa lidské společnosti je charakteristická zvýšením nároků a potřeb na zajištění určité životní úrovně. S tím souvisí rozšíření aktivit potřebných k uspokojení zmíněných potřeb, které se společně s exponenciálním přírůstkem počtu obyvatel a zvýšením hustoty zalidnění planety podílí na rapidním zhoršování kvality životního prostředí. Jedním ze směrů řešení této nepříznivé situace je omezování činností s výrazně negativním dopadem na životní prostředí, případně jejich náhrada šetrnějšími a efektivnějšími procesy. Díky rostoucímu povědomí veřejnosti o kvalitě životního prostředí a postupné aplikaci nástrojů environmentální politiky, lze pozorovat zvyšující se zájem průmyslových podniků, ale i laické veřejnosti o sledování environmentálních dopadů výroby a služeb na životní prostředí, a také snahu o jejich minimalizaci. Reakcí na vzniklou situaci byl vývoj různých metod a přístupů k hodnocení dopadů výroby a služeb na životní prostředí, který lze datovat do počátku 60. let. Cílem těchto snah je zvolit, propagovat a realizovat ekologicky nejpříznivější výrobek nebo pracovní postup. Vyvinuté metody však vyžadovaly značné množství informací a často také poskytovaly
odlišné
a
nesrovnatelné
výsledky.
K provedení
environmentálních dopadů chování lidské společnosti bylo nutno
kompletní
charakteristiky
sjednotit dosud používané
metodiky a vytvořit víceméně jednotný aparát, který je dnes znám pod názvem posuzování životního cyklu – LCA (Life Cycle Assessment). Tato metoda studuje environmentální aspekty výroby a její možné dopady na životní prostředí v průběhu celého života výrobku, od získání surovin, přes výrobu, užívání až po zneškodnění a nakládání s odpadem, tzv. „od kolébky do hrobu“ [8]. V České republice je problematika hodnocení životního cyklu výrobku řešena přibližně od počátku 90. let. Na základě požadavků Ministerstva životního prostředí bylo vypracováno několik studií, týkajících se například volby nejvhodnějšího obalového prostředku pro nápoje, či studie ve vztahu k odpadním vodám. Dále byl uskutečněn pokus o aplikaci LCA do sektoru služeb [77].
6
2. Analýza současného stavu Následující kapitola podává základní dostupné informace o stavu dané problematiky. Pojednává o LCA z pohledu historie, mezinárodních standardech, výhodách i nedostatcích. V závěru je presentován obecný popis jednotlivých kroků metody LCA. Další dílčí část je věnována průmyslovým podlahám – nastíní rozdělení dle užití a rozebere podrobněji jednotlivé druhy průmyslových podlah. Poslední část se zabývá zemědělstvím, konkrétně podlahami v jednotlivých provozech. Je zde také uvedena informace o firmě, která stála u zrodu této studie.
2.1. LCA Za základ vzniku metody LCA lze považovat metodu vyvíjenou v USA na přelomu 60. a 70. let známou pod názvem „Zdroje a profilová analýza z hlediska životního prostředí“. Zaměřovala se na hodnocení výrobku z hlediska spotřeby energie a surovin. Její vznik a rozvoj byl v přímé souvislosti s probíhající ropnou krizí. Pozornost byla soustředěna především na energii a její využívání v průmyslu. Vliv výrobku na životní prostředí, lidské zdraví a na přírodní ekosystémy ještě nebyl posuzován. Výsledné hodnocení bylo založeno na základě analýzy nákladů a užitků (tzv. Cost Benefit Analysis) [11]. Počátkem 80. let se v Evropě začala věnovat zvýšená pozornost obalové technice. Poukazovalo se na plýtvání surovinami a na zbytečně velkou spotřebu obalů. V několika zemích (Švýcarsko, Německo, Švédsko) byla tato metoda použita pro srovnání různých způsobů balení nápojů v souvislosti s vhodností použitých materiálů. Dále byla oblast využití uvedené metody rozšířena o emise do vody [11]. Koncem 80. a počátkem 90. let se při posuzování výrobku věnovala stále větší pozornost environmentálním dopadům výrobků a služeb nejen na lidské zdraví, ale i na životní prostředí vůbec. Do analýzy byla zahrnuta poslední životní etapa výrobku, tj. zpracování odpadu vzniklého spotřebou po ztrátě užitných vlastností. Na konferenci mezinárodní společnosti zabývající se chemickými a toxikologickými aspekty životního prostředí (dále jen SETAC) ve Vermontu byl r. 1990 zaveden termín Life Cycle Assessment (dále jen LCA) a metodologicky sjednoceny různě prováděné analýzy. Tato konference se výrazně podílela na publicitě uváděné metody, a přilákala tak mnoho nových zájemců [75]. V 90. letech jsme svědky zvýšeného zájmu o tzv. dobrovolné aktivity (proaktivní přístupy) podniků (průmyslu), jimiž se tyto subjekty podílí na zmírňování negativních 7
dopadů vlastní
činnosti na životní prostředí (dále jen ŽP). Jedná se o tzv. preventivní strategie, které výrazně přispívají k udržitelnému vývoji a jsou jedním z prostředků jeho realizace. Mezi preventivní strategie lze zahrnout např. uzavírání dobrovolných dohod, zavádění environmentálních systémů řízení (EMS) nebo metody čistší produkce (CP), která představuje stálou aplikaci integrované a preventivní strategie na procesy, výrobky a služby s cílem vytvářet přínosy v oblasti ekonomické, ochrany zdraví a bezpečnosti práce, a také ochrany životního prostředí. LCA je jedním z nástrojů „čistší produkce“ CP, podobně jako hodnocení environmentálního profilu, environmentální účetnictví, hodnocení možností CP, ekologický audit, hodnocení rizik a podobně. Zaujímá jedno z nejvýznamnějších míst mezi environmentálními nástroji určenými ke snížení dopadů lidské činnosti na životní prostředí. Navíc se „filozofie životního cyklu“ stává ideovým základem mnoha dalších metod, jako je například DFE, jejímž cílem je zapojení environmentálních aspektů do vývoje výrobků, nebo environmentální značení (ecolabelling). Příkladem je návrh nových ustanovení EU (Návrh směrnice o odpadu z elektrických a elektronických zařízení a příprava směrnice o aplikaci některých nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízeních) ve spojitosti se zákazem nebo omezením množství využití některých nesnadno recyklovatelných a toxických materiálů při výrobě automobilů, elektrovýrobků aj. Všechny uvedené metody ve svých důsledcích vedou ke zlepšení životního prostředí. V České republice je problematika hodnocení životního cyklu (nazýváno též ekobilance či ekoprofil) řešena přibližně od počátku 90. let pod záštitou MŽP v rámci programu péče o životní prostředí. Odbor ekologických rizik a monitoringu je garantem při řešení metodických prací i při jejich aplikací na konkrétní výrobky (např. různé typy lahví pro balení nápojů) a zajišťuje koordinaci výzkumných prací i publikaci dosažených výsledků. Odbor strategií a environmentální statistiky garantuje aktivity v rámci označování výrobků ochrannou známkou „Ekologicky šetrný výrobek“, jehož základem je analýza životního cyklu hodnoceného výrobku [11]. Dále je zřízen poradní orgán Českého normalizačního institutu, který se nazývá „Technická normalizační komise 106“. Její subkomise 3 se zabývá posuzováním životního cyklu. Uvedená subkomise je složena z odborníků na danou problematiku, kteří vyhodnocují materiály ISO co do obsahu a formy. Vyslovují se také k možnosti přijetí standardů ISO do soustavy českých norem.
2.1.1. Legislativní zabezpečení upravující LCA Postup provádění analýzy životního cyklu stanovují mezinárodní normy obsažené v řadě ISO 14000. Jednotlivé normy jsou uvedeny v následující tabulce.
8
ISO 14040 Posuzování životního cyklu - Zásady a osnova ISO 14041 Posuzování životního cyklu - Stanovení cíle a rozsahu inventarizační anlýzy ISO 14042 Posuzování životního cyklu - Hodnocení dopadů životního cyklu ISO 14043 Posuzování životního cyklu - Interpretace LCA ISO 14044 Posuzování životního cyklu - Ilustrační příklady pro ISO 14041 Tab. č.1: Přehled norem řady ISO 14040 [8]
V současné době jsou na mezinárodní úrovni dokončeny všechny výše uvedené normy. Norma ISO 14040, která byla přijata v naší republice jako ČSN EN ISO 14040. Tato norma je druhým vydáním této normy, která spolu s ISO 14044:2006, ruší a nahrazuje ISO 14040:1997, ISO 14041:1999, ISO 14042:2000 a ISO 14043:2000, které byly po formální stránce revidovány. Norma stanovuje zásady a osnovu pro zpracování studií LCA (posuzování životního cyklu). Zaměřuje se na environmentální aspekty a možné environmentální dopady (např. spotřebování zdroje a environmentální následky úniků) v průběhu života produktu, od získávání surovin přes výrobu, užívání, úpravu po skončení životnosti, recyklaci a odstraňování (tzn. od kolébky po hrob). Zahrnuje čtyři fáze posuzování životního cyklu: a) fázi stanovení cíle a rozsahu b) fázi inventarizační analýzy c) fázi posuzování dopadu d) interpretační fázi.
Norma uznává dva typy studií. Studii posuzování životního cyklu (studii LCA) a studii inventarizace životního cyklu (studii LCI). Studie LCI se od studie LCA liší pouze tím, že nezahrnuje fázi posuzování dopadů. Tato mezinárodní norma není určena pro smluvní nebo regulativní účely nebo registraci a certifikaci. Norma definuje pojmy používané při posuzování, obecně popisuje jednotlivé fáze posuzování, metodologicky stanovuje osnovu studie, podávání zpráv a kritické přezkoumání
[8]
. Nedávno byla prezentována norma ISO 14044, jejímž českým
ekvivalentem je ČSN EN ISO 14044, která je prvním vydáním této normy. Tato mezinárodní norma specifikuje požadavky a poskytuje podrobné informace pro posuzování životního cyklu v následujících bodech: a) definice cíle a rozsahu LCA b) fáze inventarizační analýzy životního cyklu (LCI) c) fáze posuzování dopadu životního cyklu (LCIA)
9
d) fáze interpretace životního cyklu e) podávání zpráv a kritické přezkoumání LCA f) omezení LCA g) vztah mezi fázemi LCA h) podmínky pro použití výběrů hodnot a volitelných prvků.
Zamýšlené použití výsledků LCA a LCIA je zvažováno v průběhu definování cíle a rozsahu, ale samotná aplikace stojí mimo rozsah této mezinárodní normy.
2.1.2. Možnosti využití a dosavadní zkušenosti s LCA Základní myšlenka LCA, tj. posoudit produkt, činnost nebo nějaký systém od vzniku až po jeho zánik z hlediska dopadu na životní prostředí, či jiná hlediska (dopad na zdraví člověka, na bezpečnost, pomoc při posuzování rizika), je využitelná v různých aplikačních oblastech. Informace vytvořené ve studii LCA mají být použity jako část mnohem ucelenějšího rozhodovacího procesu nebo použity k pochopení širších či obecnějších změn. Analýzy životního cyklu pak mohou být rozděleny podle účelu do dvou kategorií: 1. porovnání výrobků stejné funkce mezi sebou (tzv. komparativní analýza) 2. zdokonalení daného výrobku (tzv. systému výrobků)
Analýzy první skupiny porovnávají spotřebu různých typů materiálů, energií, únik škodlivin a tvorbu odpadů pro stanovené výrobky. Nazývají se komparativní analýzy, kde srovnáním dvou či více variant hodnotitel rozhodne, kterou použít z hlediska vlastního i společenského zájmu. Dále může hodnotitel navrhnout nový, efektivnější design výrobku, dokonalejší jak z ekonomických aspektů, tak z hlediska dopadů na životní prostředí. Průkopníkem je zde průmysl obalů. Analýzy byly používány například k porovnání skleněných lahví, plastových lahví a hliníkových obalů pro balení minerálních vod, skleněných lahví a obalů z kombinovaných materiálů pro balení mléka aj. Podobné analýzy jsou často prováděny pro různé typy plastových výrobků, v posledním období zejména pro nalezení vhodných alternativ k PVC.
V relaci ke zdokonalení a vývoji výrobků může být studie LCA použita také pro interní potřeby podniku, jako jeden z nástrojů ekologického managementu v rámci organizace. Práci na zdokonalení výrobků či na jejich vývoji se v minulých desetiletích dostalo více pozornosti. Bývají nazývány analýzy životního cyklu orientované na výrobní proces a v mnoha směrech je použití
10
metodiky jednodušší. Hlavním účelem těchto analýz je poskytnout podnikům podklady pro rozhodování: •
o preferenci surovinových zdrojů šetrných k životnímu prostředí a představujících úsporu zejména neobnovitelných přírodních zdrojů;
•
o ujasnění možností pro zdokonalení výrobků na základě šetrného přístupu k životnímu prostředí a surovinovým zdrojům.
Dalšími možnostmi interního použití jsou: •
strategické plánování nebo rozvoj ekologické strategie podniku
•
projekty výrobků a výrobních postupů, zdokonalení a optimalizace
•
vymezení možností pro ekologická zlepšení a sledování pokroku v této oblasti
•
ekologický auditing minimalizace odpadu a zdokonalení možností pro nakládání s odpadem.
Aplikační oblasti týkající se externího použití studií LCA jsou např. •
rozhodování o vývoji produktů a procesů v podniku dotýkající se identifikace fází s nejnáročnější spotřebou zdrojů a s nejhoršími dopady, návrhu změn těchto fází, tvorby strategických rozhodnutí v podniku či státní správě
•
podpora marketingu a informací poskytovaných veřejnosti, reklama, nabídka, odbyt
•
ecodesign, s cílem minimalizace a optimalizace spotřeby surovin při zachování kvalitativních parametrů výrobku
•
ecolabelling, který představuje hodnocení a označování ekologicky šetrných výrobků;
•
nástroj pro strukturování a sestavování informací (shromažďování dat v inventarizační fázi, což je důležité pro plánování, možnost vyhnout se rizikům)
•
rozhodování o nákupu zboží v uživatelské sféře
•
výběr důležitých indikátorů environmentálního profilu, zahrnující měřící techniky
•
státní ekologická politika, kdy jde o zajištění podpory z její strany v krátkodobém a střednědobém horizontu [88].
Předmětem živých diskusí zůstává otázka, zda jsou metodologie LCA dostatečně vyvinuty tak, aby sloužily jako základna pro aplikace typu značení ekologicky šetrných výrobků, či ekologickou reklamu (environmental claim).
11
Nové požadavky a otázky vzniklé při zpracování ekobilancí zpětně vyvolávají další nároky v oblasti výzkumu a vývoje, například preference obnovitelných surovin, zvyšování účinnosti energetických systémů, podpora obnovitelných energetických zdrojů, či rozvoj dopravních systémů. Naproti nesporným výhodám LCA je nutno zmínit i její slabé stránky. Z rozsahu, zaměření a cíle metody je zřejmá její časová a finanční náročnost, kdy se na práci podílejí specialisté z četných souvisejících oborů (těžba, doprava, energetika, nakládání s odpady, apod.). Jedná se totiž o problematiku silně interdisciplinární. Dalším problémem je nesouměřitelnost a nehomogenita získaných údajů. Výsledky ekobilancí tak mohou být zkresleny dosažením průměrných či obecných dat, nebo zatíženy větší chybou plynoucí z transferu údajů na srovnatelné jednotky. Určitým problémem je také ochrana dat ze strany výrobců a zpracovatelů, nedostatky ve znalostech či informacích.
Metoda LCA má také řadu omezení jako například: •
povaha výběru a předpokladů vytvořených v LCA (např. určení hranic systému, výběr zdrojů údajů a kategorií dopadů). Odtud rezultuje silně subjektivní charakter a přístup při hodnocení negativních dopadů na životní prostředí
•
modely použité v inventarizační analýze nebo hodnocení dopadů jsou omezeny svými předpoklady a nemusí být vhodné pro všechny možné dopady nebo aplikace
•
výsledky studií LCA zaměřené na globální a regionální problémy nemusí být vhodné pro lokální aplikace
•
přesnost výsledků LCA může být omezena přístupností či dostupností odpovídajících údajů nebo jejich kvalitou, např. nedostatkem údajů, typy údajů, agregací, průměry, místními specifiky
•
chybějící časoprostorové rozměry inventarizačních údajů použitých pro hodnocení dopadů na ŽP jsou zdrojem nejistoty ve výsledcích dopadů [8].
Dále je nutno podotknout, že neexistuje jednotná metoda provádění studií LCA. Organizace mají mít volnost při praktickém provádění LCA podle specifického použití a požadavků uživatele [8]. Podle současného stavu poznání je pravděpodobné, že lze provést prakticky jen nekompletní studie LCA.
12
Omezení a zúžení rozsahu studií se může týkat: •
počtu kroků sledovaného životního cyklu
•
počtu etap metodologie LCA, které jsou zvoleny, např. jen inventarizace životního cyklu (dále jen LCI)
•
počtu
sledovaných úniků škodlivin nebo ekologických vlivů, které jsou ve studii
uvažovány [53].
Často také bývá metodologie LCA uplatňována ve studiích s užším zaměřením, například v popisu jednoho konkrétního parametru, většinou to bývá energie, v průběhu celého životního cyklu, nebo na zkoumání dopadů na životní prostředí, které vznikají jen v některých vybraných stádiích životního cyklu. I z těchto užších studií však lze získat mnoho užitečných informací. Hodnocení životního cyklu je progresivní nástroj, který má obrovský potenciál vhodných aplikací. Je však důležité, aby jeho metodologie byla dále rozvíjena a systematicky a účelně aplikována.
2.1.3. Metodika LCA Metodické zpracování LCA lze rozdělit do čtyř fází: 1) definice cílů a vymezení rozsahu 2) inventarizační analýza 3) hodnocení vlivů na životní prostředí, které je složeno z: •
klasifikace vlivů
•
charakterizace vlivů
•
vyhodnocení vlivů;
4) interpretace, neboli celkové zhodnocení
2.1.4. Definice cílů a vymezení rozsahu Prvním a velice důležitým krokem při vypracování LCA je definice cílů a rozsahu. Cíl musí jednoznačně stanovit a specifikovat produkt či proces, který je předmětem studie. Dále je to důvod zpracování studie, včetně jasně definovaných požadavků na její užití u potenciálních uživatelů (tj. pro interní či externí použití). Následně je nutno definovat, jak budou výstupy využity zadavatelem studie, a vymezit jednak prvky zahrnuté do analýzy, jednak prvky do analýzy nezahrnuté (např. socioekonomické a estetické aspekty). Nejobtížnějším úkolem v začátku procesu LCA je vymezení hranic systému, tzn. definovat ty procesy, které budou do LCA zahrnuty. Tím je jednoznačně vymezen rozsah a časová kapacita 13
potřebná pro zpracování. Nedostatečné interpretace hranic jsou zdrojem největších chyb a často zavádějících výsledků studie. Není však vyloučeno, aby v průběhu vypracování studie nedocházelo k úpravě hranic, neboť LCA je iterativní metodou. Dále je nutno určit funkční jednotku, na niž jsou přepočty vztahovány. Například při hodnocení nápojových obalů může být funkční jednotkou množství obalu potřebného na obsah 1 litru nápoje. Funkční jednotka je velice důležitá zejména při provádění komparativních studií, kde je podmínkou přesné vymezení obou sledovaných systémů. Při výběru srovnávaných produktů je také důležité, aby plnily stejný úkol. Pokud tento předpoklad nelze uvažovat, je vhodnější srovnání s tzv. nulovou variantou. Pak se zjišťuje, co by se stalo, kdyby nebyl produkt realizován vůbec. Použití nulové varianty je vhodné zejména při hodnocení veřejných služeb, například veřejné dopravy, výroby elektřiny apod. Jsou-li však hodnoceny dopady nově vyvíjeného výrobku, používá se velmi zřídka.
2.1.5. Inventarizační analýza Úkolem této fáze je sběr dat a posouzení jejich kvality, zejména reprodukovatelnost, věrohodnost, transparentnost a důvěrnost. Jde tedy o kvantitativní a kvalitativní popis všech vstupů (tj. materiálů a energií, které byly v předchozí fázi definovány) a výstupů (hotové výrobky, vnášené látky a energie do všech složek životního prostředí), včetně uložení odpadu. Zde je množství i kvalita informací závislá na úrovni a rozsahu monitoringu emisí. Je-li posuzovaný systém složitý či rozsáhlý, je vhodné rozdělit jej do logicky návazných subsystémů, které je možno vyznačit v grafickém schématu. Výsledkem tohoto procesu je potom seznam vstupů a výstupů, který může již sloužit k návrhu změn a doporučení ke snížení dopadů na životní prostředí. Mezi způsoby, jimiž lze data získat, patří např. přímá měření na místě, pohovory s pracovníky, hledání v databázích, výpočty, kvalifikované odhady či použití dotazníků. V této fázi je také několik problematických míst, mezi než patří přesnost a úplnost údajů, nedostupnost dat či skutečnost, že některé environmentální parametry mohou být jen stěží odhadnuty, natož kvantifikovány (např. biodiversita, či estetické hodnoty), a proto se ve výsledném hodnocení obvykle neobjeví. Výstupem inventarizační analýzy je tzv. „inventarizační matice“ (viz. tabulka č. 2) [76].
14
Životní cyklus výrobků Předvýroba Výroba Distribuce Užití Zneškodnění Spotřeba přírodních zdrojů X ovzduší X X Emise do vody X X půdy Emise hluku X Spotřeba energie X X X X Nebezpečné látky Závažnost odpadů X X Vliv na ekosystémy X X
Vlivy na životní prostředí
Tab. č. 2: Matice vlivů na životní prostředí (vychází z nařízení Rady ES 880/92) [11]
2.1.6. Hodnocení vlivů na životní prostředí Na základě údajů z inventarizační analýzy se provede kvalitativní a kvantitativní vyhodnocení možných dopadů na životní prostředí. Tato fáze je nejproblematičtější, v současnosti se teprve rozvíjí a není podložena obecně přijatým metodickým postupem. Dále je nutné si uvědomit, že působení jednotlivých látek na životní prostředí nelze posuzovat jednotlivě, nýbrž v závislosti na různých příčinách i následcích, a že uvolněné látky působí na sebe navzájem, prostřednictvím synergických, kumulativních či antagonických efektů. Některé závažné účinky také nejsme dosud schopni kvantifikovat, např. erozi půdy při těžbě nerostných surovin, porušení ekosystému, estetické narušení krajiny, či důsledky ropných havárií. Fáze hodnocení vlivů životního cyklu se rozděluje do třech po sobě jdoucích kroků, které se podle ISO 14040 označují jako: klasifikace, charakterizace a vyhodnocení. A. Klasifikace vlivů Klasifikace vlivů představuje krok, kdy se primární efekty uvedené v inventarizační analýze roztřídí a seskupí do kategorií podle charakteru působení na životní prostředí. Toto seskupování umožní jednu položku zařadit i do více kategorií (např. NOx způsobuje jak acidifikaci prostředí, tak i eutrofizaci vod). Environmentální dopady, nejčastěji efekty druhého řádu, mohou být globální (např. skleníkový efekt), regionální (např. kyselé deště) a lokální (hluk). Kategorie globálního oteplování zahrnuje všechny plyny, které k tomuto jevu přispívají, tj. oxid uhličitý, metan, oxid dusný a freony. Do kategorie narušování ozónové vrstvy patří zejména freony, acidifikaci způsobují všechny kyselé látky, zejména oxidy síry a dusíku. Konečným výsledkem je tzv. environmentální profil studovaného systému, neboli ekoprofil. Většinou bývá ve formě tabulky, v níž jsou uvedeny jednotlivé kategorie negativních dopadů na životní prostředí způsobených posuzovaným systémem. Dopady jsou zařazovány do zvolených kategorií obecných vlivů na prostředí, např. na vyčerpávání 15
zdrojů, vlivu na lidské zdraví a vlivu na kvalitu prostředí. Následující tabulka zobrazuje způsob možného roztřídění a seskupení jednotlivých vlivů působících na životní prostředí.
Kategorie specifických dopadů (efektů) vyčerpávání zdrojů: - abiotických - biotických znečištění: - globální oteplování - narušování ozonové vrstvy - humánní toxicita - ekotoxicita - tvorba fotochemických oxidantů - acidifikace - eutrofizace degradace ekosystémů a krajiny: - užití půdy
Oblasti životního prostředí lidské kvalita zdroje zdraví prostředí + + (+) (+) + (+) + (+) (+)
+ + + + +
Tab. č. 3: Kategorie specifických dopadů a jejich působení na životní prostředí Vysvětlivky:
(+)
[ 11]
+ označuje přímé potenciální působení (+) označuje nepřímé potenciální působení
B. Charakterizace vlivů Charakterizace je fází, jejímž úkolem je posoudit celkový dopad sledovaného systému na životní prostředí z kvantitativního hlediska. Provádí se analýza, kvantifikace, a je-li to možné i agregace dopadů do jednoho ukazatele, který představuje celkový vliv. Pro každou kategorii efektů druhého řádu (tj. vzniku sekundárních efektů v důsledku vzájemného působení více složek, např. freony primárně přispívají ke skleníkovému efektu a sekundárně k rozrušování ozónové vrstvy), je třeba zvolit vhodný ekvivalent, tzv. standard, na který budou ostatní dopady přepočítávány. Jedná se o standardizaci. Pro nejznámější efekty již byly tyto ekvivalenty stanoveny. Např. pro skleníkový efekt je ekvivalentem oxid uhličitý a ekvivalentní jednotkou je 1 [kg] oxidu uhličitého, pro destrukci ozónové vrstvy freony je to CFC 11, freony jsou značeny tak, že první číslice představuje počet atomů uhlíku –1, druhá číslice značí počet vodíků +1 a třetí číslice znázorňuje počet atomů fluoru v molekule. Nula se neuvádí, tzn., že při dvojčíselném označení se jedná o derivát methanu, pro acidifikaci oxid siřičitý, pro eutrofizaci je navrženo množství dusíku či fosforu apod. Přepočet se provádí tak, že se jednotlivé dopady vynásobí příslušným koeficientem, který vyjadřuje jejich poměr k danému ekvivalentu. Získané výsledky jsou aditivní veličiny, mohou se 16
sčítat, a tak je výsledkem několika dílčích údajů jedna číselná hodnota, což přispívá k přehlednosti výsledků pro další hodnocení. Standardizace však nezohledňuje poměrnou škodlivost jednotlivých vlivů z hlediska dané lokality, a tak se někdy ještě provádí tzv. „normalizace“, kdy se stanoví hodnoty referenčních vlivů a standardizované vlivy se jimi podělí [74]. Smyslem normování je zvýšit srovnatelnost dat z různých kategorií dopadu a tím i zajistit základny pro další krok, kterým je vyhodnocení. Kategorie dopadů a možný způsob jejich vyjádření uvádí tabulka č. 4. Způsob vyjádření: po agregaci jako ropný ekvivalent po agregaci jako CO2 -ekvivalent po agregaci jako etylén-ekvivalent po agregaci jako PO42- - ekvivalent po agregaci jako SO2 -ekvivalent agregace a souhrnné vyjádření není možné, je nutno vyjádřit pomocí jednotlivých údajů agregace a souhrnné vyjádření není možné, je nutno vyjádřit pomocí jednotlivých údajů jednotlivý parametr jednotlivý parametr jednotlivý parametr jednotlivý parametr jednotlivý parametr jednotlivý parametr
Kategorie dopadů spotřeba fosilních zdrojů energie skleníkový efekt fotochemický oxidační smog eutrofizace acidifikace humánní toxicita ekotoxicita objem odpadů ke skládkování spotřeba dřeva spotřeba vody jaderná energie hlučnost (vzdálený zdroj) hlučnost (blízký zdroj)
Tab. č. 4: Kategorie dopadů a způsob jejich vyjádření [11]
C. Vyhodnocení vlivů Jedná se o určení vzájemného relativního významu všech získaných dílčích zátěží. I tato část studie LCA je jednou z velmi obtížných, a ani zde není stanoven metodický postup. Ten často závisí na cílech a účelu studie. Nejvážnější problémy nastávají při stanovení pořadí významnosti jednotlivých vlivů, popřípadě se určují vlivy s absolutní prioritou. K určení pořadí se často používá vah anebo některých expertních metod matematické operační analýzy, např. vícekriteriálního hodnocení. V uvedené fázi se často přihlíží i k politicky či ekonomicky motivovaným důvodům. Je nutné si uvědomit, že v této chvíli LCA zahrnuje soud, který je subjektivní. Důležitým aspektem však je tlak na transparentnost hodnotících postupů, použitých expertních řízení či stanovení vah. Jak již bylo uvedeno, LCA je iterativní metodou, to znamená, že se po etapách provádí stále opakovaně, a tak zmíněná transparentnost umožňuje postupy sledovat, a reagovat na vznikající závěry, a nové 17
okolnosti, které je účelné následně do studie zapracovat. Příklad možného způsobu hodnocení environmentálních dopadů je uveden v tabulce č. 5.
Ekologická závažnost
Kategorie dopadů spotřeba fosilních zdrojů energie skleníkový efekt fotochemický oxidační smog eutrofizace acidifikace humánní toxicita ekotoxicita objem odpadů ke skládkování spotřeba dřeva spotřeba vody jaderná energie hlučnost (vzdálený zdroj) hlučnost (blízký zdroj)
Závažná velmi závažná Závažná Střední Střední hodnotí se na základě jednotlivých údajů hodnotí se na základě jednotlivých údajů malý až střední malý malý není hodnocena malý až střední střední
Tab. č. 5: Ekologická závažnost sledovaných kategorií dopadů [11]
2.1.7. Interpretace (celkové hodnocení) Interpretace, neboli hodnocení návrhů zlepšení, je etapa studie LCA, jejímž cílem je propojení poznatků z inventarizační analýzy a hodnocení vlivů na životní prostředí, získání závěrů a doporučení navrhujících opatření, která mají pozitivní dopad na zlepšení environmentálních vlastností výrobku a jiných vytýčených cílů studie. V této fázi je třeba zvážit i další faktory, jako je technická účinnost, či ekonomické a sociální aspekty. Neprovádí-li se komparativní studie, výsledkem celkového zhodnocení je identifikace procesů, které nejvíce zatěžují životní prostředí, případně návrhy a doporučení ke zmírnění negativních dopadů sledovaného systému na životní prostředí. Zmíněná fáze bývá označována v literatuře
[53]
také jako „Návrh zlepšení“. Jde o krok, který
byl do technického rámce LCA včleněn zejména z následujících důvodů: •
zdůraznit použití LCA k redukci ekologických dopadů spojených se zkoumaným systémem
•
zajistit, aby cílem LCA nebylo jejich využití jen jako nástroje pro ospravedlňování současného stavu (status quo)
•
prezentovat fakt, že všechny systémy mají určité negativní vlivy na prostředí a že tyto vlivy lze snížit.
18
Hodnocení návrhu zlepšení (Improvement Assessment) je etapou studie LCA, v níž se vyhledávají a vyhodnocují možnosti a varianty vedoucí ke snížení ekologických dopadů nebo zatížení systému. Metodika této etapy, podobně jako u etapy hodnocení dopadu, nebyla dosud sjednocena. Hodnocení zlepšení se zabývá označováním, vyhodnocováním a výběrem voleb pro ekologická zlepšení s ohledem na výrobek nebo výrobní postupy. Skutečná přeměna ve výrobně technické konstrukci výrobku nebo postupu však není součástí LCA, je pouze jednou z jejích aplikací. Závěry ze všech stupňů hodnocení LCA poskytují projektantům výroby a technologie informace o ekologických dopadech systému, a nezřídka ukáží uživatelům ty části operací, kde se zřetelně rýsují možnosti pro ekologická zlepšení [53]. Důležitým faktorem studií LCA je kvalita údajů. Vyhodnotit a dokumentovat kvalitu dat ve studiích je podstatné pro správnou interpretaci. V současnosti je definice sledující pevné zařazení těchto úvah do přípravy LCA v raném stadiu. Nebyly dosud vyvinuty ani postupy s cílem ověření specifické kvality vstupních dat, ani jmenovité hodnotící činnosti [53]. Přesnost výsledků LCA může být tak vysoká, jak je vysoká přesnost vstupních dat. Indikátory kvality dat zahrnují jednak kvantitativní atributy, například přesnost, jednak kvalitativní atributy, například kompletnost. Výběr a aplikace indikátorů kvality dat pro specifické údaje musí provést osoba, jenž má dokonalé znalosti posuzovaného předmětu, nejlépe vedoucí pracovník z praxe. Záleží na povaze údajů a jejich předpokládaném použití.
2.2. Průmyslové podlahy První průmyslové podlahy v ČR se začaly budovat koncem osmdesátých let minulého století. V poslední době zaznamenává tento typ stavební konstrukce velký rozmach. Jde především o podlahy umístěné v interiérech. Nejčastěji jsou to podlahy výrobních hal (průmyslové i zemědělské) a podlahy obchodních domů vč. parkovacích stání.
2.2.1. Rozdělení průmyslových podlah Průmyslové podlahy můžeme dělit podle mnoha hledisek. Nejužívanější rozdělení je podle typu použití výsledného finálního povrchu. Rozdělení je uvedeno pro přehled, v další části práce budou rozebrány druhy zátěžových průmyslových podlah. Průmyslovou podlahou bývá také nazývána finální povrchová úprava nebo nášlapná vrstva. • zátěžové - vhodné do provozu s vysokým zatížením podlah • hygienické - veškeré materiály, které se používají, mají certifikáty o nezávadnosti • dekorativní - možnost volby různých barev (široká barevná škála dle vzorníku) 19
• hydroizolační - vhodné do prostor se zvýšenou vlhkostí • antistatické, bezpečné - protiskluzová úprava zajistí bezpečný provoz
2.2.2. Druhy průmyslových podlah Z důvodů velkého množství typů a druhů průmyslových podlah, které trh nabízí, je zde dále uvedeno pouze základní dělení na trhu nejpoužívanějších průmyslových podlah. Následně je těmto podlahám věnována větší pozornost. Všechny typy níže uvedených podlah jsou také hojně užívány v zemědělských a lesních provozech. Mezi základní a nejpoužívanější typy průmyslových podlah patří:
1. Betonové podlahy • Betonové podlahy bez povrchové úpravy • Betonové podlahy zušlechtěné povrchovou úpravou (např. akrylátovou pryskyřicí) 3. Betonové podlahy se vsypem (tzv. „pancéřové betonové podlahy“) 4. Živičné podlahy (asfaltové) 5.
Dodatečné povrchové úpravy (stěrky, lité podlahy apod.)
6.
Dlažba (skládané podlahy)
2.2.3. Betonové průmyslové podlahy Jsou nejčastějším typem podlah v průmyslu obchodu i zemědělství. Splňují vysoké požadavky na životnost, zatížení, pevnost, rychlost výstavby, otěruvzdornost a údržbu. Betonové podlahy se používají také ve výrobních halách, skladovacích a obchodních halách, garážích, velkoprodejnách, na letištích, zásobovacích a parkovacích dvorech, komunikacích, hřištích a mnoha dalších místech. Kvalitní betonová podlaha musí plnit požadavky na ní kladené jako odolávat různému provoznímu zatížení a různým provozním a klimatickým vlivům, musí mít dostatečnou životnost, ale musí být také finančně nenáročná z hlediska výstavby a provozních investic. Výhody betonových podlah, kterými jsou především poměr cena/pevnost se využívá především u novostaveb, ale také u rekonstrukcí průmyslových objektů. Jako výztužných prvků lze použít svařované „kari sítě“ nebo tzv. rozptýlenou výztuž ve formě ocelových drátků, skleněných nebo syntetických vláken nejčastěji na bázi polypropylénu. Výztužné prvky se vkládají do podlah z důvodů zlepšení pevnostních charakteristik podlah, ale použití rozptýlené výztuže má také za
20
následek zvýšení ostatních užitných vlastností podlah (např. mrazuvzdornost, odolnost povrchu, houževnatost,...). Po pokládce betonové podlahy je vhodné povrchy zušlechtit minimálně impregnačními nátěry například na bázi akrylátu za účelem zabezpečení bezprašnosti povrchu. Alternativně je možné zvolit také epoxidový impregnační nátěr. Kvalitní provedení betonových podlah je základem úspěchu pro další aplikace podlahových hmot, jako jsou nátěrové systémy, systémy litých či stěrkových podlah. Kvalitu tohoto druhu podlah zajišťuje nezbytné strojní vybavení. Mezi takové zařízení patří například tzv. „Laser – screed“ jehož použití zaručuje vysoce kvalitní realizaci betonové podlahy a současně velmi vysokou produktivitu pokládky [52]. Aby betonová podlaha dobře sloužila svému účelu, je nezbytné věnovat pozornost vyztužení, skladbě podlahy, betonáži a následnému ošetření povrchu. Vyztužení Betonové desky průmyslových podlah se zpravidla navrhují jako vyztužené – železobetonové. Ocelové prvky vhodně doplňují vlastnosti betonu a při vzájemném statickém působení zlepšují zejména jeho takové pevnosti. Beton přitom dodává železobetonu vynikající pevnost v tlaku a navíc chrání svým krytím ocelovou výztuže před korozí. Specifikace druhu, množství a umístění ocelové výztuže v průřezu betonového profilu vychází z výsledků statického výpočtu projektanta. Pro podlahové betonové desky se zpravidla navrhují dva druhy výztuže, možná je i kombinace obou uvedených způsobů. • Konvenční výztuž – v podobě sítí z kruhových či žebírkových profilů. Pro správné působení konvenční výztuže je třeba zajistit její fixaci ve specifikované poloze, přičemž minimální „krytí“, jako nejmenší vzdálenost mezi výztuží a povrchem železobetonové konstrukce, se doporučuje 20 – 30 mm v závislosti na velikosti průřezu výztužných prutů a jejich umístění. Výhodou použití konveční výztuže je možnost jejího návrhu na základě běžných statických výpočtů, které projektanti snadno zvládají. Přes možnosti různých cenových variant bývá tento způsob navíc obecně levnější ve srovnání s rozptýlenou výztuží. Nevýhodou je pak nutnost fixace výztuže den před plánovanou betonáží, což představuje technologický krok navíc. • Rozptýlená výztuž – v podobě ocelových drátků, které se podle výrobce liší zpravidla délkou, tloušťkou a tvarem, případně i tvarem průřezu a třídou oceli. Doporučené dávkování drátků se zpravidla pohybuje od 20 do 35 kg/m3. Spodní hranice je považována za hranici funkčnosti, horní hranice pak představuje u betonových podlah hranici zpracovatelnosti. Výhodou použití rozptýlené výztuže je možnost jejího dávkování buď na betonárně nebo na stavbě přímo do 21
domíchávače. Šetří se tak celkový čas, který je nutno betonáži věnovat. Díky rovnoměrnému rozptýlení výztuže v celém průřezu betonového prvku je homogenita podlahové desky vyšší. Drátky při povrchu desky navíc působí proti tahovým silám, které vznikají při smršťování betonu. Přispívají tak k eliminaci vytváření trhlinek. Nevýhodou drátků je relativní obtížnost statických výpočtů a tedy omezená schopnost běžných projektantů specifikovat potřebné dávkování na exaktní bázi, která nemá silnou oporu v normách. Velmi často je proto nutné spoléhat se přímo na výpočty dodavatelů ocelových drátků, které kvůli různým pevnostním charakteristikám drátků nelze zaměňovat.
Ocelová vlákna v betonu plní tyto hlavní funkce: •
výrazná eliminace vzniku smršťovacích trhlinek v ranné fázi zrání betonu
•
zvýšená rázová odolnost povrchové betonové vrstvy
•
zvýšená hranice selhání betonové podlahy vlivem přetížení
•
zvýšená odolnost hran dilatačních spár vůči dynamickému namáhání
•
zvýšená odolnost proti vnějším atmosférickým vlivům
V praxi se také můžeme setkat s přidáváním polymerních vláken (nejčastěji na bázi polypropylénu) do betonu. Jejich přínosem je možnost zvýšené absorpce energie, což umožňuje úspěšné technické řešení některých zvláštních případů konstrukce. I poměrně malá přísada vláken má za následek zvýšení pevností v tahu. Specifikace způsobu výztuže je nedílnou odpovědností projektanta, jehož úkolem je navíc reagovat na členitost tvarů betonové desky a na umístění různých prvků – např. sloupů, technologických kanálů, montážních jam apod. v půdorysu desky zpravidla přídavnou výztuží. Mezi další významné odpovědnosti projektanta patří také návrh rastru řezaných smršťovacích spár.
Skladby betonových podlah Betonové podlahy jsou jedním ze základních konstrukčních prvků staveb. Obvykle jsou umístěny na terénu a s ohledem na způsob jejich používání zahrnují buď všechny nebo některé z následujících funkčních vrstev: • Podkladní vrstva - může být tvořená násypy, včetně zpevněných, zeminovými deskami nebo podkladními betony. Jedná se o vrstvu, uloženou bezprostředně pod nosnou vrstvou a navazující na podloží (svrchní souvrství stávající zeminy).
22
• Izolační vrstvy - chrání konstrukci podlahy a celou stavbu před různými nepříznivými účinky okolního prostředí. Nejběžnějšími izolačními vrstvami jsou hydroizolace a izolace proti zemní vlhkosti, izolace proti radonu, izolace tepelné a zvukové. • Oddělovací vrstvy, mezivrstvy a spojovací můstky - buď zabraňují spolupůsobení nebo naopak umožňují interakci jednotlivých vrstev. Například folie, uložená bezprostředně pod betonovou deskou, snižuje tření mezi rubem betonové desky a podkladními vrstvami a napomáhá tak relativní nezávislosti působení obou částí. Naopak kotvící trny, které se vkládají do starší betonové desky a poté se na ně fixuje nosná výztuž nové desky v předepsané poloze, mají zajistit statické spolupůsobení nové a staré desky. • Nosná vrstva - jedná se o vrstvu podlahy pod nášlapnou vrstvou, které přenáší provozní zátěž do vrstvy podkladní. Nosná vrstva podlahy musí být dimenzována podle jejího zatížení, s ohledem na vlastnosti podkladní vrstvy a podloží. • Nášlapná vrstva - bezprostředně odolává provozní zátěži.l Nášlapná vrstva může být buď pevně spojená s nosnou vrstvou, nebo může být konstruována jako samostatná (plovoucí) vrstva.
Samostatnou kapitolou jsou betonové podlahy na stropních konstrukcích. U těchto podlah je nosná vrstva zpravidla součástí celé konstrukce stropu nebo ji přímo tvoří. Izolační vrstvy jsou pak většinou uloženy až nad nosnou konstrukcí, nebo zcela chybí. Historické a současné skladby betonových podlah Vzhledem k dřívějším technologickým postupům výstavby byly betonové podlahy v minulosti často konstruovány jako vícevrstvé. Současné tempo a možnosti zpracování betonu se přiklání k jednovrstvé konstrukci podlah, kdy nosná i nášlapná vrstva jsou zhotovovány v jednom technologickém kroku. Tento postup se uplatňuje především v průmyslové výstavbě. V občanské výstavbě se doposud běžně setkáváme s vícevrstvou konstrukcí podlahy
Typická skladba starší vícevrstvé průmyslové podlahy: •
podkladní štěrkopískový násyp (tloušťka a kvalita dle projektu)
•
podkladní beton nižší třídy tl. 100 mm, vyztužený většinou 1x armovací sítí
•
hydroizolace nebo izolace proti zemní vlhkosti, případně tepelná izolace
•
nosná železobetonová deska tl. 100 – 150 mm, vyztužená 1 – 2 vrstvami armovacích sítí
•
potěr nebo mazanina tl. 30 – 60 mm s ručním zahlazením nebo s další povrchovou úpravou
23
Typická skladba jednovrstvé průmyslové podlahy v současnosti: •
podkladní násyp ukončený štěrkopískovou vrstvou tl. 100 cm
•
separační folie nebo hydroizolace, uložená na podkladní geotextílii
•
nosná železobetonová deska tl. 150 – 250 mm, vyztužená dvěma vrstvami armovacích sítí nebo rozptýlenou výztuží
•
nášlapná vrstva jako součást nosné železobetonové desky - technologicky se zpracovává současně s betonáží nosné desky. Dodatečné povrchové úpravy, o kterých pojednává další kapitola, se provádějí pouze v případech, kdy beton (jeho kvalita) jako nášlapná vrstva nevyhovuje.
Uvedené typické skladby pochopitelně nezahrnují všechny varianty, používané ve výstavbě. Důležitou roli zde hrají především základové poměry, které mohou zásadně ovlivnit celou konstrukci podlahy. Pokud není možné betonovou desku plošně podepřít podkladními vrstvami, nastupují složitější varianty zakládání, od vrstvených zeminových desek, přes štěrkové lavice až po piloty a mikropiloty. Betonáž Před vlastním zahájením betonáže je nutno provést kontrolu postupu prací. Jedná se především o kontrolu klimatických podmínek, receptury betonu a organizaci dodávek, rozdělení plochy do pracovních záběrů, počtu pracovníků a nastavení výškové úrovně – nivelety. Vlastní betonáž má několik technologických kroků, jejichž provedení se může lišit podle způsobu pokládky. • Zhotovení základních výškových terčů – pro hrubé rozprostření zhotovuje pověřený pracovník v předstihu před pokládkou betonu výškové terče, které slouží jako orientační body. Zpravidla se fixují ve vzdálenosti 2 – 4 m. • Hrubé rozprostření betonu – provádí se zpravidla ručně pomocí hrabel. Jeden pracovník obvykle srovnává povrch dvou- nebo třímetrovou latí. • Kontrola výšek, dorovnání – pracovník s laserovým snímačem nivelety provede kontrolu výšek a vyhovující místa označí hladítkem. Ostatní podle jeho pokynů upravují nevyhovující body. Na závěr se povrch opět ručně srovná latí. • Hutnění – provádí se pomocí vibračních latí a ponorných vibrátorů. Vibrování latí musí být plynulé a rovnoměrné, pracovník jde vždy před latí. Okraje, rohy, okolí kanálků a prostupů nebo nepřístupná místa se dodatečně vibrují ponornými vibrátory. Vzdálenost jednotlivých vpichů závisí na typu a výkonu vibrátoru, účinné plochy se však vždy musí překrývat. 24
• Srovnání a stržení povrchu ručním hladítkem – po zhutnění, dříve než dojde k vystoupení výpotkové vody, je nutno povrch strhnout latí. Tato operace se provádí pomocí teleskopických hladítek s kloubem, který umožňuje změnu úhlu hladítka při pohybu vpřed a vzad. Cílem je jednak dorovnání nerovností po vibrační lati, jednak „otevření“ povrchu betonu, aby mohl volně unikat přebytečný vzduch a výpotková voda. • Odstranění výpotkové vody – v závislosti na složení a konzistenci betonu dochází k vystoupení výpotkové vody na povrch během 1 až 4 hodin po pokládce. Tuto vodu je nutno vždy odstranit. Pro tento krok se používají speciálně upravená hladítka s přídavnou plastovou stěrkou. Množství výpotkové vody je individuální, stejně jako doba, kdy se na povrchu objeví. V zimním období může být tato doba až 2x delší než je obvyklé. • Ošetření a následné kroky – po odstranění výpotkové vody mohou následovat další úpravy povrchu. Pokud se betonová deska provádí bez další povrchové úpravy, je nutné zahájit její ošetřování. Ošetření povrchu betonových podlah Pro ošetření povrchu čerstvých betonových podlah se používají nejčastěji tzv. „těsnící nátěry“. Na trhu je k dispozici velké množství produktů s rozdílným složením a vlastnostmi, přičemž jeden výrobek může plnit současně několik funkcí. Primární funkcí těsnícího nátěru je ošetření betonu během zrání. Na povrchu betonové desky se po zaschnutí nátěru vytvoří film se sníženou propustností vodních par. Čím více je odpařování vody z betonu zpomaleno, tím dosáhne beton vyšších konečných pevností. Tato funkce těsnícího nátěru supluje starší způsoby ošetřování, jako vlhčení, kropení, přikrývání vlhkou geotextilií nebo plastovou folií. Dodatečné vytvrzení povrchu betonu je druhou funkcí těsnících nátěrů. Povrch betonu je tvořen především nejmenšími částicemi, které mají mnohem menší provozní odolnost nežli kamenivo v betonu. Některé druhy těsnicích nátěrů vytvářejí po zaschnutí vlastní mikrostrukturu, která zpevňuje betonovou matrici. Utěsnění povrchu betonu napomáhá zmenšit přirozenou nasákavost betonu. Při vsáknutí těsnícího nátěru do povrchu betonu jsou vyplněny mikropóry, vzniklé během tvrdnutí a snižuje se tak jeho nasákavost v budoucnu [72].
25
Druhy těsnících nátěrů • povrchové impregnace – zabraňují rychlému odpařování záměsové vody z povrchu betonu, korigují vznik trhlin. Vzniklý film poměrně rychle degraduje. Nevýhodou je malá kompatibilita s většinou dalších povrchových úprav, hlavně syntetických nátěrů. • hydrofobizační a vytvrzující nátěry – mají kromě ošetřující funkce schopnost utěsnění proti průniku kapalin a dodatečného vytvrzení. Vyznačující se vyšší účinností a delší trvanlivostí. • krystalizační nátěry – trvale utěsňují a vytvrzují povrch chemickou reakcí s hydratačními produkty, vytváří vlastní krystalizační struktury, které prorůstají strukturou betonu.
2.2.4. Betonové průmyslové podlahy se vsypem Jsou podlahy s vysokou životností a odolností v obrusu. Jejich využití je ideální do prostor, které jsou neustále vystaveny zatížení, jako jsou sklady, podzemní garáže, výrobní závody, výstavní pavilóny nebo průmyslové haly, zemědělské provozy nevyjímaje. Betonové průmyslové podlahy se vsypem bývají také někdy nazývány „pancéřové betonové podlahy“, což je specifický název pro systém průmyslových podlah, tvořených nosnou betonovou deskou a cementovým vsypem. Tento systém nachází uplatnění všude tam, kde je požadován podlahový systém s vysoce odolným povrchem. Vsyp je vyráběn mnoha firmami. Jako příklad do této práce byl použit vsyp od firmy PANBEX řady „F“, což je předmíchaná cementová, ohnivzdorná, prášková směs, obsahující tříděná, tvrdá, nekovová i kovová plniva, speciální cementy a kompatibilní chemické přísady. Tyto výrobky jsou určeny pro vytvoření trvanlivého povrchu betonových monolitických podlah.
Konstrukce pancéřové betonové podlahy je obecně tvořena následujícími vrstvami: •
podkladní - nachází se bezprostředně pod nosnou betonovou deskou. Může být tvořena buď zhutněným a srovnaným podložím nebo vrstvou podkladního betonu v případě tzv. „dvouvrstvé“ desky. Podkladní vrstvu může rovněž tvořit příslušná stropní konstrukce.
•
nosná - betonová deska, která je součástí pancéřové betonové podlahy. Je uložena přímo na podkladní vrstvě a její obvyklá tloušťka je 100 až 250 mm.
•
nášlapná - vrstva strojně zahlazeného cementového vsypu spolu s finálním těsnicím nátěrem.
26
Cementové vsypy jako výrobky pro vytvoření nášlapné vrstvy jsou suché předmíchané směsi, které se rovnoměrně sypou na povrch čerstvě položeného betonu a poté se strojně zahladí rotačními hladičkami. Dochází tak k monolitickému propojení mezi nosnou a nášlapnou vrstvou podlahy. Kvalita pancéřové betonové podlahy je z hlediska její odolnosti proti opotřebení přímo úměrná odolnosti nášlapné vrstvy a kvalitě jejího propojení s nosnou deskou. Nosná deska - statický návrh a skladba Statický výpočet a specifikace vlastností nosné desky, tedy tloušťka desky, třída betonu a způsob vyztužení se provádí na základě posouzení vlastností podkladní vrstvy a očekávaného provozního zatížení podlahy. Nosná betonová deska je zpravidla vyztužena a specifikace typu, množství a polohy výztuže je součástí statického návrhu. Výztuž je buď konvenční (svařovaná ocelová síť) nebo rozptýlená ve formě ocelových drátků. Možná je i kombinace obou způsobů. Izolace nosné desky proti zemní vlhkosti není nutnou podmínkou. Je-li předepsána jako součást podlahové konstrukce, je umístěna pod nosnou betonovou deskou. Beton Vlastnosti betonu jsou specifikovány jeho třídou, stanovenou statickým návrhem, a dále obecnými doporučeními pro složení betonové směsi. Pro pancéřové betonové podlahy jsou obvykle navrhovány betony třídy C20/25 (B25) nebo C25/30 (B30), výjimečně pak i C30/37 (B35). Složení betonové směsi musí odpovídat požadovaným pevnostním charakteristikám a současně umožnit dobrou zpracovatelnost. Cement se používá obvykle portlandský CEM I 42,5 (R); CEM I 32,5 (R) obvyklé množství je 300 – 350 kg/m3. Použití CEM II je přípustné. Kamenivo (plnivo) má mít takovou křivku zrnitosti, která zabrání segregaci (rozdružování) směsi. Podíl jemných frakcí (velikost zrn do 4 mm) by neměl přesáhnout 40 %. Vodní součinitel jako hmotnostní poměr mezi množstvím vody a cementu má optimálně dosahovat hodnoty 0,50, rozhodně by neměl přesáhnout 0,55. Směs pro strojní betonáž (laser screed) by měla zachovávat typický pokles kužele dle Abramse do 95 mm, pro ruční betonáž pak 125 až 150 mm. Použití plastifikátorů pro modifikaci vlastností betonové směsi, např. pro zlepšení čerpatelnosti či pro ovlivnění rychlosti tuhnutí betonu, je obecně možné jen tehdy, jsou-li dobře známy jejich vlivy na chování betonu při jeho zpracování.
27
Betonáž Pokládka betonu nosné desky s následnou aplikací vsypu se obecně provádí třemi způsoby. Jejich volba závisí na velikosti, půdorysném tvaru a přístupnosti podlahové plochy a dále na technologickém vybavení prováděcí firmy.
Kontinuální betonáž s manuální pokládkou betonu Kontinuální betonáž s manuální pokládkou betonu i aplikací vsypu je nejběžnější metodou provádění pancéřových betonových podlah. Při odpovídajícím technologickém vybavení a zkušenostech pracovníků zhotovitele je možný denní výkon až 1 500 m2 hotové podlahy. Prvním krokem je kontrola rovinnosti podkladu a stanovení nivelety budoucí podlahy. Pokud jsou do ukončovací pracovní spáry osazovány bednicí profily nebo přídavná výztuž, provede se jejich fixace v požadované poloze s ohledem na tuto niveletu. Příprava betonáže zahrnuje dále pokládku hydroizolace nebo separační PE fólie, které brání průsaku záměsové vody do podkladní vrstvy. Fólie se pokládá s přesahy a na styku podlahy se stěnou nebo se sloupem se vytahuje až nad úroveň budoucí podlahy. Po celém obvodu stěn, kolem patek sloupů a kolem všech prostupujících prvků se upevní dilatační pásy, nejlépe z pěnového polyuretanu (MIRELON), s horním okrajem nad úrovní budoucí podlahy. Tato dilatace pomáhá eliminovat objemové změny betonu. Pokud je navržena konvenční výztuž sítí, provádí se její rozložení na ploše a fixace ve specifikované poloze zpravidla den před betonáží. Vlastní pokládka betonu zahrnuje jeho rozprostření a srovnání do požadované nivelety, průběžně kontrolované zpravidla laserovým snímačem. Při tomto kroku je třeba vzít v úvahu určitý pokles nivelety, k němuž zákonitě dochází během následného hutnění betonu. Tloušťku vrstvy je vhodné kontrolně měřit v několika bodech ve stanovených vzdálenostech. Pro dorovnání se používají ruční ocelová hladítka. Dalším krokem je zhutnění betonu nosné desky, které se provádí pomocí plovoucích vibračních lišt různé šířky. Kolem stěn, sloupů a dalších okrajů je navíc vhodné použít ponorné vibrátory pro důkladné zhutnění desky v celé její tloušťce. Následující srovnání povrchu betonu a odstranění výpotkové vody se provádí pomocí ručních velkoplošných hladítek s kloubem na dlouhé rukojeti, který umožňuje nastavení polohy hladítka pro snadný pohyb vpřed a vzad. Srovnání při okrajích se provádí pomocí běžných ručních hladítek.
Kontinuální betonáž se strojní pokládkou betonu Kontinuální betonáž se strojní pokládkou betonu a následnou aplikací vsypu je nejvýkonnější metodou provádění pancéřových betonových podlah, která umožňuje denní výkon až 3 000 m2 28
hotové podlahy. Laserový pokladač (LASER SCREED) přitom udržuje niveletu podlahy s vysokou přesností v celé její ploše a umožňuje celkově dokonalejší provedení. Postup strojní betonáže se v zásadě shoduje s postupem při manuální betonáži, přičemž jednotlivé kroky je třeba přizpůsobit výkonu pokladače. S ohledem na schopnost technologického zařízení zpracovat i tužší betonovou směs (s nižším typickým poklesem kužele dle Abramse) není při tomto způsobu betonáže zpravidla nutné odstraňovat výpotkovou vodu.
Metoda dlouhých pásů Betonáž metodou dlouhých pásů, vymezených bedněním, je nejstarším způsobem provádění pancéřových betonových podlah, který umožňuje denní výkon do 500 m2. Tato metoda je dnes díky své nenáročnosti považována za vhodnou pro začínající zhotovitele s nepříliš rozsáhlým technologickým vybavením. Šířka pásů se odvíjí od délky vibrační lišty a půdorysného tvaru podlahy. Běžně se pohybuje od 3 do 6 m. Bednění pásů se běžně provádí jako: • Ocelové (systémové bednění podlahových desek) • Dřevěné (s nátěrem pro snadné odbednění) • Plastové (ztracené bednění pomocí profilů) • Kombinované Vlastní betonáž probíhá obvykle do vystřídaných pásů (každý druhý) s tím, že zbývající mezilehlé a krajní úzké pásy se provádí po odbednění hotových pásů (zpravidla třetí den po dokončení). V případě ztraceného bednění pásů je možno s betonáží mezilehlého pásu začít ještě týž den. Začišťování navazujících okrajů hotových pásů je však náročnější. Návaznost nosné desky a nášlapné vrstvy Práce je třeba připravit a zorganizovat tak, aby probíhaly nepřetržitě a aby na sebe jednotlivé kroky navazovaly. V době stále pokračující betonáže je zpravidla nutno zahájit aplikaci vsypu na dříve položených plochách a všechny potřebné práce je třeba časově a věcně sladit. Nedostatky v organizaci práce mohou vést k promeškání vhodných technologických okamžiků s ohledem na postupné tuhnutí betonu a způsobit tím potíže s kvalitou hotové podlahy. Při plánování je nutno zohlednit: • Rychlost tuhnutí betonu a vsypu • Počet zaškolených pracovníků (plocha denního výkonu) • Strojní vybavení a nářadí
29
Dodavatelské vztahy S organizací provádění prací souvisí rovněž dodavatelské vztahy, neboť jejich jednoduché a jasné schéma poskytuje zpravidla odpovídající záruky kvality. Betonáž nosné desky i aplikaci nášlapné vrstvy provádí vždy jeden zhotovitel, který ručí za kvalitu podlahy jako celku. Dodávku betonu pak musí zajistit tak, aby z hlediska všech vlastností směsi a jejího přísunu na stavbu byla smluvní ujednání jednoznačná. Beton každé dílčí dodávky má mít stejné vlastnosti, přičemž se nedoporučuje kombinace betonových směsí od různých dodavatelů nebo výroben na jedné konstrukci. Klimatické vlivy V zájmu co nejvyšší výsledné kvality je třeba při provádění pancéřových betonových podlah vzít v úvahu i vnější klimatické vlivy a případně přijmout opatření pro jejich eliminaci.
Déšť, sníh Obvykle jsou plochy průmyslových podlah zastřešené a opláštěné. Jedná-li se o venkovní betonáž, je třeba zamezit přístupu vody provizorním zakrytím.
Vysoká / nízká teplota, sluneční záření Při betonáži za vysokých i nízkých teplot je třeba přijmout opatření, která souvisí s obecnými pravidly betonáže v extrémních podmínkách. Sluneční záření – a to i v interiéru, pokud prochází přes okna či světlíky – může být příčinou rozdílů v době tuhnutí betonu v osluněné a zastíněné části podlahy. V době betonáže a bezprostředně po ní je třeba celou podlahu ochránit před přímým sluncem, aby nedocházelo k lokálnímu přesychání betonové desky.
Vítr, průvan Intenzivní pohyb vzduchu může být příčinou lokálních rozdílů v době tuhnutí a ve vysychání betonové desky. Při aplikaci vsypu může navíc způsobit jeho rozdružování a ovlivnit tak negativně zpracovatelnost i výslednou kvalitu nášlapné vrstvy. Před větrem a průvanem je vhodné celou podlahu ochránit zastíněním, aby k popsaným problémům nedocházelo. Aplikace vsypu Sortiment vsypů PANBEX zahrnuje tyto výrobky: • PANBEX F1 - křemičité plnivo, střední provozní zátěž 30
• PANBEX F2 - korundové plnivo, vysoká provozní zátěž • PANBEX F3 - metalické plnivo, mimořádná provozní zátěž • PANBEX F3E - metalické plnivo, extrémní provozní zátěž • PANBEX C2 - korundové a kovové plnivo s estetickým efektem, vysoká provozní zátěž • PANBEXIL - univerzální rozpouštědlový těsnicí nátěr Systém je možno kombinovat i s většinou dalších těsnicích nátěrů PANBEX, určených do specifických podmínek. Množství vsypu, které je určeno k aplikaci na 1 m2, se liší podle výrobku a způsobu jeho aplikace. Pro zachování technických parametrů nášlapné vrstvy podlahy je důležité, aby aplikované množství vsypů PANBEX F1 a F2 nekleslo pod 3 kg/m2, u vsypů PANBEX F3, F3E a C2 bylo minimálně 5 kg/m2. Určené množství vsypu je možno aplikovat v jednom nebo ve dvou krocích podle možností a vybavení zhotovitele. Aplikace ve dvou krocích je typická pro manuální práci, celé množství najednou se aplikuje zpravidla strojně.
Aplikace ve dvou krocích - manuální Příprava vlastní aplikace vsypu zahrnuje tyto kroky: • Ochrana povrchů stěn a sousedních ploch zakrytím proti znečištění např. jemnými pigmentovými částicemi. • Výpočet potřebného množství vsypu na příslušnou plochu a rozmístění pytlů (palet). • Příprava nástrojů a nářadí (hladítka) atd. Aplikaci vsypu je možno zahájit po lehkém zatuhnutí betonu. Správný okamžik závisí na vlastnostech betonu, klimatických podmínkách atd. Nastává zpravidla v rozmezí 4 až 8 hodin po skončení betonáže. Před zahájením aplikace vsypu je bezpodmínečně nutné odstranění výpotkové vody z povrchu betonu. Vhodné je i „oživení“ povrchu rozhlazením jedno či dvoukotoučovou rotační hladičkou s disky nebo s širokými lopatkami těsně před zahájením práce. Nejprve se aplikuje 1/2 až 2/3 celkového množství vsypu. Aplikace musí být rovnoměrná, zvláštní pozornost je třeba věnovat okrajům plochy. Aplikovaný vsyp je postupně provlhčen vodou z betonové směsi. Úvodní hlazení je možno provést ihned po rovnoměrném provlhnutí prášku, které se projeví jeho ztmavnutím. Zbývající množství vsypu se aplikuje vzápětí a postup zapracování je stejný jako u první části.
31
Jednorázová aplikace - strojní Při použití strojů pro aplikaci vsypu (TOPPING SPREADER) se celé určené množství sype najednou prakticky ihned po betonáži a po zhutnění a srovnání povrchu nosné desky. Výhodou strojní aplikace je vyšší rovnoměrnost distribuce vsypu na povrchu podlahy ve srovnání s manuálním způsobem. Hlazení nášlapné vrstvy Základním technologickým vybavením pro hlazení nášlapné vrstvy jsou jednokotoučové strojní hladičky průměru 900 nebo 1 200 mm, opatřené buď rotačním diskem, širokými (COMBI) nebo úzkými (FINAL) lopatkami. Pro postupné hlazení povrchu se nasazují v uvedeném pořadí. Obdobné možnosti mají i dvoukotoučové pojízdné hladičky, které jsou prakticky nepostradatelné pro dosahování vyšších denních výkonů. Pro hlazení v blízkosti stěn, sloupů či bednění se s výhodou používají speciální jednokotoučové hladičky s menším průměrem kotouče (600 mm).
Úvodní hlazení Po aplikaci práškového vsypu a jeho provlhčení vodou z čerstvě položené nosné betonové desky je možno přistoupit k úvodnímu hlazení. Pro okamžik zahájení strojního hlazení je důležité vystižení vhodného stupně zatuhnutí betonu. Jednoduchou pomůckou může být zkouška našlápnutím na povrch podlahy, přičemž bota dospělého člověka zanechá pouze lehký otisk (3 až 4 mm). Příliš brzký začátek hlazení znamená hrozbu porušení rovinnosti povrchu. Zároveň dochází k vtlačování vsypu do povrchu betonu, což zhoršuje kvalitu nášlapné vrstvy. Příliš pozdní začátek znamená snížení účinnosti operace hlazení. Reálná je navíc hrozba lokálního přesychání povrchu a delaminace vrstvy vsypu. Hlazení začíná zpravidla použitím jednokotoučových hladiček s menším průměrem na okrajích plochy, aby nedošlo k přeschnutí vsypu. Pro hlazení v ploše se naopak používají hladičky s větším průměrem nebo hladičky dvoukotoučové. První hlazení se provádí diskem nebo lopatkami nastavenými naplocho. Přesychající vrstvě vsypu nelze dodávat ztracenou plasticitu dodatečným přidáním vody. Máli vsyp vytvořit s nosnou deskou monolitický systém, pak je třeba respektovat přirozený časový průběh procesu tuhnutí a tvrdnutí obou jeho součástí. Přidávání vody znamená vážné nebezpečí pro výsledné vlastnosti nášlapné vrstvy. Podobné nebezpečí hrozí i v případě aplikace vsypu do neodstraněné výpotkové vody. 32
Opakované hlazení Následující opakované hlazení, spojené s postupnou výměnou disků na hladičkách za lopatky COMBI a dále za lopatky FINAL, zajišťuje nejen kvalitní zahlazení povrchu podlahy, ale i jeho uzavření a finální zhutnění. K výměně disku za lopatky COMBI dochází za běžných podmínek po cca 2 hodinách od zahájení hlazení, po dalších 2 hodinách jsou zpravidla nasazovány lopatky FINAL. Uvedený časový průběh je pouze orientační. V závislosti na řadě faktorů se mohou časy výrazně prodlužovat i zkracovat. Postupné hlazení probíhá v pravidelně se opakujících cyklech ve dvou navzájem kolmých směrech. Přestávky mezi cykly jsou zpočátku 15 až 20 minut, postupně se intervaly zkracují. Po každém strojním hlazení se upraví a uhladí okraje plochy ručním ocelovým hladítkem. Při strojním hlazení hrozí nebezpečí lokálního přehlazení (spálení) povrchu, které představuje estetickou závadu. Zastavovat hladičku je třeba pouze až po vyjetí z hlazené plochy např. na připravené podlážce. Zabrání se tím vzniku otisků lopatek na povrchu podlahy. Jako obecný důsledek rozdílného vyzrávání povrchu a vlastní betonové desky se na podlaze mohou objevit jemné mikrotrhlinky. Jedná se o přirozený jev, typický pro betonové strojně hlazené povrchy, který nemá na užitné vlastnosti podlahy negativní vliv. Ošetřování povrchu Pancéřové betonové podlahy je nutno po dokončení chránit proti rychlé ztrátě vnitřní vlhkosti. K tomuto účelu se povrch ošetřuje aplikací vhodného těsnicího nátěru např. PANBEXIL, který vytváří na povrchu ochranný film. Kromě ošetření poskytuje PANBEXIL utěsnění a dodatečné vytvrzení, čímž dále zlepšuje užitné vlastnosti povrchu podlahy. V případě specifických podmínek či požadavků je možné použití i dalších těsnicích nátěrů PANBEX. Těsnicí nátěry se aplikují nejlépe bezprostředně po dokončení strojního hlazení (nejpozději před řezáním spár) rovnoměrně v určeném množství. Typickým způsobem aplikace je stříkání. Při provádění nástřiku na okrajích ploch (zejména u stěn) se doporučuje provizorní ochrana ostatních povrchů fólií. Příliš silná vrstva nátěru může vést k jeho odlupování a ke vzniku estetických závad, příliš tenká vrstva neplní dostatečně ochrannou funkci. Ošetřování povrchu pomocí jeho přikrývání folií nebo vlhkou geotextilií není vhodné, neboť vede zpravidla ke zvýšení barevné nejednotnosti nášlapné vrstvy.
33
Provádění spár Návrh spár pancéřových betonových podlah vychází ze stavebního projektu a jeho statiky. Obecně je ovlivněn těmito hledisky: • Statická a konstrukční hlediska (konstrukční systém, zatížení, velikost ploch, vyztužení betonu, teplotní rozdíly, náhlé změny průřezu apod.) • Materiálové charakteristiky (smršťování betonu, vznik trhlin) • Pracovní postup (betonáž a její přerušení) Z tohoto pohledu lze spáry zjednodušeně rozdělit následovně: • Konstrukční a dilatační spáry • Smršťovací spáry (kontrakční) • Pracovní spáry Konstrukční a dilatační spáry Jsou vždy vedeny přes celou tloušťku nosné desky a vyplňují se pružným stlačitelným materiálem - středně široké (kolem 10 mm). Veškerá výztuž je přerušena. Mělká rýha v nášlapné vrstvě se vytváří provizorním osazením vhodné výplně. U zatížených podlah jsou vhodnější spáry řezané - široké (20 mm a širší). V úrovni nášlapné vrstvy se fixují kovové dilatační profily, které je nutno po aplikaci vsypu očistit. Hlazení povrchu v blízkosti dilatace se provádí ručními hladítky.
Smršťovací spáry (konstrukční) Smršťovací spáry dělí betonovou plochu na dílčí pole tak, aby umožnily objemové změny betonu bez vzniku trhlin z vnitřního pnutí. Nejběžnějším řešením je řezání spár po dokončení betonové desky, možné je i vkládání profilů při betonáži. Typické rozměry řezu jsou šířka 3 až 4 mm a hloubka od 30 mm až do 1/2 tloušťky desky v závislosti na technologii řezání a času od dokončení podlahy. Trhliny z pnutí se vyvíjejí z řezané spáry směrem dolů. Základní rozměry polí rastru smršťovacích spár se nejčastěji volí ve čtvercovém tvaru jako 30ti násobek tloušťky betonové desky. Obdélníky jsou možné do maximálního poměru stran 1:1,5. Spáry se řežou do 48 hodin po dokončení příslušné části podlahy. Smršťovací spáry je možno ponechat bez vyplnění nebo je vyplnit pružným materiálem po dokončení celé podlahy. Vyplnění spáry se běžně provádí vtlačením provazce z pěnového polyuretanu (PANBEX CORD) dovnitř spáry a zatmelením horního okraje pomocí pružného tmelu (PANBEX KIT PU). 34
Pracovní spáry Vznikají v místech přerušení betonáže a řeší se buď prostým přibetonováním po odbednění a následným proříznutím (podobně jako spáry smršťovací) nebo vhodněji osazením ocelového jednoduchého nebo zdvojeného profilu a doplněním přídavnou výztuží, která zabraňuje vertikálním posunům sousedících celků. Doporučené technologické vybavení Pro provádění menších a středních ploch s denním výkonem 500 až 1 000 m2 je nutné, aby byl zhotovitel vybaven následující technologií: • 1×
laserový nivelační přístroj se snímačem
• 1×
ponorný vibrátor
• 1×
vibrační lišta
• 3×
velkoplošné hladítko
• 6×
ruční ocelové hladítko
• 2×
jednokotoučová strojní hladička malého průměru
• 3×
jednokotoučová strojní hladička velkého průměru nebo
• 2×
jednokotoučová strojní hladička velkého průměru +
• 1×
dvoukotoučová hladička s pojezdem
• 1×
řezačka spár
Příslušenství k hladičkám (spotřební materiál) – disky, lopatky COMBI, lopatky FINAL – vše v příslušné velikosti a počtu. Údržba před kolaudací Podlahy se provádějí téměř vždy v předstihu před kolaudací stavby. Nelze se na nich vyvarovat určitého provozu v závěru stavby. Přestože jsou pancéřové betonové podlahy brzy velmi odolné, je nutné dodržovat tyto zásady: • Pěší provoz je zpravidla možný již druhý den. Probíhá však úvodní fáze zrání betonu, který by měl zůstat rovnoměrně pokryt těsnicím nátěrem alespoň po dobu 7 dnů. V této době se porušení ošetřujícího filmu projeví rozdílným postupem zrání, jehož důsledkem jsou barevné rozdíly. Proto se nedoporučuje zbytečný vstup na hotové podlahy v této fázi. • Je-li provoz nevyhnutelný, umísťují se před vstupem rohože k otření obuvi. Případné znečištění (malta, vápno, barvy, oleje apod.) je třeba neprodleně šetrným způsobem odstranit.
35
• Je-li na ploše nutné skladování stavebních materiálů a zařízení, doporučuje se celou příslušnou část podlahy pokrýt fólií od kraje ke kraji. Položení fólie na malé ploše rovněž ovlivňuje rychlost zrání a projevuje se barevnými rozdíly nášlapné vrstvy. K dispozici je podrobný návod na běžné čištění, pro vyznačení linek, pro případné opravy drobného poškození a pro dodatečné barevné úpravy povrchu [40]. Porovnání běžné betonové a vsypové podlahy Vsypové podlahy vynikají oproti běžným betonovým podlahám především: •
odolnost vysoké provozní zátěži
•
bezprašnost
•
ekonomičnost
•
rychlost provádění
•
zaručená kvalita – průmyslová výroba mimo stavbu
•
minimální nároky na údržbu
Životnost podlahy, tzn. její odolnost na používání v průběhu roků, můžeme simulovat zařízením STO 71, které měří odolnost v obrusu. Jedná se o hloubku stopy v mm, vybroušené kolečky zkušebního zařízení po 2 850 otáčkách brusné hlavy. Obrázek č. 1 ukazuje, že vsypový podlahový systém vykazuje mnohonásobně vyšší trvanlivost ve srovnání s kvalitní betonovou podlahou C 25/30 bez povrchových úprav.
36
Obrázek č. 1:
Srovnání odolnosti v obrusu betonové a vsypové technologie [65]
2.2.5. Živičné (asfaltové) průmyslové podlahy Ve starších zemědělských provozech (drůbežárny apod.) se můžeme setkat s asfaltovou podlahou. Asfalt je jedna z živic, které se vyskytují v přírodě buď společně s jinými, nebo samostatně v různém geologickém prostředí, hlavně v sedimentech formací, které jsou známy jako naftonosné. Získává se z ropy jako zbytek po vakuové destilaci. Je to ta nejhustší složka ropy s nejvyšším bodem varu. Nejčastěji se využívá při stavbě silnic, ale jeho využití je rozmanitější, už jen díky tomu, že taje při pouhých 70 až 100 °C. Asfalty je možné rozdělit na: a) lité asfalty b) asfaltové pásy
A. Lité asfalty Litý asfalt je živičný povlak ze směsi polotuhého asfaltu, hutného kameniva frakce 4 až 8 mm, drobného kameniva frakce 0 až 4 mm a vápencové moučky. Lité asfalty se rozprostírají ručně v jedné nebo ve více vrstvách. Povrchová úprava je v případě požadavku drsnosti prováděna posypem drobnou drtí. Bez posypu je povrh hladký. Jestliže má být povrch hladký, provede se 37
válcování dřevěným válcem. Tloušťka vrstvy litého asfaltu v pozemních a průmyslových stavbách činí 2,5 - 4 cm. [32]. Litý asfalt neobsahuje dehet ani obdobné zdraví škodlivé látky, neuvolňují se z litého asfaltu žádné emise, a proto není námitek proti užití v interiérech budov. Vlastnosti litého asfaltu: • nevyžaduje žádnou dobu pro tuhnutí •
litý asfalt má vynikající odolnost proti opotřebení
•
je necitlivý na slabé působení ropných produktů
•
vysoká mrazuvzdornost
•
má vysokou pohltivost zvuku
•
je vodotěsný a bez dutin
•
prakticky nehořlavý
•
nevyžaduje žádnou péči nebo údržbu
•
snadno se čistí vodou nebo mýdlovým roztokem
•
je recyklovatelný a tím šetrný k životnímu prostředí
Použití litého asfaltu: • na povrchovou úpravu podlah skladů •
výrobních hal
•
zemědělských objektů (stáje, drůbežárny, sklady na obilí, ovoce, zeleniny,hnojiva apod.)
•
na chodníky, hřiště, účelové komunikace, apod. [32].
Litý asfalt se pokládá za horka, tj. při teplotě cca 230 °C – viz fotopříloha – obrázek č. 12. Okamžitě po zchladnutí (po 2–3 hodinách) může být přecházen a nebo může být položena podlahová krytina. Doby potřebné pro chemickou reakci, hydrataci nebo vytvrzování odpadají. Díky vysoké teplotě při pokládce a velkému množstvím uvolňovaného tepla pomáhá litý asfalt k vysušování budovy. Kročejový hluk je možné snížit až o 14 dB (podle druhu užívání a zatížení požadované, jmenovité tloušťce 25–30 mm). Použitím vhodných izolačních hmot tak může být při konstrukčních výškách 35–55 mm dosaženo míry zlepšení kročejového hluku až o 32 dB. Z důvodu vysoké otěruvzdornosti a necitlivosti vůči vodě a mnoha agresivním látkám (kyselinám, louhům, olejům, pohonným hmotám apod.) představuje litý asfalt trvalé řešení průmyslových potěrů. Při jmenovitých tloušťkách 35–40 mm mohou být průmyslové potěry z litého asfaltu ihned po zchladnutí přejížděny i nejtěžšími vozidly bez rizika škod nebo poruch. Při 38
obvyklém denním výkonu cca 500 m2 je tak možno vedle provádění novostaveb rekonstruovat i staré podlahy, aniž by docházelo k několikadenním nebo týdenním výpadkům nebo omezením produkce. Samozřejmě splňuje litý asfalt i veškeré nároky kladené obvykle na silniční asfalt. Mohou tak být prováděny dopravní plochy na veřejných silnicích, na parkovištích, halových garážích a jejich stropech a na mostech. Nedostatky litého asfaltu je třeba hledat především v nákladech. Protože se litý asfalt vyrábí ve speciálních stacionárních míchárnách a na stavbu se dopravuje v trvale vyhřívaných nákladních vozech, jsou náklady na výrobu a transport litého asfaltu a tím i nabídková cena vzhledem k běžným druhům potěru na první pohled vyšší. V současné době míchárny (obalovny) v České Republice litý asfalt pro použití v interiérech nevyrábějí [62].
B. Asfaltové pásy Jedná se o hydroizolační pás z asfaltu s modifikovaným SBS kaučukem s vložkou z kvalitní polyesterové rohože. Pás je určen pro izolace proti vodě a vlhkosti všech částí staveb. Kvalita asfaltové hmoty i nosné vložky umožňuje použití i v místech zvýšeného namáhání. Asfaltové pásy vynikají vysokou pevností a průtažnost. Silná modifikace asfaltové hmoty SBS kaučuky dodává pásu vynikající elasticitu a ohebnost i při extrémních teplotách [37].
2.2.6. Dodatečné povrchové úpravy podlah Dodatečně prováděnou povrchovou úpravou betonových podlah rozumíme takové úpravy, které nejsou prováděny v jednom sledu s betonáží konstrukční nosné vrstvy, ale po nutné kratší či delší technologické přestávce. Pochopitelně sem patří i různé způsoby renovace povrchu betonových podlah po delší době jejich používání nebo při změně způsobu používání. Povrchové úpravy se dělí podle různých hledisek na několik druhů: • Rozdělení podle spojení s podkladem
povrchové úpravy pevně spojené s nosnou betonovou vrstvou – kotvené
povrchové úpravy samostatné – plovoucí
• Rozdělení podle způsobu provádění a materiálu
penetrace a nátěry
lité podlahy
vrstvené podlahy 39
hlazené stěrky a potěry – syntetické, cementové, terrazza, magnezitové podlahy
Povrchové úpravy pevně spojené s nosnou betonovou vrstvou - kotvené U průmyslových podlah se s nimi setkáváme vzhledem k vyššímu namáhání nejčastěji. Podle tloušťky se tyto povrchové úpravy mohou dělit na: • Penetrace a nátěry, tloušťka vrstvy méně než 1 mm. Penetrace je povrchová úprava betonu materiálem, který má obvykle nízkou viskozitu. Jeho hlavní funkcí je utěsnění povrchu při současném proniknutí do struktury podkladu. Nemusí na povrchu vytvářet souvislou vrstvu, neboť z konečného hlediska není tato vrstva důležitá. Nanáší se válečkem nebo stříkáním. Nátěr tvoří na povrchu betonu souvislou čirou nebo probarvenou vrstvu, která plně překrývá povrch. Nanáší se obvykle v několika krocích. Pro požadavek protiskluznosti je možné povrch přesypat křemičitým pískem. • Lité stěrky, tloušťka vrstvy 2 – 50 mm Nanáší se ručně nebo strojně na předem připravený podklad. Povrch stěrky se po nanesení mechanicky neupravuje, pouze se srovnává nebo se vrstva po nalití odvzdušní jehlovým válečkem. • Vrstvené stěrky, tloušťka vrstvy 2 – 7 mm Nanáší se v několika krocích, mezi nimiž je technologická přestávka. Nejčastěji se střídavě nanáší pojivo a nosný agregát. Na závěr se povrch přebrousí, vyčistí a utěsní uzavírací (pečetící) vrstvou čiré pryskyřice, laku nebo nátěru. Systém umožňuje velkou variabilitu vzhledu, jako agregát se používají kombinace barevných písků různé zrnitosti. • Hlazené stěrky, tloušťka vrstvy 5 – 30 mm Na penetraci nebo spojovací můstek se nanáší vrstva polymercementové nebo syntetické malty, která se dále strojně upravuje hlazením. Po vytvrzení se povrch přebrousí a opatří se uzavíracím nátěrem. Pokud se používá v nosné vrstvě hydraulické pojivo, povrch se po přebroušení pouze voskuje nebo se opatří čirým nátěrem.
40
• Hlazené potěry, tloušťka vrstvy 30 – 50 mm Aplikují se zpravidla na spojovací můstek, který tvoří penetrace nebo „pačok“. Používají se buď klasické cementové potěry, jejichž povrch je v konečné fázi opatřen vsypem nebo se nanáší jako modifikovaná potěrová vrstva, která se upravuje pouze strojním hlazením. Pojivo těchto modifikovaných potěrových vrstev může být na bázi cementu, hořečnatých cementů nebo na bázi síranu vápenatého. Po zahlazení se povrch zpravidla ošetří ochranným nátěrem.
Na výsledné vlastnosti povrchové úpravy má velký vliv druh použitého pojiva, které se dělí následovně: 1. Organické hmoty rozpouštědlové nebo bezrozpouštědlové: • epoxidové pryskyřice • polyuretany • polymer metyl metakrylátové pryskyřice (PMMA) • akryláty • asfalty 2. Anorganické hmoty: • cementová pojiva • hořečnatá pojiva • pojiva na bázi síranu vápenatého 3. Kombinované hmoty – polymercementová pojiva – kombinace organických a anorganických pojiv.
2.2.7. Skládané podlahy (dlažba) Pod pojmem dlažba si lze představit mnoho různých typů skládaných podlahových systémů. Může se jednat o kamennou či cihlovou dlažbu nebo laminátovou plovoucí podlahu. Při výběru daného typu podlahy je především důležité, do kterých míst je daná podlaha určena. Záleží především na podmínkách, ve kterých bude podlaha užívaná a jaké podmínky jsou na podlahu kladeny (kročejová neprůzvučnost, tepelná jímavost, voděodolnost,...) Typy skládaných podlah: a) dřevěné podlahy b) laminátové podlahy c) korkové podlahy d) PVC a pryžové podlahy 41
e) povlakové podlahy (kobercové) f) betonové zámkové podlahy g) keramické podlahy, ....
A. Dřevěné podlahy Mezi dřevěné podlahy patří především: •
Parketová podlaha
•
Prkenná podlaha
•
Kazetová podlaha
•
Mozaiková podlaha
Dřevěné podlahy je možno použít například ve sportovních halách, při rekonstrukcích historických objektů a například do objektů s požadavkem na estetickou hodnotu podlahy. Dřevěné podlahy jsou hlavně výborné co do spolehlivosti. Jejich hlavním kladem je především dlouhá životnost a ekologičnost (použití přírodního materiálu).
B. Laminátové podlahy Vyznačují se především dobrou tepelnou izolační schopností a dobrou kročejovou neprůzvučností z důvodu uložení na pružné podložce. Tento typ podlahy je všestranně použitelný do vnitřních prostor. V současné době se tento typ podlah hojně využívá především v restauračních zařízeních, v kancelářích a společenských místnostech, ale také často do domácností. Tento typ podlah vykazuje vysokou oblíbenost pro svou nenáročnost na údržbu, rychlost provedení, relativní odolnost povrchu, estetičnost a hlavně pro své nízké pořizovací náklady.
C. Korkové podlahy Korek je přírodní ekologický materiál, který se vyrábí z kůry stromů korkových dubů. Podlahy z tohoto materiálu se provádí buď lepené nebo plovoucí. Povrchová vrstva korku může být přírodní nebo lakovaná. Předností korku je dobrá tepelně izolační schopnost a kročejová neprůzvučnost. Korkové podlahy jsou obdobně jako laminátové podlahy snadné na údržbu. Korkové podlahy s nelakovaným povrchem nejsou vhodné do místností s vyšším rizikem navlhnutí a následnými objemovými změnami, které mohou podlahu poškodit.
42
D. PVC a pryžové podlahy PVC a pryžové podlahy se vyrábějí nejčastěji v pásech, jako jednolité nebo v podobě různých tvarů – čtverce, trojúhelníky apod. Tento typ podlah je asi ze všech nejméně náročný na údržbu. Tyto podlahy vykazují vysokou mechanickou odolnost a trvanlivost. Jsou vhodné do prostor s vysokým provozem, s nároky na hygienu, bezpečnost, snadnou údržbu a také estetiku. Jejich použití je vhodné například do administrativních budov, nemocnic, škol, apod. Z ekologického hlediska je tento typ podlah asi nejvíce nepřijatelný.
E. Povlakové podlahy - koberce Koberce jsou celoplošné podlahové textilie vyráběné tkaním ze syntetických a organických vláken. Předností koberců je především dobrá tepelně a zvukově izolační schopnost, malá tepelná jímavost, estetičnost. Mezi největší nevýhody koberců, ale naopak patří především nadměrné usazování prachu a nečistot, díky kterému se můžou u některých jedinců objevovat alergické reakce, a také nutnost použití strojních zařízení na pravidelnou údržbu. Nejčastěji je těchto podlah používáno v obytných místnostech a kancelářích. Podoba a výroba koberců: • bytové •
zátěžové - reprezentativní krytiny s vysokými nároky na praktičnost, kvalitu i provedení určené do provozu kanceláří, hotelů i bankovních domů
•
běhouny - s použitím do chodeb, hal a jako krytiny schodů
•
objektové čtverce - vysokozátěžové koberce na speciálních podložkách v provedení velur i smyčka určené do hal, kanceláří, chodeb, apod.
Materiál: • 100 % polyamid (PA) •
100 % polypropylen (PP)
•
100 % polypropylen + vlna
•
90 % polypropylen + vlna
•
polypropylen + polyamid
•
Vlna
•
Ostatní přírodní materiál
43
F. Betonové zámkové podlahy Jedná se o skládané podlahy z vibrolisovaných betonových prvků, které se ukládají do pískového nebo betonového lože a díky svému tvaru zapadají navzájem do sebe. Betonové prvky se vyrábějí nejrůznějších tvarů a rozměrů. Výška prvků je závislá na předpokládaném provozním zatížení podlahy. Prvky se taktéž vyrábějí v několika barevných odstínech (šedá, černá, červená, modrá, žlutá) a v několika povrchových úpravách (hladké, rustikované, neupravené). Tato podlaha je pro svou pevnost, mrazuvzdornost, chemickou odolnost a nenáročnost na údržbu vhodná jak do interiéru (skladovací prostory, haly, dílny,...), tak do exteriéru (komunikace, skladovací plochy, parkoviště,...).
G. Keramické podlahy Jedná se o podlahy vytvořené z keramických dlažebních prvků, které vznikly vypálením lisovaných jílových zemin opatřené glazurou. Dlažební prvky se vyrábějí nejrůznějších velikostí, tvarů a estetických provedení. Dlažba se pokládá na vyrovnanou podkladní vrstvu do maltového lože nebo na lepící tmel. Použití keramické dlažby může být v interiéru i v exteriéru, kde je nutné použít mrazuvzdornou dlažbu. Samotná dlažba vykazuje vysokou pevnost v tlaku a vysokou chemickou odolnost. Dále je nenáročná na údržbu a hygienická, ale je velmi křehké. Nejčastější použití keramických dlažeb je do vlhkých nebo mokrých prostor (koupelny, bazény, prádelny, toalety,...), chodeb, obchodních prodejen, a také do potravinářského průmyslu.
2.2.8. Kontrolní a zkušební plán výstavby průmyslových podlah Projektant stavby pro každou průmyslovou stavbu (tedy i podlahu) vytvoří zkušební a kontrolní plán. Dodavatel stavebního díla je povinen se tímto zkušebním a kontrolním plánem řídit a dodržovat jej. Kontrolní a zkušební plán je vytvořen na základě podmínek, které určují České státní normy pro konkrétní činnost. Pokud pro danou činnost neexistuje specifická Česká státní norma či podniková norma je nutno se řídit obecnými technickými podmínkami pro danou činnost, konstrukci, exploataci apod., jako jsou například Technické podmínky sdružení pro sanace betonových konstrukcí, které udávají druhy a četnosti jednotlivých zkoušek na daných konstrukcích.
Příklady možných zkoušek při výrobě betonových průmyslových podlah: •
Zkouška konzistence čerstvého betonu – min. 3x denně dle normy ČSN EN 12350-2-5 44
•
Měření obsahu vzduchu v čerstvém betonu – min. 3x denně dle normy ČSN EN 12350-7
•
Měření objemové hmotnosti čerstvého betonu – při zkoušce obsahu vzduchu a odběru zkušebních těles dle normy ČSN EN 12350-6
•
Odběr vzorků čerstvého betonu – min. 3 tělesa dle normy ČSN EN 12350-1
•
Zkouška pevnosti betonu v tlaku po 28 dnech – min. 3 tělesa (závisí na množství ukládaného betonu) dle normy ČSN EN 12390-4
•
Zkouška pevnosti betonu v tahu – dle normy ČSN EN 12390-5
•
Zkouška odolnosti proti průsaku vody – 1 těleso, při expoziční třídě XA 3 tělesa dle normy ČSN EN 12390-8
•
Zkouška odolnosti betonu vůči vlivu vody, mrazu a chemickým rozmrazovacím látkám – 1 těleso při expoziční třídě XF4 dle normy ČSN 73 1326
•
Zkouška mrazuvzdornosti betonu – dle normy ČSN 73 1322
•
Zkoušení objemové hmotnosti ztvrdlého betonu – dle normy ČSN EN 12390-7
•
Zkouška akustickým trasováním – provádí se celoplošně
•
Stanovení pevnosti v tahu povrchových vrstev – min. 3x na každých 100 m2
•
Zkouška pevnosti v tlaku nedestruktivně – Schmidtovým tvrdoměrem, min. 9x na každých 100 m2
•
Vizuální kontrola – provádí se celoplošně
•
Jiné – při specifickém použití průmyslových betonových podlah
2.3. Životní cyklus výrobku v rámci výrobce podlah Z obecného pohledu výrobce se každý výrobek nachází jedné ze tří fází svého života. Jedná se o životní cyklus výrobku, který lze znázornit následujícím schématem.
Obrázek č. 2:
Nekonečný cyklus výrobku [22]
45
•
P – fáze přípravy výrobku
•
R – fáze realizace výrobku
•
Z – fáze změna výrobku
První část realizace produktu je příprava, která popisuje "prenatální" období výrobku, v němž nedochází ke generování zisku. Firma investuje v rámci svých plánů jakosti do přípravy vhodných produktů. Výrobek je v rámci čtyř fází definován, vyvinut, certifikován a uveden na trh. Druhá část je realizace, v níž se firmě uvedená investice začíná vracet a posléze přinášet zisk. Tato část se dělí na fáze případu distribuce (nákup, prodej a servis) a fáze případu výroby (nákup vstupů, výroba, prodej a servis). Třetí část realizace produktu je změna produktu, v níž je z daných důvodů produkt vrácen zpět do některé z fází přípravy. Typické důvody jsou např. vynucená změna vstupu do výroby, změna výrobní technologie, změna dodavatele, přizpůsobení formulace, změna účelu a mnohé další [49]. Všechny části realizace produktu je možné shrnout v následující tabulce:
Tabulka č. 6: Realizace produktu
[21]
Vysvětlivky: MDA (Managing Director – Admin, tj. Ředitel – Správa) MDM (Managing Director – Motor, tj. Ředitel – Motor)
46
2.4. Agrodružstvo Jevišovice Na základě dobrých pracovních vztahů, byla ke spolupráci na této disertační práci přizvána firma Agrodružstvo Jevišovice, která je významným odběratelem průmyslových podlah do svých objektů. Společnost Agrodružstvo Jevišovice byla založena v roce 1993 jako samostatný a finančně nezávislý podnikatelský subjekt, v současné době hospodařící na 9 650 ha. Roční obrat činí přibližně miliardu Korun českých a průměrně zaměstnává 450 osob. [20]. Mezi hlavní činnosti patří především: a) chov drůbeže b) chov prasat c) chov skotu d) rostlinná výroba e) výroba krmných směsí f) produkce sušené zeleniny
A. Chov drůbeže Drůbež je chována na celkové ploše 60 300 m2, což představuje jednorázový zástav přibližně 1 200 000 kusů. Výkrmové haly jsou vybaveny nejmodernější technologií od firmy „ROXELL“. Jednodenní kuřata jsou dodávána firmou Xaverov a. s. Praha, provoz Brno - 75 % a firma Mach Litomyšl - 25 % (viz fotopříloha - obrázek č. 3). Drůbeže dodává družstvo na trh cca 16 000 tun ročně. Dynamický rozvoj chovu drůbeže nastal v posledních letech, kdy management podniku reagoval na zvýšenou spotřebu drůbežího masa v České republice [22]. B. Chov prasat V současnosti je chován druh „france hybride“, na který jsou garance dobrého zdravotního stavu a vysoké plodnosti (viz fotopříloha - obrázek č. 4). Za další výhody lze považovat dobré mateřské vlastnosti i růst a nízkou konverzi krmiva. Spotřebitelé pak dostávají na trh druh, který zaručuje chutné, bezpečné a zdravé potraviny s vysokou nutriční hodnotou. V chovu prasat byl zvolen částečně uzavřený obrat stáda [23]. C. Chov skotu Chováno je plemeno Holštýnsko - Frýský dobytek, a to na farmě Jevišovice ve stáji s volným ustájením. Součástí technologie je dojírna GERMANIA z USA, která umožňuje produkci
47
mléka ve vynikající jakosti a špičkovou produktivitu práce. Vedlejším přínosem je kvalitního hnoje a příznivě působí i na strukturu osevního postupu družstva
[24]
výroba
.
D. Rostlinná výroba Agrodružstvo Jevišovice hospodaří v České Republice na výměře cca. 9 000 ha. Produkce rostlinné výroby je dlouhodobě směřována pro potřeby živočišné výroby, zejména pro zabezpečení maximálního množství krmiv při co nejnižších nákladech. V současné době se pěstují na 45 % plochy ozimé obilniny, na 10 % jarní obiloviny, kukuřice na 25 % a po 5 % sója, vojtěška, řepka a zelenina [25]. E. Krmné směsi Na základě domácích a mezinárodních zkušeností produkuje družstvo krmné směsi pro všechny druhy a kategorie hospodářských zvířat. Technologie výroby krmných směsí jsou řízeny pomocí výpočetní techniky, takže příslušné komponenty jsou dávkovány přesně podle stanovených receptur pro jednotlivé druhy a kategorie hospodářských zvířat. Ve vlastní laboratoři je sledována kvalita vyráběných krmných směsí. V porovnání s nakupovanými produkty dochází k úsporám. Nižší je dopravní náročnost a výhodou je možnost okamžité změny složení krmné směsi podle stanovených receptur [26]. F. Sušená zelenina Od roku 2004 začalo družstvo pěstovat zeleninu (především naťová petržel) určenou na sušení. Výroba sušené zeleniny probíhá na sušící lince v Citonicích u Znojma, jde o moderní pásovou sušárnu, vyhřívanou plynem s průměrnou kapacitou produkce 4 tuny suché hmoty za den. Většina produkce je dodávána na zahraniční trh. Kvalita produkce je garantována protokolem s mikrobiologickým rozborem z akreditované laboratoře [29].
Vzhledem k rozsahu rostlinné i živočišné výroby je nezbytností využívání moderní a výkonné mechanizace, včetně dopravní techniky. Družstvo využívá přes 30 nákladních automobilů s velkokapacitními sklápěcími návěsy pro přepravu obilovin. Pro polní práce má družstvo určeno více než 50 traktorů. Mezi další techniku patří kombajny, secí stroje, postřikovače chemické ochrany rostlin a manipulační technika [26] , [28]. V jednotlivých závodech Agrodružstva Jevišovice se můžeme setkat s různými druhy podlah. Nachází se zde podlahy převážně betonové a asfaltové, v některých provozech je také dlažba. Vzhledem k době užívání prostor se setkáváme také s celou řadou rekonstrukcí – především lokálního charakteru. Nové moderní provozy drůbežáren mají podlahu betonovou se vsypem.
48
3. Cíl práce Cílem této práce je na konkrétním příkladu z technologické praxe ukázat možnosti aplikace metodiky životního cyklu (LCA) za účelem ekologizace výroby a snížení zátěže životního prostředí. Vzhledem k tomu, že v dostupné literatuře neexistují údaje o využití této metodiky na konkrétní technologii, bude současně nezbytné verifikovat její vhodnost pro daný případ. Mezi primární cíle práce patří: I) zjistit a zhodnotit působení všech procesů výroby průmyslových podlah II) výsledky posuzování technologií vzájemně porovnat III) následně pak navrhnout opatření, která zjištěné negativní vlivy sníží, a tak přispět ke zlepšení stavu životního prostředí. Aby bylo možno splnit vytýčené primární cíle, bylo nutno realizovat níže uvedené cíle sekundární, a to v následující posloupnosti: 1) v teoretické části práce podat základní informace o existenci, využitelnosti a metodice LCA coby environmentálního nástroje, který slouží k vyjádření a vyhodnocení vlivů životního cyklu výrobku na životní prostředí 2) pro potřeby analytické části práce najít vhodného partnera (zemědělskou farmu), která bude ochotna poskytnout vstupní data, informace a součinnost při jejich zpracovávání a bude angažována na výsledku práce 3) projít vstupním proškolením o fungování provozu a porozumět technologické bázi výroby, tj. jednotlivým technologickým operacím, které jsou předmětem posuzování 4) vhodně zvolit předmět analýzy a funkční jednotku tak, aby analýza poskytla dostatečně objektivní a přesné výsledky 5) provést analýzu negativních vlivů na životní prostředí způsobených posuzovanými alternativami výroby a tyto vlivy vzájemně porovnat 6) na základě dosažených výsledků zvolit optimální technologii, která dovolí při zachování kvalitativních parametrů výstupu minimalizovat dopady technologie na životní prostředí
49
4. Materiál a metody Vzhledem k tomu, že pojem „průmyslové podlahy“ je možno brát z mnoha úhlů pohledu, je nutno si specifikovat a vymezit určitá kritéria, podle kterých se budeme ve výzkumu řídit. V prvním bodě je nutno uvést, že jako hlavní partner pro tento projekt byla vybrána firma Agrodružstvo Jevišovice (viz. kapitola 2.4). Průmyslové podlahy obsahují mnoho pojmů a hlavně je jich velmi mnoho druhů a typů. Jedná se například o beton, beton se vsypem, asfalt, dlažbu a spoustu dalších (viz kapitola 2.2). Každá průmyslová podlaha má svou danou skladbu a své ideální místo určení. Je také nutné zohlednit vliv na životní prostředí jednotlivých typů podlah. Pro tento výzkum byla z celé řady aspektů vybrána průmyslová podlaha na bázi betonu, betonu se vsypem a asfaltu. Tyto tři typy podlah jsou v zemědělských objektech považovány za nejpoužívanější. To platí i z pohledu historie, staré provozy mají betonovou nebo asfaltovou podlahu. Důvodem takového masivního využívání je jejich nenáročnost a relativně nízké pořizovací náklady. Z pohledu stavebních firem jsou tyto systémy také nejprodávanější. Betonové podlahy se vsypem byly vybrány, poněvadž jsou hojně využívány především od devadesátých let s příchodem nových technologií. Vynikají především vysokou odolností v obrusu a tím pádem mají dlouhou životnost s ohledem na rozumnou výši vstupních nákladů. Dalším důvodem pro výběr pouze tří typů průmyslových podlah bylo dosažení podrobné analýzy, tzn. analýzy vstupů a výstupů výroby, technologií aplikace a likvidace. Tento výzkum je také zajímavý z toho důvodu, že hlavní metodou srovnání jednotlivých typů průmyslových podlah je použita metoda LCA, tj. srovnávání různých aspektů (životnost, cena, …). Tyto aspekty budou vytýčeny později. Je také nutno uvést, že tato práce se omezuje na využití podlah převážně pro chov drůbeže, tzn. drůbeží farmy.
4.1. Zvolené metody zpracování Aby bylo možno vyřešit stanovené úkoly a dosáhnout vytyčených cílů, byla v průběhu zpracování práce použita řada metod. Tyto metody většinou nebyly aplikovány samostatně, nýbrž ve vzájemné souvislosti a podmíněnosti.
Základní metody prolínající se celou prací byly: •
metoda analogie, která představuje přenesení a aplikaci dosavadních poznatků studiích LCA do technologické praxe 50
•
metoda analyticko - syntetická, jež byla využita prakticky v rozsahu celé práce, zejména při realizaci materiálově - energetických bilancí daného výrobního procesu, klasifikace, charakterizace a hodnocení vlivů na životní prostředí
•
metoda indukce a dedukce, jež sehrály výraznou roli při interpretaci výsledků a formulaci obecně platných závěrů
•
metoda kvalifikovaného odhadu, jejíž uplatnění bylo základem pro zjištění dat potřebných k vyhodnocení negativních vlivů na životní prostředí
•
metoda komparace a aproximace byla využita zejména v závěrečné části práce, kde byl srovnáván celkový negativní dopad na životní prostředí u předmětů analýzy.
Základem pro naplnění primárního cíle se stala
metodika LCA pro hodnocení
environmentálního impaktu zvoleného výrobního procesu (metodika je podrobněji popsána v kapitole 2.1). V rámci uvedené metodiky bylo nutno zkoumané technologie (tj. varianty) posuzovat podle vzniklého souboru kritérií (tj. zjištěných negativních dopadů na životní prostředí). K tomu byla použita jedna z metod vícekriteriální optimalizace, a to vícekriteriální hodnocení variant (dále jen VHV). Obecný postup využití VHV spočívá v následujícím algoritmu. Úloha VHV je charakterizována tzv. kriteriální maticí, kde sloupce odpovídají kritériím Aj, kde j = 1, 2, ..., k a řádky hodnoceným variantám Xi, kde i = 1, 2, ..., n. Prvky matice vyjadřují ohodnocení i-té varianty podle j-tého kritéria. Následně je nutno stanovit ideální a bazální variantu. Ideální variantou se rozumí hypotetická nebo reálná varianta, která dosahuje ve všech kritériích nejlepší možné hodnoty. Obdobně bazální variantou je ta varianta, která má všechny hodnoty kritérií na nejnižší úrovni. Dalším krokem je sjednocení zadaných kritérií. Jsou-li některá kritéria zadána jako maximalizační a některá jako minimalizační, musí dojít k jejich převodu na kritéria maximalizační. Jelikož jsou hodnoty vícekriteriální matice vyjádřeny v různých jednotkách, je dále nutno tyto hodnoty normalizovat podle vztahu rij = (y´ij – Dj)/(Hj – Dj), kde Dj představuje nejnižší hodnotu j-tého kritéria a Hj představuje nejvyšší hodnotu j-tého kritéria. Existuje několik metod řešení úloh VHV (např. metoda grafická, metoda váženého součtu či metoda minimální vzdálenosti od ideální varianty). Pro potřeby této práce byla zvolena metoda váženého součtu, která vyžaduje určení vah jednotlivých kritérií. Protože vektor vah má značný vliv na výsledné uspořádání variant, je jeho určení velmi důležité. Existují tedy metody odhadu vah, které umožňují na základě subjektivních informací řešitele úlohy váhy určit. V zájmu objektivity určení vah byly použity informace zainteresovaných osob na řešeném problému. K určení vah byla
51
zvolena tzv. bodovací metoda. Zainteresované osoby stanovily pro každé kritérium bodové ohodnocení ve stupnici 0 až 5. Čím je kritérium pro ně důležitější, tím je ohodnocení vyšší. Následně byly vypočítány váhy kritérií podle jednotlivých zúčastněných osob. Celková váha každého kritéria byla určena jako průměr těchto hodnot. U metody váženého součtu je jako optimální varianta vybrána ta, která maximalizuje součet součinů vah a odpovídajících hodnot kritérií v případě, že jsou všechna kritéria zadána jako maximalizační nebo na ně převedena. Pokud jsou však všechna kritéria minimalizační, je optimální variantou ta, která minimalizuje součet součinů vah a odpovídajících hodnot kritérií.
52
5. Výsledky a diskuse 5.1. Životní cyklus výrobku (LCA) Ekologický výrobek by měl být schopen deklarovat svůj původ a energetickou náročnost při výrobě. K porovnání energetické náročnosti různých výrobků slouží metoda „Hodnocení životního cyklu produktů“ (LCA). S její pomocí se dá určit, kolik energie se spotřebuje na výrobu a v závěru životního cyklu i na recyklaci konkrétního výrobku (auta, kilogramu pracího prášku nebo například tepelné izolace) a jaké množství emisí se přitom vypustí do ovzduší [55].
5.2. Stanovení předmětu analýzy Za předmět analýzy bylo zvoleno srovnání životního cyklu průmyslových podlah na bázi betonu, betonu se vsypem a asfaltu, což jsou relativně dobře srovnatelné technologie. Předmětem analýzy jsou tedy následující technologické postupy výroby průmyslových podlah: •
beton - v našem stavebnictví nejrozšířenější druh podlah
•
beton se vsypem – betonová podlaha s speciální povrchovou úpravou nášlapné vrstvy odolné v obrusu
•
asfalt - černá plastická až tvrdá odrůda bitumenu Cílem bude tedy srovnat, která ze tří průmyslových podlah má dle metody LCA nejmenší
dopad na životní prostředí a zároveň je ekonomickou variantou dle poměru cena/hodnota.
Výhody
Nevýhody
Beton cena pevnost tuhost jednoduchost
Beton se vsypem Asfalt vysoká životnost odolnost proti opotřebení odolnost proti obrusu tlumivost hluku bezprašnost vodotěsnost rovinnost odolnost proti střídání tepla a mrazu technologická prašnost náročnost deformace další rekonstrukce pouze nízká odolnost v obrusu cena asfaltem nasákavost tepelná nestálost
Tab. č. 7: Výhody a nevýhody porovnávaných průmyslových podlah
53
5.3. Popis technologických operací 5.3.1. Betonové průmyslové podlahy Technologie výroby průmyslové podlahy na bázi betonu se opírá o tradiční postup při výstavbě. Práce dále podrobněji rozebírá rozdílné technologie jednotlivých operací, které je možné rozdělit na: 1) Příprava podkladu a) sběr ornice b) odvoz ornice c) dovoz kameniva d) rozvoz kameniva (drtě) e) vibrování válcem - hutnění f) izolování – folie g) položení geotextílie ( + hydroizolace) h) fólie 2) Betonáž a) míchání betonu b) dovoz čerstvého betonu na stavbu c) zpracování betonu i. pokládka betonu (ruční práce dělníků) ii. urovnání pomocí laserového nivelačního přístroje iii. hutnění pomocným vibrátorem iv. hutnění pomocí vibrační lišty d) fáze tuhnutí
54
50 45
Pevnost v tlaku [MPa]
40 35 30 25 20 15 10 5 0 0
5
10
15
20
25
30
Stáří [dny]
Graf č. 1: Vývin pevnosti betonu třídy C30/37 v čase [9]
e) hlazení, leštění – emulze atd. f) řezání podlahy – vytvoření dilatačních spár (většinou v rastru 6 x 6 m)
Obrázek č. 5:
Vytvoření dilatačních spár [9]
3) Užívání betonové podlahy a) po 28 dnech může dojít k plnému zatížení b) provoz – drůbežárna – na povrch působí (např.): krmivo, exkrementy, plyny a další vlivy. c) poruchy + opotřebení v průběhu 30-ti let 4) Likvidace a recyklace a) bourání b) odvoz na skládku – recyklace – tzn. použití na zásypy, zpevnění, jako nová vrstva betonu 55
1) Příprava podkladu Provádění betonových podlah nezahrnuje pouze vlastní pokládku betonové desky a její povrchovou úpravu. Velkou pozornost je třeba věnovat rovněž přípravě a kontrole podkladních vrstev. Základní podmínkou pro dobrou funkci jednovrstvých průmyslových podlah, budovaných na terénu, je tuhost podloží. Podklad musí být zhutněn tak, aby se modul deformace Edef,2 pohyboval v rozmezí 60 – 120 MPa. Současně ale musí být dodržena hodnota parametru Edef,2 / Edef,1 ≤ 2,1 (ČSN 72 1006). Tyto hodnoty je možno docílit pouze s kvalitními písky a štěrkopísky. V případě zakládání na neúnosných zeminách (stlačitelné hlinité a jílovité zeminy) je nutné zlepšit vlastnosti podloží (např. výměnou neúnosného podloží nebo pilotami apod.). Hutnění podloží musí probíhat za vhodných klimatických podmínek. Není přípustné hutnit podloží s vysokou vlhkostí nebo zmrzlé podloží. Mocnosti hutněných vrstev závisí na používané technice a druhu hutněné zeminy, nejčastěji se pohybuje mezi 10 – 20 cm. Vrstvy nad 20 cm je možné hutnit jen těžkými pneumatickými nebo vibračními válci. Jako poslední vrstva podloží je vhodný dobře zhutněný jemný štěrkopísek s velikostí zrn do 4 mm, který umožňuje vyrovnání nerovností a současně přerušuje kapilární vzlínání vody v podloží.
Pokládka separačních a hydroizolačních vrstev Separační vrstvou rozumíme vrstvu materiálu, která snižuje tření mezi spodním lícem betonové desky a podložím. Separační vrstva se nejčastěji zhotovuje z tenkých vrstev jemného štěrkopísku a písku nebo z různých plastových folií, případně kombinací obojího. Separační fólie se kladou na zhutněné podloží, podkladní beton nebo tepelně izolační vrstvy v pruzích, s přesahem cca 20 cm. Přesahy folií je možné lepit nebo svařovat. Fólie se po obvodu desky vytahuje nad úroveň jejího horního líce, nelze ji ale napojovat na vodorovné nebo svislé izolace. Vzhledem k její tloušťce 0,1 – 0,2 mm a ke způsobu pokládky nemůže tato fólie nikdy plnit funkci hydroizolační vrstvy. Hydroizolační fólie se vyrábějí v širokém sortimentu druhů a tloušťky. Kladou se obvykle na podkladní ochrannou geotextilii, která zabraňuje propíchnutí nebo roztržení fólie. Někdy se používá i horní ochranná geotextilie. Během pokládky betonu je však třeba dbát opatrnosti, aby jejím shrnutím nevznikly záhyby a dutiny nebo aby nedošlo k zmenšení tloušťky desky. Stejnou pozornost je nutno věnovat i samotné hydroizolaci. Klasické PVC fólie do tl. 1,0 – 1,2 mm není dovoleno pojíždět mechanismy, povolen je pouze pohyb osob [72].
56
2) Betonáž Aby bylo dosaženo požadovaného typu betonu (konstrukční beton odolný vůči zatížení) v požadované kvalitě, je nutné smíchat přesně kalkulovaný poměr dávkování jednotlivých složek betonu dle receptury. Složky betonu jsou tvořeny kamenivem, cementem, vodou, příměsemi a přísadami. Každá receptura musí být ověřena experimentálně v laboratoři a za provozu na betonárně. Výsledkem tohoto procesu je beton v požadovaných pevnostech, obsahu vzduchu a odolností vůči průsaku vody, mrazu a chemickým látkám [23]. Jednotlivé frakce kameniva (písek, štěrkopísek, štěrk), cement a příměsi jsou naváženy do míchacího jádra. Současně je do míchacího jádra nadávkována voda a přísady. Poté, co je záměs po stanoveném čase v míchacím jádře dostatečně promíchána, se míchací jádro otevře a čerstvý beton je dávkován do autodomíchávače [23]. Doprava betonu na staveniště podléhá přesným pravidlům. Při tvorbě receptur se přihlíží k dopravní vzdálenosti a celkové délce dopravy. Obecně platným pravidlem je, že doba mezi počátkem míchacího procesu na betonárně a uložením betonu na stavbě by neměla přesáhnout 60 minut. V opačném případě dochází k podstatnému zhoršení kvality betonu. Tato doba je závislá na druhu použitého cementu a lze ji prodlužovat přidáváním přísad [23]. Beton je na staveništi ukládán do připraveného bednění buď přímo z autodomíchávače nebo je v případě ztíženého přístupu čerpán pomocí autočerpadla. V bednění se beton musí důkladně zhutnit a pak nechat zatvrdnout [23]. Případně se povrch lehce zahladí rotační hladičkou. V prvních dnech se beton musí chránit před povětrnostními a jinými vlivy, především před nadměrným oteplením a ochlazením, před mrazem, vysušením, otřesy atd. K ochraně betonu používáme různé folie a izolační materiály a chemické nátěry [23].
Environmentální aspekty výrobny betonových směsí Výroba betonových směsí nesmí rušit své okolí, proto je na prvním místě správná volba umístění provozu, a dále pak použití vyspělé technologie, která eliminuje negativní dopady výroby na životní prostředí. Bezprašné a plně bezodpadové provozy betonáren musí být maximálně šetrné ke svému okolí i k pracovnímu prostředí zaměstnanců. Recyklační zařízení čistí zbytky betonových směsí z výplachu autodomíchávačů a čerpadel betonu. Čistý materiál i recyklovaná voda se vrací zpět do výrobního procesu [59]. Šetrnost k životnímu prostředí je dána nejen možnostmi moderních technologií, ale v neposlední řadě také zodpovědným a systematickým přístupem výrobce. Prioritní je správná volba umístění betonárny a použití vyspělé technologie, která eliminuje negativní dopad výroby na 57
životní prostředí, okolí provozoven je ozeleněno, aby nenarušovalo přirozený ráz krajiny. Moderní esteticky vyřešené provozovny se tak stávají významnou dominantou ve svém okolí, jsou budovány jako bezodpadové provozy, vybavené výkonným filtračním zařízením a jsou maximálně šetrné ke svému okolí. Tak jako při každé průmyslové činnosti, dochází i při těžbě štěrkopísku k narušení přirozeného rázu krajiny. Snahou mnoha společností je tyto vlivy minimalizovat, nacházet pozitivní faktory těžby a využívat jich. Nově vzniklé vodní plochy jsou v rámci technické rekultivace začleňovány do okolní krajiny. Ve vytěžených prostorech jsou zakládány lesní porosty, vysazovány vzrostlé stromy, břehy zpevňovány výsadbou keřů, a to vše v návaznosti na regionální biokoridory v daném území. V mnoha případech je lokalita po těžbě z hlediska životního prostředí cennější, než před počátkem těžby [39].
3) Užívání betonové podlahy Pro správnou funkci – provoz betonové podlahy jsou nezbytná následující kriteria: • Pevnost – pevnost v tlaku a pevnost v tahu – u materiálů na cementové bázi (betonu) bývá poměr pevnosti v tlaku a v tahu 1: 10 a menší. V praxi to znamená, že výrobky s nižším poměrem pevností jsou velmi houževnaté v tlaku, ale v tahu křehké. Např. při pádu těžkého předmětu z výšky mají tendenci se štípat. • Odolnost v obrusu – tato vlastnost je z hlediska provozu jednou z nejdůležitějších . Měříme ji na monolitickém vzorku, vyrobeném ze zkoušeného materiálu. Podle hmotnosti odbroušené vrstvy můžeme simulovat míru opotřebení podlahy v průběhu zatížení/provozu. • Přídržnost k podkladu, pevnost v příčném tahu – je důležitou vlastností v případě výběru dodatečné povrchové úpravy betonové podlahy. Za mezní hodnotu je považováno 1,3 MPa, což je obvyklá hodnota příčné pevnosti v tahu zdravého vyzrálého betonu. • Rovinnost – je vždy nutné posuzovat vzhledem k technologii provádění povrchové úpravy. Každá technologie i materiál mají své limity a možnosti. Obecně platí úměra, že čím je materiál hrubší, tím větší vrstvu je třeba pro jeho vyrovnání. • Chemická odolnost – betonové podlahy jsou vhodné do neutrálního nebo spíše zásaditého prostředí. V kyselém prostředí beton poměrně rychle koroduje a ztrácí pevnost. • Provozní bezpečnost – udává se podle koeficientu smykového tření v suchém a vlhkém prostředí, případně v prostředí znečištěném olejovými kapalinami. • Požární bezpečnost – zde je důležitý obsah organických látek. Pokud jejich množství převyšuje 1%, materiály podléhají povinnému přezkoušení – tzv. reakci na oheň. Podle toho se výrobky zařazují do příslušných tříd. 58
• Hygienické vlastnosti – jdou definovány většinou oborovými předpisy z hlediska čistitelnosti a přítomnosti spár v podlaze. Pokud je podlaha pravidelně čištěna a desinfikována horkou vodou, představuje to poměrně vysoké provozní zatížení. • Estetické požadavky – v současnosti hrají minimálně stejnou roli, jako technické parametry. Z hlediska norem neexistují přesná ustanovení ani předepsané metody zkoušení. Posouzení je tedy subjektivní záležitostí. • Mezi další provozní požadavky spadá odolnost proti olejům, bezprašnost, antistatické vlastnosti, nasákavost a vodotěsnost, příp. mrazuvzdornost.
Již dříve bylo zmíněno, že se tato práce omezuje především na chov drůbež-respektive na použití ve výrobnách, kde se chová především drůbež. Na tomto případě si lze demonstrovat životnost betonu. Standardní životnost betonu při klasickém používání je cca 30-50 let v závislosti na kvalitě materiálu, pokládce, atd. Drůbeží exkrementy obsahují kyselé prvky, které beton narušují, a tím se standardní životnost podstatně sníží. Pokládku betonu je po té nutno buď pravidelně opravovat (sanovat) nebo pokládat zcela znovu. Jsou také mnoha technická řešení, jak dané problematice předejít nebo ji více omezit. Jedná se především o pravidelné nátěry a preventivní vyspravování lokálních poškození [72].
4) Likvidace a recyklace Po určité době provozu může beton ztratit ty vlastnosti, které měl při své pokládce. Může praskat a „drolit se“ vlivem působení vnějších vlivů a být celkově poškozený častým používáním. V tomto případě mají uživatelé několik možností. Buď daný beton odstraní a recyklují nebo ho mohou sanovat pomocí nové vrstvy betonu, která zahladí nedostatky toho starého. Nevýhodou této metody je rentabilnost v závislosti na celkové životnosti konstrukce. Na likvidaci betonu jeho ekologické zneškodnění se specializují odborné firmy, které mají na toto speciální zařízení. Ve většině případech původce odpadu financuje recyklaci a také dopravu nepotřebného betonu do místa recyklační linky. Specializovaná firma dále beton (respektive suť) třídí a snaží se jej uspořádat pro další použití. A to například jako součást kompostu, zpevnění lesních či polních cest nebo také jako zpevnění na stavbách a to pro různé účely. Dále je také možno betonovou drť nově použít do betonu.
59
Obrázek č. 6:
sběr a odvoz ornice
hlazení, leštění
dovoz kameniva a jeho rozvoz
řezání dilatačních spár
hutnění, izolování, pokládka geotextílie, fólie
provoz
míchání a dovoz betonu
poruchy + opotřebení
zpracování betonu
likvidace
fáze tuhnutí
Základní schéma technologie výroby betonových podlah
5.3.2. Betonové průmyslové podlahy se vsypem Technologii výroby průmyslové podlahy se vsypem je možné rozdělit na následující operace: 1) Příprava podkladu a) sběr ornice b) odvoz ornice c) dovoz kameniva d) rozvoz kameniva (drtě) e) vibrování válcem - hutnění f) izolování – folie g) položení geotextílie ( + hydroizolace) h) fólie
60
2) Betonáž a) míchání betonu b) dovoz čerstvého betonu na stavbu c) zpracování betonu i. pokládka betonu (ruční práce dělníků) ii. urovnání pomocí laserového nivelačního přístroje iii. hutnění pomocným vibrátorem iv. hutnění pomocí vibrační lišty d) strojní hlazení e) fáze tuhnutí f) aplikace vsypů posypovým vozíkem g) hlazení,leštění – emulze atd. h) těsnící nátěr i) řezání podlahy (většinou v rastru 6 x 6 m) 3) Užívání betonové průmyslové podlahy se vsypem a) po 28 dnech může dojít k plnému zatížení b) provoz – drůbežárna – na povrch působí (např.): krmivo, exkrementy, plyny a další vlivy. c) poruchy + opotřebení v průběhu 30-ti let 4) Likvidace a recyklace a) bourání, demolice b) odvoz na skládku – recyklace – tzn. použití na zásypy, zpevnění, jako nová vrstva betonu
1) Příprava podkladu V případě průmyslových betonových podlah se vsypem je příprava podkladu identická – viz kapitola 5.3.1., odstavec 1.
2) Betonáž Betonáž průmyslových betonových podlah se vsypem probíhá identicky jako u betonových podlah (viz kapitola 5.3.1.) do momentu aplikace vsypu. Vsypové materiály (vsypy) jsou předem namíchané směsi na bázi cementu obsahující tvrdá plnidla (křemík, korund nebo čedič). Tato vsypová směs se aplikuje do čerstvé betonové mazaniny, kdy třída betonu musí být minimálně C 16/20. Vsypový materiál se pravidelně nanese v množství
61
3 až 5 kg/m2. K nanášení slouží obvykle posypový vozík, který přesně nadávkuje požadované množství vsypu. Následně se provádí povrchová úprava pomoci strojních rotačních hladiček. Přičemž na závěr se uskuteční tzv. „impregnace“ povrchu těsnícím nátěrem (např. Panbexil), která proniká hluboko do nové betonové desky. Tento impregnační a vytvrzující postřik zamezuje rychlému vysychání povrchu, dále zlepšuje chemickou a mechanickou odolnost, zabraňuje prašnosti, usnadňuje čištění a údržbu podlah. Podle intenzity provozu se doporučuje obnovit impregnaci v rozmezí 3 až 6 měsíců. Strojním hlazením se na podlaze mohou objevit jemné mikrotrhliny, tzv. hadí kůže, což je průvodní jev strojně hlazené podlahy a nemá na užitné vlastnosti těchto podlah negativní vliv. Vsypová nášlapná vrstva poskytuje zvýšenou odolnost proti vsakování olejů a tuků. Betonové podlahy se vsypy jsou armovány svařovanými „KARI“ sítěmi nebo ocelovými vlákny, tzv. drátkovou výztuží. Druh svařované „KARI“ sítě nebo množství drátků je dáno zatížením podlahy. Ze zatížení podlahy vychází rovněž tloušťka betonové desky. Aplikace cementových vsypů na čerstvý povrch betonové podlahy zajišťuje kvalitativní zhodnocení povrchu podlahové desky. Tvrdost agregátů obsažených v cementových vsypech je nositelem otěruvzdornosti výsledné podlahy. Odborné firmy tak nabízejí různé druhy vsypů, počínaje křemičitými plnivy, přes korundové a metalické, konče titanovými a rovněž vsypy pigmentované [43]. Standardně má podlaha se vsypem šedé zbarvení, které je dáno barvou cementu. Pokud si zadavatel přeje jiný odstín lze použít pigmentované vsypy a zbarvit povrch podlahy například do červena, švestkova, žluta, zelena, modra, černa, světle šeda. Při realizaci betonové podlahy se vsypem je nutno dodržovat konstrukční dilatační spáry a navrhovat smršťovací dilatační spáry – stejně jako u betonových podlah. Dilatační pole u smršťovacích dilatačních spár se volí maximálně ve vzdálenostech 6 x 6 m. Hloubka dilatačního řezu je prováděna do 1/3 tloušťky podlahové betonové desky [43].
Betonové vsypy se doporučuje použit pro podlahy: •
do skladů a výrobních hal, vč. zemědělských provozů
•
do logistických center
•
do suchých provozů
•
velkoplošné garáže, parkoviště
•
supermarkety
•
autosalóny
62
•
sklady s těžkým provozem
•
venkovní plochy
•
autoservisy
•
nábytkářské provozy [44]
Výhody vsypových podlah: • monoliticky spojené souvrství •
rychlé provedení celé konstrukce betonové desky v jednom kroku
•
vysoká odolnost vůči obrusu podlahy provozem
•
bezprašnost
•
minimální nasákavost
•
minimální nároky na údržbu
•
cenová výhodnost (poměr cena/hodnota)
•
výroba mimo stavbu – zaručená kvalita
Potenciální nevýhody vsypových podlah: •
možnost vzniku vlásečnicového efektu – síť jemných mikrotrhlinek v povrchu hlazeného vsypu, tzv. „hadí kůže“
•
skvrny na výsledném povrchu podlahy
•
částečná nasákavost
•
vysoký modul pružnosti – křehkost povrchu
•
minimální odolnost proti látkám kyselé povahy
•
použitelné pouze pro nově betonované vrstvy podlah
Technické údaje •
tloušťka vrstvy - na zhutněný podklad dle zatížení min. 15 cm
•
při separaci na podkladní beton min. 10 cm
•
na podkladní beton metodou lepení adhézním můstkem min. 5 cm
•
pevnost v tlaku: dle třídy použitého betonu 25 - 40 MPa, povrchově min. 60 MPa
•
pevnost v tahu za ohybu min. 9 MPa
•
vysoká otěruvzdornost, tř. AR 0,5 dle ČSN EN 13813. Max. 0,04 mm dle STO BCA, dle Böhma do 4,5 cm3/50 cm2.
•
přídržnost vsypu k podkladu min. 2,5 MPa 63
•
součinitel smykového tření (dle ČSN 74 4507) větší jak 0,3
•
řešení dilatací řezem speciálními pilami, např. pilou „SOFF-CUT“ ihned po dokončení hlazení rotačními hladičkami [34]
•
teplota pro zpracování nesmí klesnout pod +5 °C [38]
Parametry vsypu Technické parametry typické vsypové podlahy [MPa] Pevnost v tlaku 65 Pevnost v tahu za ohybu 7,5 Přídržnost k podkladu 2,5 Tabulka č. 8: Technické parametry vsypu [34]
3) Užívání betonové průmyslové podlahy se vsypem V případě průmyslových betonových podlah se vsypem je provoz podlahy identický – viz kapitola 5.3.1., odstavec 3.
4) Likvidace a recyklace Vsypy jsou ve své podstatě další úprava betonu, lze tak říci, že recyklace je v tomto směru prakticky totožná s recyklací betonu, která byla uvedena v kapitole 5.1.4. Jedná se tedy buď o překrytí (sanaci) stávající betonové vrstvy, kdy je starý povrch použit jako základ pro pokládku nové vrchní vrstvy. Další možností je beton se vsypovou úpravou odstranit a recyklace by v tomto případě spočívala v tom, že odborné firmy materiál podrtí na požadovanou frakci, přetřídí a použijí například jako zpevnění nebo se přimíchá do nového betonu (ať už pro betonovou podlahu nebo betonovou podlahu se vsypem). Betonové vsypy jako povrchová úprava betonu je velmi výhodná, ale také mírně dražší než klasický beton. Nicméně beton se vsypovou technologií zlepšuje jeho strukturu a celkově jeho vlastnosti. Také výrazně prodlužuje jeho provozní životnost. Proto spousta firem v dnešní době volí právě tuto variantu betonu se vsypovou technologií. Prvotní náklady na pořízení jsou mírně vyšší, ale vlivem delší životnosti a větší odolností podlahy se náklady spojené s pořízením vrátí v podobě delšího užívání podlahy a nižších nákladů spojených s případnými opravami.
64
Obrázek č. 7:
sběr a odvoz ornice
aplikace vsypu
dovoz kameniva a jeho rozvoz
hlazení, leštění
hutnění, izolování, pokládka geotextílie, fólie
těsnící nátěr
míchání a dovoz betonu
řezání dilatačních spár
zpracování betonu
provoz
strojní hlazení, fáze tuhnutí
poruchy + opotřebení
likvidace Základní schéma technologie výroby průmyslových betonových podlah se vsypem
5.3.3. Asfalt Technologii výroby průmyslové podlahy na bázi asfaltu je možné rozdělit na následující operace: 1) Příprava podkladu a) sběr ornice b) odvoz ornice c) dovoz kameniva d) rozvoz kameniva e) úprava povrchu – vibrační válec 2) Asfaltování a) míchání asfaltu (obalovací směsi) a jeho dovoz na místo pokládky b) zpracování asfaltu - práce dělníků 65
- válec na uhlazení c) fáze tuhnutí 3) Užívání asfaltové průmyslové podlahy a) užívání – možno užívat krátce po pokládce b) opotřebení – frézování, úpravy povrchu 4) Likvidace a recyklace a) vyfrézování (odstranění) celého povrchu b) odvoz vyfrézovaného povrchu c) použití jako nový podklad pro další úpravu povrchu
1) Příprava podkladu V případě průmyslových podlah na bázi asfaltu je příprava podkladu identická jako u betonových i vsypových podlah – viz kapitola 5.3.1. a 5.3.2. Asfaltová podlaha nevyžaduje pokládku izolační folie, geotextilie, příp. hydroizolace.
2) Asfaltování Asfalt je černá plastická až tvrdá odrůda bitumenu. Je prakticky netěkavá. Asfalt je velmi vazká kapalina, která nastane přirozeně ve většině hrubém petroleums. Je směsí různých sloučenin. Průměrné složení: •
cca 84 % uhlíku
•
cca 10 % vodíku
•
cca 6 % kyslíku.
V České republice je výroba asfaltových výrobků soustředěna do rafinérií, ve světě však jejich výroba někdy bývá od rafinérie zcela oddělena. Asfaltové výrobky tak kolísají mezi rafinérskými a stavebními výrobky. Mezi stavební výrobky asfalty zařazuje i platná evropská legislativa a ta asfalty a asfaltové výrobky musí být jako stavební výrobky certifikovány autorizovanou osobou a pro jejich použití se vydává stavební technické osvědčení. Běžné míchání živičných směsí probíhá v obalovnách. Asfaltová směs obsahuje dále tříděné sušené kamenivo, přísady a příměsi. Z obaloven je výrobek dopravován na místo určení zaplachtovanými vozy, tak aby se směs co nejméně ochladila. Aplikace živičné směsi probíhá na celoplošnou penetraci – z důvodu lepšího přilnutí živičného koberce. Penetrace se provádí ručním skrápěcím zařízením. Díky tomuto zařízení se může aplikovat penetrační postřik i do míst jinak těžko dostupných (místa úzká, strmá,…) [56].
66
Pro vytvoření kvalitní nášlapné vrstvy se používají tzv. finišery. Po pokládce živice se její cca 50 mm vrstva hutní vibračními válci. Na závěr je nutné ošetřit detaily podlahy (např. kanálové vpustě, odtokové žlaby, rampy apod.), příp. provést zálivku spár napojovaných asfaltových povrchů. Zálivka se provádí zalitím horkou asfaltovou emulzí a posypem jemným pískem [56].
3) Užívání asfaltové průmyslové podlahy Jak tomu bylo u betonu, stejně tak i u asfaltu při častém používání dochází k porušení jeho struktury vlivem působení vnějších sil nebo vlivem prostředí. Velký negativní vliv na životnost asfaltové podlahy mají především těžký provoz v kombinaci s vyšší teplotou okolí. Investor může poškozený asfaltový kryt lokálně nebo celoplošně vyfrézovat a nanést novou asfaltovou vrstvu
[28]
.
Po frézování povrchu přichází na řadu kompletní vyčištění (zametení vyfrézovaného pruhu) a spojovací postřik pro dobrou přilnavost nové živice. Po takovéto přípravě se celá plocha vyasfaltuje novou živicí (viz obrázky č. 18). Asfaltová živice se dováží čerstvá z různých obaloven, které splňují normy ČSN a EU, mezi největší výrobce patří například ČMO (Českomoravské obalovny), PSVS (Pražské silniční a vodovodní stavby), Eurovia atd. Finální povrch je nutné po finišeru válcovat vibračním válcem. Konečná fáze opravy asfaltu spočívá v ošetření hran, což lze provést několika způsoby. Nejkvalitnější ošetření se provádí opětným prořezem napojené hrany a její zpětné zalití horkou emulzí. Druhou možností je prolití spáry emulzí a její následující posyp jemným pískovým zrnem [31]
.
4) Likvidace a recyklace Termín recyklace v obecném pojetí znamená, že stávající vybouraný (nebo vyfrézovaný asfalt), je schopna odborná firma znovu roztavit a položit jej na původní místo nebo na místo nové pokládky. Materiál určený k recyklaci se zpracovává mechanicky a tepelně. Recyklace asfaltů se provádí přímo na stavbě [57]. Výhody recyklace asfaltu in situ: • nulové náklady na odvoz vyfrézovaných živic •
nulové náklady na skládku
•
nulové náklady za nákup a dopravu nové živice
•
nezávislost na klimatických podmínkách a provozu obalovny
•
plynulost práce bez prostojů
•
zpracování přesně požadovaného množství
67
Obrázek č. 8: Základní schéma technologie výroby asfaltové podlahy
fáze tuhnutí
sběr a odvoz ornice
užívání dovoz kameniva a jeho rozvoz opotřebení úprava povrchu
vyfrézování celého povrchu a odvoz
namíchání asfaltu
použití jako podklad pro další úpravu povrchu
5.4. Stanovení funkční jednotky Hlavní funkcí hodnocených výrobních technologií průmyslových podlah je produkce výrobků a to betonu, betonu se vsypem a asfaltu. Funkční jednotkou pro účely této studie byla zvolena plocha podlahy 1.000 m2.
Výše uvedená funkční jednotka byla stanovena z následujících důvodů: •
většina objektů je budována dle požadavků a potřeb investora v různých výměrách. Pro srovnání všech tří technologií je nutné omezit zkoumané objekty na stejnou výměru.
•
funkční jednotka nám umožňuje lépe stanovit množství výstupů (emisí, odpadů apod. uvedených v inventarizačních maticích jednotlivých technologií). Vlastní podíl výstupů připadajících na posuzované technologie je sice v některých hodnocených dopadech stanoven odborným odhadem, ale v případě jinak stanovené funkční jednotky by došlo k větší chybě, zejména s ohledem na množství typů, výrobků vyráběných zkoumanými technologiemi.
68
5.5. Vymezení rozsahu sledovaných technologických procesů V této fázi této práce se omezíme pouze na procesy, které jsou velmi důležité a sledované zákazníky i výrobci. Jedná se především o tyto procesy: •
sběr ornice
•
odvoz ornice
•
dovoz kameniva
•
rozvoz kameniva (drtě)
•
hutnění kameniva pomocí vibračního válce
•
míchání betonu
•
dovoz betonu na stavbu
•
zpracování betonu
- ruční pokládka pomocí dělníků - vyrovnání pomocí laserového nivelačního přístroje - hutnění ponorným vibrátorem - hutnění pomocí vibrační lišty
•
sypání vsypu
•
strojní hlazení
•
těsnící nátěr
• řezání podlahy na dilatační celky • poruchy + opotřebení • bourání, demolice, likvidace • odvoz na skládku Dále je nutno uvést procesy, které do posuzování nebyly zahrnuty. Jedná se především o: •
izolování – folie
•
pokládka geotextílie ( + hydroizolace)
•
provoz – drůbežárna
•
fáze tuhnutí
Rozsah operací je vzhledem k rozdílům v technologických postupech stanoven zvlášť pro výrobu betonu, betonu se vsypem i asfaltu. Následující tabulky č. 10 zobrazují seznam operací a jejich charakteristiku tak, jak byla uvedena a popsána v odpovídajících technologických dokumentech.
69
Operace podle technologického předpisu sběr a odvoz ornice
činnost práce dělníků a těžké techniky
dovoz kameniva a jeho rozvoz
práce dělníků a těžké techniky
hutnění, izolace geotextílie, fólie
úprava a nanesení folií nákladní automobil hotovou směs míchá a následně ji přiveze na místo určení beton ,,rozprostře se,, na místo určení
míchání a dovoz betonu Zpracování betonu fáze tuhnutí hlazení, leštění těsnící nátěr
přístroje leští určenou plochu práce dělníků vyřezání části podlahy (např. 15 cm vrstva, vyřeže se 10 cm)
řezání podlahy provoz, užívání
působení různých vlivů a ztráta kvality podlahy odstranění povrchu či zanechání podlahy pro další využití
poruchy + opotřebení likvidace
Tab. č. 9: Seznam operací a jejich charakteristika podle technologického popisu (TP) pro výrobu betonové podlahy
Operace podle technologického předpisu sběr a odvoz ornice
činnost práce dělníků a těžké techniky
dovoz kameniva a jeho rozvoz
práce dělníků a těžké techniky
hutnění, izolace geotextílie, fólie
úprava a nanesení folií nákladní automobil hotovou směs míchá a následně ji přiveze na místo určení beton ,,rozprostře se,, na místo určení
míchání a dovoz betonu Zpracování betonu strojní hlazení, fáze tuhnutí
lidská obsluha
aplikace vsypu hlazení, leštění těsnící nátěr
na rozlitý beton se aplikuje vsyp přístroje leští určenou plochu práce dělníků vyřezání části podlahy (např. 15 cm vrstva, vyřeže se 10 cm)
řezání podlahy provoz, užívání
působení různých vlivů a ztráta kvality podlahy odstranění povrchu či zanechání podlahy pro další využití
poruchy + opotřebení likvidace
Tab. č. 10: Seznam operací a jejich charakteristika podle technologického popisu (TP) pro výrobu betonové podlahy se vsypem
70
Operace podle technologického předpisu
Činnost
sběr a odvoz ornice dovoz kameniva a jeho rozvoz úprava povrchu
práce dělníků a těžké techniky práce dělníků a těžké techniky práce dělníků a těžké techniky těžká speciální technika připravující obalovací směs po nanesení se uhladí a tuhne
namíchání asfaltu fáze tuhnutí provoz, užívání poruchy + opotřebení vyfrézování celého povrchu a odvoz použití jako podklad pro další úpravu povrchu
časté využívání vede ke ztrátě kvality část povrchu se vyjme a nahradí novou asfaltovou vrstvou ponechá se původní a na ni se položí další vrstva
Tab. č. 11: Seznam operací a jejich charakteristika podle technologického popisu (TP) pro výrobu asfaltové podlahy
Procesy, energetické a materiálové toky spojené s jednotlivými technologickými postupy jsou znázorněny na obrázcích č. 9 a 10.
Obrázek č. 9: Procesy, energetické a látkové toky spojené s výrobou betonové podlahy a betonové podlahy se vsypem
Vstupy
Procesy
Výstupy
Nafta
Dovoz na stavbu
Emise do ovzduší, hluk
Elektrická energie + benzín
Zpracování betonu
Hluk, prach, odpad v podobě pytlů a přebytku betonu
Benzín, emulze
Hlazení, leštění
Zápach, emise do ovzduší
Akrylátová pryskyřice (na bázi rozpouštědla)
Těsnící nátěr
Zápach
Elektrická energie, krmivo, plyny
Provoz (drůbežárna)
Nečistoty, exkrementy, degradace betonu
71
Obrázek č. 10: Procesy, energetické a látkové toky spojené s výrobou asfaltové podlahy
Vstupy
Procesy
Výstupy
Nafta
Dovoz na místo určení
Emise do ovzduší, hluk
Benzín
Míchání asfaltu
Emise do ovzduší
Elektrická energie, 2.1. benzín
Zpracování asfaltu
Emise do ovzduší, hluk, nepořádek, přebytek asfaltu
2.1.
2.1. provoz
Emise do ovzduší,hluk, ztráta kvality
Frézování
Hluk, emise do ovzduší, prach
Benzín, nafta
2.1. Benzín, elektrická energie
5.5.1. Předpoklady stanovené pro hodnocení technologií výroby V této části práce je nutno upozornit na skutečnost, že se nejedná o klasickou studii LCA, zpracovanou přesně podle dosavadní známé a uznávané metodologie popsané v kapitole 2.1. Předkládaná práce nekoresponduje plně se základní myšlenkou LCA posoudit celý životní cyklus tzv. „od kolébky do hrobu“. Důvodem je časová náročnost zpracování studie LCA v celém rozsahu u poměrně složitých technologií. Zde se nalézá prostor pro případné další řešitele, kteří mohou doplnit chybějící části životního cyklu v navazujících pracích a přispět tak k možnému využití studie širším spektrem uživatelů. Předmětem předkládané studie je tedy hodnocení jednotlivých fází u betonové podlahy, betonové podlahy se vsypem a asfaltové podlahy. Hodnoty a informace pocházejí z technologických popisů jednotlivých operací, z podnikových evidencí, nebo vycházejí z odborných odhadů vedoucích technologů a ostatních odpovědných pracovníků.
5.6. Inventarizační analýza Smyslem inventarizační analýzy je zobrazení všech materiálových a energetických toků, které vstupují a následně vystupují z jednotlivých etap technologických procesů.
72
Uvedená data o jednotlivých tocích v hodnocených systémech byla získána z podnikových evidencí, technologických popisů, či na základě ústní konzultace s odpovědnými pracovníky technologického oddělení a z evidence vedené firemním ekologem.
5.6.1. Inventarizační matice betonové podlahy Přehled materiálových a energetických toků souvisejících s výrobou betonových podlah v jednotlivých procesech technologického postupu znázorňuje tabulka č. 12. Z důvodu velkého rozsahu a grafické přehlednosti je tabulka rozdělena na dvě části. První část obsahuje vstupy: spotřeby energií a paliv pro jednotlivé technologické operace. Druhá část tabulky obsahuje výstupy: produkce emisí, hluku, odpadů z jednotlivých technologických operací. Zvolenou funkční jednotku uvedenou v tabulce bylo množství na 1.000 m2 vyprodukované podlahy. Tyto jednotky budou u hodnocených dopadů dále převedeny na společný standard. Pro potřeby výpočtu vstupů a výstupů byl zvolen dovoz a odvoz surovin ve vzdálenosti 15 km od místa pokládky podlahy. Pro potřebu výroby stanoveného množství podlahy byly jako příklad použity následující stroje a zařízení: •
Dozér CAT D3G (sběr zeminy, rozvoz kameniva)
•
Rypadlo – nakladač CAT 422 E (nakládání zeminy)
•
Nákladní automobil Tatra T 815-2 (odvoz zeminy, dovoz kameniva)
•
Vibrační válec CAT DVH 655 (hutnění kameniva)
•
Míchačka Stetter T1000 (míchání betonu)
•
Autodomíchávač Stetter C-AM 10 SHC + tatra 815 (dovoz betonu, pokládka betonu)
•
Hladička Barikell (vibrování, hlazení)
•
Fréza Wirtgen (řezání)
•
Drtič Hartl (likvidace – drcení) – viz fotopříloha (obrázek č. 11)
73
VSTUPY Technologické operace Sběr zeminy Odvoz zeminy Dovoz kameniva Rozvoz kameniva Hutnění kameniva Míchání betonu Dovoz betonu Pokládka betonu Vibrování betonu Aplikace vsypů Hlazení Řezání dilatačních spár Likvidace Vážený průměr Celkem
VÝSTUPY Elektrická Emise CO2 energie [g] [kWh] 84 349,44 512 027,46 438 880,68 34 266,96 13 179,60 131,35 153,68 468 139,39 87,50 102,38 1,50 1,76 138 460,50
Benzín [dm3]
Nafta [dm3]
-
32,00 194,25 166,50 13,00 5,00 177,60 -
60,00
-
24,20
-
-
84,20
52,00 640,35
220,35
Hluk [dB]
Odpad [kg]
107,00 85,00 85,00 107,00 63,00 85,00 73,00 30,00
4 0001) 76 120 150 2 2
108,00 55 845,74 137 067,84 110,00 375 0002) 93,43 1 882 475,37 379 350
Tab. č. 12: Inventarizační matice pro výrobu betonové podlahy
Poznámka: 1)
v tomto případě byla zemina považována za odpad vzhledem k jejímu dalšímu nevyužití při výrobě betonové podlahy, lze ji však dále použít jako zásypy nebo násypu při další stavební činnosti, popř. uložit na skládku
2)
materiál vzniklý při likvidaci staré betonové podlahy lze považovat buď za odpad a uložit na skládku nebo je zde možnost následného předrcení a navrácení do stavební výroby jako betonová drť, která může sloužit k různým zásypům nebo k výrobě nového betonu
5.6.2. Inventarizační matice betonové podlahy se vsypem Přehled materiálových a energetických toků souvisejících s výrobou betonových podlah se vsypem v jednotlivých procesech technologického postupu znázorňuje tabulka č. 13. Z důvodu velkého rozsahu a grafické přehlednosti je tabulka rozdělena na dvě části. První část obsahuje vstupy: spotřeby energií a paliv pro jednotlivé technologické operace. Druhá část tabulky obsahuje výstupy: produkce emisí, hluku, odpadů z jednotlivých technologických operací. Zvolenou funkční jednotku uvedenou v tabulce bylo množství na 1.000 m2 vyprodukované podlahy. Tyto jednotky
74
budou u hodnocených dopadů dále převedeny na společný standard. Pro potřeby výpočtu vstupů a výstupů byl zvolen dovoz a odvoz surovin ve vzdálenosti 15 km od místa pokládky podlahy. Pro potřebu výroby stanoveného množství podlahy byly jako příklad použity následující stroje a zařízení: •
Dozér CAT D3G (sběr zeminy, rozvoz kameniva)
•
Rypadlo – nakladač CAT 422 E (nakládání zeminy)
•
Nákladní automobil Tatra T 815-2 (odvoz zeminy, dovoz kameniva)
•
Vibrační válec CAT DVH 655 (hutnění kameniva)
•
Míchačka Stetter T1000 (míchání betonu)
•
Autodomíchávač Stetter C-AM 10 SHC + tatra 815 (dovoz betonu, pokládka betonu)
•
Rozprašovač Morisson (rozprašovač emulze)
•
Hladička Barikell (vibrování, hlazení)
•
Fréza Wirtgen (řezání)
•
Drtič Hartl (likvidace – drcení) – viz fotopříloha (obrázek č. 11)
VSTUPY Technologické operace Sběr zeminy Odvoz zeminy Dovoz kameniva Rozvoz kameniva Hutnění kameniva Míchání betonu Dovoz betonu Pokládka betonu Vibrování betonu Aplikace vsypů Rozprašování emulzí Hlazení Řezání dilatačních spár Likvidace Vážený průměr Celkem
VÝSTUPY Elektrická Emise CO2 energie [g] [kWh] 84 349,44 512 027,46 438 880,68 34 266,96 13 179,60 131,35 153,68 468 139,39 87,50 102,38 1,50 1,76 -
Benzín [dm3]
Nafta [dm3]
-
32,00 194,25 166,50 13,00 5,00 177,60 -
5,00
-
-
60,00
-
-
24,20
-
-
89,20
52,00 640,35
220,35
11 538,38 138 460,50
Odpad [kg]
107,00 85,00 85,00 107,00 63,00 85,00 73,00 30,00
4 0001) 76 120 150 2 2
108,00 55 845,74 137 067,84 110,00 375 0002) 93,43 1 894 013,75 379 350
Tab. č. 13: Inventarizační matice pro výrobu betonové podlahy se vsypem
75
Hluk [dB]
Poznámka: 1)
v tomto případě byla zemina považována za odpad vzhledem k jejímu dalšímu nevyužití při výrobě betonové podlahy, lze ji však dále použít jako zásypy nebo násypu při další stavební činnosti, popř. uložit na skládku
2)
materiál vzniklý při likvidaci staré betonové podlahy lze považovat buď za odpad a uložit na skládku nebo je zde možnost následného předdrcení a navrácení do stavební výroby jako betonová drť, která může sloužit k různým zásypům nebo k výrobě nového betonu
5.6.3. Inventarizační matice asfaltové podlahy Přehled materiálových a energetických toků souvisejících s výrobou asfaltových podlah v jednotlivých procesech technologického postupu znázorňuje tabulka č. 14. Z důvodu velkého rozsahu a grafické přehlednosti je tabulka rozdělena na dvě části. První část obsahuje vstupy: spotřeby energií a paliv pro jednotlivé technologické operace. Druhá část tabulky obsahuje výstupy: produkce emisí, hluku, odpadů z jednotlivých technologických operací. Zvolenou funkční jednotku uvedenou v tabulce bylo množství na 1.000 m2 vyprodukované asfaltové podlahy. Tyto jednotky budou u hodnocených dopadů dále převedeny na společný standard. Pro potřeby výpočtu vstupů a výstupů byl zvolen dovoz a odvoz surovin ve vzdálenosti 15 km od místa pokládky podlahy. Pro potřebu výroby stanoveného množství podlahy byly jako příklad použity následující stroje a zařízení: •
Dozér CAT D3G (sběr zeminy, rozvoz kameniva)
•
Rypadlo – nakladač CAT 422 E (nakládání zeminy)
•
Nákladní automobil Tatra T 815-2 (odvoz zeminy, dovoz kameniva, dovoz asfaltu)
•
Vibrační válec CAT DVH 655 (hutnění kameniva)
•
Míchání asfaltu Benninghoven MBA 160
•
Finišer CAT AP 300 (pokládka asfaltu)
•
Silniční válec CAT CB 214 E (válcování asfaltu)
•
Silniční fréza CAT PM 102 (likvidace)
76
VSTUPY Technologické operace
Zemní plyn [m3] 1 250 -
Sběr zeminy Odvoz zeminy Dovoz kameniva Rozvoz kameniva Hutnění kameniva Míchání asfaltu Dovoz asfaltu Pokládka asfaltu Válcování asfaltu Likvidace Vážený průměr Celkem 1 250,00
Nafta [dm3] 32,00 194,25 166,50 13,00 5,00 177,60 54,00 26,00 68,00 736,35
VÝSTUPY Elektrická Emise CO2 Hluk energie [g] [dB] [kWh] 107 84 349,44 85 512 027,46 85 438 880,68 107 34 266,96 63 13 179,60 126,00 69 522,42 85 468 139,39 86 142 339,68 74 68 533,92 179 242,56 102 86,59 126,00 2 010 482,11 -
Odpad [kg] 4000 1) -
250 0002) 254 000
Tab. č. 14: Inventarizační matice pro výrobu asfaltu
Poznámka: 1)
v tomto případě byla zemina považována za odpad vzhledem k jejímu dalšímu nevyužití při výrobě betonové podlahy, lze ji však dále použít jako zásypy nebo násypu při další stavební činnosti, popř. uložit na skládku
2)
materiál vzniklý při likvidaci staré asfaltové podlahy lze považovat buď za odpad a uložit na skládku, ale v praxi je tento „odpad“ považován za cennou surovinu pro následné znovu využití při pokládce asfaltových povrchů
5.7. Hodnocení posuzovaných technologií Využití metody LCA předpokládá s pomocí input-output analýzy zhodnotit surovinové a energetické vstupy, včetně zatížení životního prostředí v průběhu jejich získávání, vlastní výroby a odstranění produktu. Tak lze kvantifikovat surovinové a energetické toky vztažené na jednotku výrobku, spolu s množstvím emitovaných látek a energií do jednotlivých složek životního prostředí, počínaje získáváním surovin a konče odstraněním výrobku. V této fázi studie je nezbytné provést, na základě údajů zjištěných v inventarizační analýze, kvalitativní a kvantitativní vyhodnocení možných dopadů na životní prostředí. V úvodní části kapitoly jsou vybrány a definovány jednotlivé kategorie vlivů, které budou následně hodnoceny. Zmíněné hodnocení vlivů se provádí ve třech etapách označovaných jako klasifikace, charakterizace a vyhodnocení.
77
5.7.1. Výběr a definice kategorií vlivů Posuzované systémy, tj. technologie výroby betonové podlahy, technologie výroby betonové podlahy se vsypem a technologie výroby asfaltové podlahy, působí na životní prostředí především formou spotřeby látek a energií ze životního prostředí a také formou vnášení látek a energií do životního prostředí.
Do kategorie „spotřeba látek a energií ze životního prostředí“ lze zahrnout: •
primární neobnovitelné zdroje, tj. benzín a nafta, které jsou využívány jako energetické a palivové suroviny.
•
primární obnovitelné zdroje, zejména voda, která je použita jako pomocný materiál, u něhož dochází ke spotřebě, ale i ke znečištění
•
energie získaná přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů .
Z výše uvedených látek a energií odebíraných ze životního prostředí bude pro potřeby klasifikace použita kategorie „spotřeba energie získané přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů“ a kategorie „spotřeba primární suroviny“. Jednotlivé procesy posuzovaných technologií působí negativně na životní prostředí formou emisí do všech jeho složek, do ovzduší, vody a prostřednictvím ukládaných tuhých odpadů i do půdy. Pracovní prostředí je zatěžováno také hlukem. V předkládané práci jsou hranice systému v souladu s příslušnou normou[8] omezeny výhradně na environmentální posouzení technologie výroby a odstranění odpadu, zatímco environmentální aspekty spojené s těžbou surovin byly zanedbány. Důvodem byla neznalost energetických a materiálových toků v průběhu získávání surovin. Pokud se týká narušení krajiny těžbou surovin, lze konstatovat, že v mnoha případech je lokalita po těžbě z hlediska životního prostředí dokonce cennější, než před počátkem těžby. Důvodem je fakt, že v rámci technické rekultivace jsou zde budovány vodní plochy, zakládány lesní porosty,
zpevňovány
břehy
apod.,
které
jsou
začleňovány
do
okolní
krajiny
v
návaznosti na regionální biokoridory v daném území. Proto ani narušení krajiny těžbou surovin nebylo v rámci životního cyklu zvažováno. Vzhledem k tomu, že smyslem článku nebylo detailně analyzovat posuzovaný systém, nýbrž předložit čtenáři obecný postup aplikace LCA na konkrétní výrobní proces, jako vzor využití v rozhodovacím procesu, byla v rámci hodnocení provedena určitá zjednodušení:
78
•
předpokládalo se, že veškerá spotřebovaná energie je vyrobena v tepelných elektrárnách;
•
ze škodlivin emitovaných při výrobě elektrické energie byly hodnoceny pouze emise CO2, zatímco od emisí dalších polutantů (CO, NOx, SO2, tuhé znečišťující částice aj.), které při výrobě elektrické energie termickým způsobem vznikají, bylo absentováno.
•
analogické zjednodušení bylo provedeno i při hodnocení zátěže životního prostředí v důsledku emisí vzniklých při spalování pohonných hmot. Opět byly pro přehlednost zvažovány výhradně emise CO2, přestože spaliny obsahují jiné polutanty (SO2, CO, NOx, CxHy, PM2,5, PM10), které zatěžují životní prostředí často relevantně vyšším dopadem, jako jsou například ozon nebo polycyklické aromatické uhlovodíky.
5.7.2. Klasifikace V této etapě jsou primární efekty uvedené v inventarizačních maticích hodnocených technologií přiřazeny do základních kategorií dopadů, které byly definovány v předchozí části. „Hodnocení energetické náročnosti“, tj. spotřeba energie získané přeměnou primárních neobnovitelných zdrojů. Data o spotřebě elektrické energie v jednotlivých etapách obou posuzovaných technologických procesů, potřebné pro výrobu 1 m2 výrobků, znázorňuje tabulka č. 14. Operace Míchání Pokládka Vibrování (hutnění) CELKEM
Jednotka
Beton, vsypy
Asfalt
[kWh/m2] [kWh/m2] [kWh/m2]
0,131 0,088 0,002
0,126 -
[kWh/m2]
0,221
0,126
Tab. č. 15: Hodnocení energetické náročnosti
Z tabulky vyplývá, že spotřeba elektrické energie nezpůsobuje přímé negativní dopady na životní prostředí, avšak při její výrobě je spotřebováváno velké množství primárních energetických surovin jako je uhlí, ropa a zemní plyn a při spalováních těchto surovin vznikají škodlivé emise. Jedná se o emise tuhých znečišťujících látek (dále jen TZL), NOx, CO2, CO a SO2. Elektrická energie je používaná ve všech technologických procesech a pochází z jednoho zdroje. Vyrábí ji v 60 % firma ČEZ, a.s. následujícím poměrem: •
70 % z celkové produkce tvoří uhelné elektrárny
•
3 % tvoří vodní elektrárny
•
27 % tvoří jaderné elektrárny.
79
Do první klasifikační části byla dále zahrnuta spotřeba primárních energetických surovin. Tabulka č. 15 znázorňuje množství benzínu, nafty a zemního plynu potřebné na zajištění všech technologických procesů posuzovaných technologií souvisejících s výrobou 1 m2 výrobků.
Suroviny
Jednotka
Beton
Vsypy
Asfalt
Benzín Nafta Zemní plyn
[l/m2] [l/m2] [l/m2]
0,089 0,640 -
0,089 0,640 -
0,736 1,250
CELKEM
[l/m2]
0,729
0,729
1,986
Tab. č. 16: Spotřeba primárních energetických surovin na zajištění technologických procesů
5.7.3. Charakterizace Data z inventarizační analýzy zjištěná výše popsanými postupy byla kategorizována požadovaným způsobem. Nyní je nezbytné transformovat údaje prezentované v jednotlivých klasifikačních skupinách na společný standard tak, aby bylo možno posoudit negativní dopad celé kategorie zjištěných vlivů. Tento proces se nazývá standardizace. Dále bude nutné u všech kategorií zhodnotit škodlivost zjištěných vlivů vzhledem k území, na kterém negativní dopad na životní prostředí působí a to postupem zvaným normalizace.
Standardizace Převedení na společný základ, tzv. standard, je provedeno v kategorii emise do ovzduší. Tyto emise jsou vyjádřeny pomocí příspěvku ke skleníkovému efektu.
Příspěvek ke skleníkovému efektu: U všech posuzovaných technologií jsou ze skupiny plynů, které přispívají ke skleníkovému efektu, zastoupeny pouze CO2. Výpočet příspěvku ke skleníkovému efektu se provádí pomocí ekvivalentu CO2. VÝSTUPY Z VÝROBY
Beton
Vsypy
Asfalt
CO2 [g/m2] Odpad [kg/m2] Průměrná hodnota hluku [dB] *
1 882,4754 379,350 93,430
1 894,0138 379,350 93,430
2 010,4821 254,00 86,590
Tab. č. 17: Celkový přehled výstupů z výrob
80
•
Průměrná hodnota hluku byla stanovená jako vážený průměr, ve kterém váhy tvořily průměrnou dobu provozu jednotlivých strojů Normalizace V této části studie je provedena analýza rozsahu působení zjištěných vlivů z jednotlivých
hodnocených kategorií. Analýza popisuje, kde negativní dopad vzniká a v jakém rozsahu působí. Rozsah působnosti je definován jako globální, regionální či lokální. První klasifikovanou skupinou je spotřeba primárních energetických surovin. Primární suroviny používané k výrobě elektrické energie pocházejí převážně ze zdrojů na území České republiky, naopak spotřebovaný benzín a nafta pocházejí výlučně ze zahraničních zdrojů. Druhou klasifikovanou skupinou byla zvolena spotřeba primární suroviny. Příspěvek ke skleníkovému efektu je součástí třetí klasifikované skupiny. Z hlediska působení má skleníkový efekt globální charakter, a proto patří mezi nejdůležitější environmentální dopady. Přispívá ke zvyšování globální teploty, a to bez ohledu na místo vzniku emisí. Množství vyprodukovaného odpadu bylo zařazeno do čtvrté klasifikované skupiny, neboť množství odpadu hraje významnou roli v ekologických a následně také v ekonomických hlediscích výroby. Do poslední klasifikované skupiny byla zařazena míra hluku, která byla stanovena váženým průměrem z hlediska doby provozu jednotlivých pracovních strojů. Hladina hluku má neblahý vliv na životní úroveň obyvatelstva a pracovníků.
5.7.4. Vyhodnocení vlivů Jedná se o etapu, jejímž cílem je určení vzájemného relativního významu všech získaných dílčích negativních vlivů. I tato část studie LCA je velice obtížná a není zde stanoven jednotný metodický postup. Část úvah byla tedy založena víceméně na subjektivním přístupu zpracovatele, který byl diskutován s experty v daných oblastech, v teoretické i praktické rovině. Základem zhodnocení a porovnání jsou zjištěné charakterizované vlivy z předchozí kapitoly. Následující tabulky znázorňují přehled všech negativních vlivů na životní prostředí rozdělených dle jednotek (kWh, kg, dB). Celkový negativní dopad na životní prostředí zobrazený v tabulkách č. 18, 19 a 20 a grafech 2, 3 a 4 představuje prostý součet jednotlivých zjištěných dopadů v příslušných jednotkách bez ohledu na důležitost jednotlivých vlivů.
81
Klasifikační skupina
Jednotky
Beton
Vsypy
Asfalt
Spotřeba el. energie ve zkoumaných procesech
[kWh/m2]
0,221
0,221
0,126
Celkový negativní dopad
-
0,221
0,221
0,126
Tab. č. 18: Negativní vliv spotřeby el. energie působící na životní prostředí
0,25
kWh/m2
0,2 Spotřeba el. energie ve zkoumaných procesech [kWh/m2]
0,15
0,1
0,05
0 Beton
Vsypy
Asfalt
Typ prům. podlahy
Graf č. 2: Negativní vliv spotřeby el. energie působící na životní prostředí
Klasifikační skupina
Jednotky
Beton
Vsypy
Asfalt
Spotřeba primárních energetických surovin Příspěvek ke skleníkovému efektu Vyprodukovaný odpad
[kg/m2]
0,729
0,729
1,986
[kg/m2] [kg/m2]
1 882,4754 379,350
1 894,0138 379,350
2 010,4821 254,000
Celkový negativní dopad
-
2 262,55
2 274,09
2 266,47
Tab. č. 19: Negativní vlivy působící na životní prostředí
82
2500 Spotřeba primárních energetických surovin [kg/m2]
2000
1500 kg/m2
Příspěvek ke skleníkovému efektu [kg/m2]
1000 Vyprodukovaný odpad [kg/m2]
500
0 Beton
Vsypy
Asfalt
Typ prům. podlahy
Graf č. 3: Negativní vlivy působící na životní prostředí
Klasifikační skupina
Jednotky
Beton
Vsypy
Asfalt
Příspěvek k hladině hluku
[dB]
93,43
93,43
86,59
Celkový negativní dopad
-
93,43
93,43
86,59
Tab. č. 20: Negativní vliv hluku působící na životní prostředí
83
94
92
dB
90
Příspěvek k hladině hluku [dB]
88
86
84
82 Beton
Vsypy
Asfalt
Typ prům. podlahy
Graf č. 4: Negativní vliv hluku působící na životní prostředí
Pro komplexní posouzení environmentálních dopadů hodnocených variant, označených jako X1 - betonová podlaha, X2 - betonová podlaha se vsypem a X3 - asfaltová podlaha byla zvolena metoda vícekriteriálního hodnocení. Konkrétně se jedná o metodu váženého součtu, jejíž podstatnou částí je stanovení vah zvolených kritérií. Jako kritéria byla zvolena, kritérium A1 reprezentující sumární hodnotu spotřebovaných pohonných hmot, zatěžujících životní prostředí těžbou fosilní suroviny, ropy, kritérium A2 představující sumární hodnotu příspěvku ke skleníkovému efektu CO2 vzniklého spalováním pohonných hmot a výrobou elektrické energie, kritérium A3 značící sumární hodnotu vyprodukovaného odpadu a konečně kritérium A4, které reprezentuje vážený průměr hlukové zátěže, ve kterém váhy tvořily průměrnou dobu provozu jednotlivých strojů pro jednotlivé hodnocené fáze. K určení vah byla zvolena tzv. bodovací metoda. Váhy jednotlivých kritérií byly získány jako vážený průměr bodových hodnot získaných pomocí brainstormingu v pracovním kolektivu tří osob. Zainteresované osoby stanovily pro každé kritérium bodové ohodnocení z intervalu 〈1; 5〉 přirozených čísel, přičemž vyšší hodnota bodového ohodnocení reprezentuje, že kritérium je pro danou osobu významnější. Přehled bodového ohodnocení je evidentní z tabulky 21 a výpočet jednotlivých vah pro uvažovaná kritéria je patrný z tabulky 22.
84
Označení kritéria* A1 A2 A3 A4 CELKEM:
Osoba 1
Osoba 2
Osoba 3
5 4 3 1
4 3 3 1
5 3 3 1
13
11
12
Tab. č. 21: Přehled bodového ohodnocení kritérií *
Označení kritérií je následující:
Vysvětlivky: A1 představuje spotřebu primární energetické suroviny, tj. ropy a zemního plynu A2 značí příspěvek ke skleníkovému efektu; A3 značí příspěvek vyprodukovaného odpadu; A4 značí příspěvek k hladině hluku; Na základě výše uvedených údajů byly vypočítány váhy kritérií podle jednotlivých zúčastněných osob, tzn. hodnota kritéria lomená součtem ohodnocení, a to pro každou osobu zvlášť; např. pro osobu 1 byl výpočet váhy pro kritérium A1 5/13 = 0,385 (výsledné hodnoty byly zaokrouhleny na 3 desetinná místa). Celková váha každého kritéria byla určena jako aritmetický průměr takto zjištěných hodnot, tedy podílem ∑vij/4, kde i = 1 až 4 představuje hodnoty kritérií, j = 1 až 5 představuje ohodnocení kritérií jednotlivými osobami. Celková váha každého kritéria byla zaokrouhlena na 3 desetinná místa. Popsaný výpočet je znázorněn v tabulce č. 22.
Kritérium (vij) Osoba 1 Osoba 2 Osoba 3 A1 0,385 0,364 0,417 A2 0,308 0,273 0,250 A3 0,231 0,273 0,250 A4 0,077 0,091 0,083 Tab. č. 22: Výpočet vah stanovených kritérií
Zjištěný vektor vah pro potřeby této studie je tedy následující: V = (0,390; 0,277; 0,250; 0,083).
85
∑vij 1,166 0,831 0,754 0,251
Celková váha (vi) 0,390 0,277 0,250 0,083
Každá úloha VHV je charakterizována tzv. kriteriální maticí, kde sloupce odpovídají kritériím, v tomto případě A1 až A6 a řádky hodnoceným variantám (X1 a X2). Prvky matice aij vyjadřují ohodnocení i-té varianty podlé j-tého kritéria. Kriteriální matice má následující tvar:
A2
A3
A4
0,724
1 882
379,350
93,43
X1
0,729
1 894
379,350
93,43
X2
1,986
2 010
254,000
86,59
X3
A1 Y =
Dále je nutno stanovit ideální a bazální variantu. Ideální variantou se rozumí hypotetická nebo reálná varianta, která dosahuje ve všech kritériích nejlepší možné hodnoty. V zadané úloze je ideální variantou vektor H = (0,724; 1 882; 254,0; 86,59). Obdobně bazální variantou je ta varianta, která má všechny hodnoty kritérií na nejnižší úrovni (resp. nejvyšší hodnoty). Analogicky je tedy bazální variantou vektor D = (1,986; 2 010; 379,35; 93,43). Dále je nezbytné z jednotlivých prvků yi,j matice Y kalkulovat odpovídající prvky zi,j normalizované matice Z s využitím bazální, dj a ideální hj varianty dle vztahu (1) zi, j = ( yi j - hi,j) . (dj - hj )-1
0 Z=
0,003961965 1
0
1
1
0,09375
1
1
1
0
1
(1)
S využitím znalosti vah jednotlivých kritérií vj (viz tabulka 22) a prvků zi,j normalizované matice Z se vypočte hodnota váženého součtu u (xi) pro jednotlivé varianty xi , kde i ∈ 〈1; 3〉 přirozených čísel dle rovnice (2): n
u (xi) = Σ z i j . wj j=1
86
(2)
Varianta podlahových systémů s minimálním environmentálním dopadem bude varianta s minimální hodnotou váženého součtu, protože byla aplikována minimalizační kritéria. Pro jednotlivé hodnoty u (xi) vážených součtů platí: Pořadí variant u (x1) = 0,333
1.
Betonová podlaha
u (x2) = 0,361
2.
Vsypová podlaha
u (x3) = 0,667
3.
Asfaltová podlaha
Na základě aplikace metody váženého součtu lze konstatovat, že optimální variantou hodnocenou podle výše uvedených kritérií byla zvolena betonová podlaha. Jako druhou nejoptimálnější variantou vyšla vsypává podlaha a poslední se umístila asfaltová podlaha.
5.8. Interpretace a celkové zhodnocení studie LCA Cílem poslední etapy studie je propojení poznatků z inventarizační analýzy a hodnocení vlivů na životní prostředí, získání závěrů a doporučení navrhujících opatření, jenž mají pozitivní dopad na zlepšení environmentálních vlastností posuzovaných předmětů. Zpracovaná inventarizační analýza (viz. kapitola 5.6.) může být využita k tomu, aby identifikovala aspekty, které lze zlepšit. Vstupy zaručující vyšší efektivnost, například nižší náročnost na spotřebu elektrické energie, primárních energetických surovin jako je ropa a zemní plyn a ekologické výstupy. Na základě provedené inventarizační analýzy a dalšího posouzení jednotlivých technologií byly identifikovány operace, které jsou nejproblematičtější z hlediska negativního působení na životní prostředí. U všech třech variant se jedná především o odvoz zeminy a dopravu materiálu na stavbu nákladními automobily, které mají největší podíl na celkové spotřebě primárních energetických surovin. Následně tato doprava vyprodukuje do ovzduší vysoké množství emisí CO2 a přispívá tak k tvorbě skleníkového efektu V neposlední řadě zvyšuje hladinu hluku a následně tím zhoršuje životní úroveň dotčeného obyvatelstva a pracovníků. Dále je velice problematické, z hlediska zátěže na životní prostředí, množství vyprodukovaného nevyužitého odpadu, který vznikne likvidací podlah na konci jejích životního cyklu.
87
U asfaltových podlah je nejproblematičtější operace z hlediska negativního působení na životní prostředí výroba v obalovnách asfaltových směsí, kde se používá jako palivo zemní plyn, ze kterého uniká do ovzduší zvýšené množství emisí CO2. Pro výše uvedené operace byla navržena následující opatření pro snížení negativních dopadů na životní prostředí.
Místo uplatnění
Činnost
Způsob realizace
Výsledek
KDE?
CO DĚLAT?
JAK?
EFEKT?
Využívat místní a Snížení hlučnosti, Omezit množství nejbližší zdroje a prašnosti, úrovně dopravovaného výrobny, používat vyprodukovaných Doprava surovin a materiálu, zkrátit moderní vozy emisí, spotřeby materiálů dobu přepravy, snížit s nízkou spotřebou a paliva, zlepšení spotřebu nafty a splňující přísné životní úrovně produkci emisí emisní limity obyvatelstva Využití betonové drtě Snížení množství na zásypy, do energetických podkladních Snaha o recyklaci surovin a tím i emisí Likvidace vrstev,…, využití materiálů do ovzduší, snížení recyklované asfaltové množství odpadů na drtě do nových skládkách podlah Využití zeminy na zásypy a násypy Využití nepotřebného Snaha o využití Odvoz zeminy nepotřebné zeminy (nejlépe v místě materiálu stavby) Snížení množství Nepoužívat paliva, emisí, použitím Použití alternativních Výroba asfaltu která zatěžují životní alternativního paliva paliv prostředí zlepšení životního prostředí Plně vytěžovat stroje, Snížení produkce Snížení spotřeby používat pouze emisí do ovzduší a Drobná mechanizace paliva moderní efektivní snížení spotřeby stroje energetických zdrojů Tab. č. 23: Návrhy opatření pro snížení negativních vlivů na životní prostředí
Na tomto místě je nutno uvést, že studie LCA poskytují jen data o únicích znečištění, o zatížení či dopadu zkoumaného předmětu nebo systému na životní prostředí. Pro proces rozhodování jsou však nutné další aspekty, jako např. ekonomické informace týkající se zejména provozních a investičních nákladů, či velikost trhu, možné sociální dopady, případně bezpečnostní opatření. Výše navržená opatření však zmíněná hlediska neuvažují. Hlavním důvodem popsané 88
skutečnosti je nedostupnost potřebných ekonomických informací o velikosti nákladů jak provozních, tak investičních. Navíc zpracování ekonomické analýzy navržených opatření by bylo velmi náročné. Vyžadovalo by hodnocení jednotlivých investičních variant, zejména pak zhodnocení doby návratnosti investic, které jsou pro rozhodnutí o případné realizaci navržených opatření nezbytné.
89
6. Závěr Cílem této práce bylo na konkrétním příkladu z technologické praxe ukázat možnosti aplikace metodiky životního cyklu za účelem ekologizace výroby a snížení zátěže životního prostředí, dále verifikovat vhodnost metody LCA pro daný případ. Cíl se v podstatných rysech podařilo naplnit. Bylo prokázáno, že metodologie LCA je využitelná pro srovnání environmentálních impaktů tří technologických procesů. Primární cíle byly naplněny plně. Rekapitulaci splněných cílů lze rozdělit do tří částí:
I) bylo zjištěno a zhodnoceno působení všech procesů výroby průmyslových podlah (betonových, vsypových i asfaltových) Analytická část práce byla realizována za podpory Agrodružstva Jevišovice. Předmětem analýzy byly zvoleny technologie výroby průmyslových podlah, konkrétně srovnání výroby betonové podlahy, betonové podlahy se vsypem a asfaltové podlahy. Posuzované technologie jsou podobné, liší se pouze v některých modifikacích. Funkční jednotkou byla zvolena plocha 1.000 m2. Z této výměry byly hodnocené negativní dopady přepočítávány na 1 m2 průmyslové podlahy. Důvodem stanovení uvedené funkční jednotky byla jednodušší a objektivnější možnost vyhodnocení. Hmotnostní funkční jednotka umožňuje lépe stanovit množství výstupů, tj. emisí, odpadů apod. Také výrobce používá pro vlastní ekonomické hodnocení produkce a produktivity pouze plošné ukazatele. Inventarizační analýzou byly zjištěny všechny dostupné materiálové a energetické toky jednotlivých operací zkoumaných technologií. Předmětem následného hodnocení však byly jen takové vstupy a výstupy, které tvořily podstatnou část celkového množství. V současnosti stále není stanoven jednotný metodický postup, který by hodnocení vlivů upravoval. Relevantní část úvah byla tedy založena na subjektivním přístupu zpracovatele, který byl diskutován s experty v daných oblastech v teoretické i praktické rovině.
II) výsledky posuzování jednotlivých technologií byly vzájemně porovnány Hodnocena byla spotřeba primárních energetických surovin (ropa a zemní plyn), příspěvek ke skleníkovému efektu, produkce odpadů a příspěvek k hladině hluku. Z hlediska celkového negativního dopadu na životní prostředí byl vzájemnou komparací zjištěn nepatrný rozdíl u technologie výroby betonových podlah a betonových podlah se vsypem. Větší negativní dopad technologie výroby asfaltových podlah na životní prostředí oproti technologii výroby betonových a betonových podlah se vsypem je dán vyšší spotřebou primárních energetických surovin zejména 90
zemního plynu. Celkem se u technologie asfaltových podlah spotřebuje cca o 172 % primárních energetických surovin více než u betonové a vsypové technologie. Tato spotřeba vychází z technologických parametrů výroby asfaltů. Díky této zvýšené spotřebě, zejména zemního plynu, dochází u této technologie také ke zvýšení příspěvku k tvorbě skleníkového efektu, a to cca o 135 % oproti betonovým a vsypovým technologiím. Jako pozitivní se jeví u technologie výroby asfaltových podlah nižší spotřeba elektrické energie a menší produkce odpadů oproti technologií výroby betonových a vsypových podlah. Spotřeba elektrické energie u asfaltových podlah je cca o 43 % nižší oproti betonovým a vsypovým podlahám, z hlediska produkce odpadů je asfaltová technologie cca o 33 % úspornější oproti ostatním porovnávaným technologiím. Z hlediska příspěvku k hladině hluku jsou u všech posuzovaných technologií pouze minimální rozdíly, pouze asfaltová technologie má cca o 7,8 % nižší příspěvek k hladině hluku. Z hlediska celkového dopadu na životní prostředí byl zjištěn minimální rozdíl mezi betonovou a vsypovou technologií. Rozdíl mezi těmito dvěmi technologiemi a technologií výroby asfaltu je cca 27,7 % ve prospěch asfaltové technologie. V rámci dosažení vyšší objektivity získaných výsledků byly posuzované technologie vyhodnoceny užitím matematické operační analýzy. K tomu byla použita jedna z metod vícekriteriálního hodnocení variant, a to metoda váženého součtu. Výsledky prokázaly, že optimální variantou je technologie výroby betonových podlah. Jako druhá nejoptimálnější varianta je technologie výroby betonových podlah se vsypem a jako třetí je technologie asfaltových podlah. Dále je nutno zdůraznit, že rozdíly mezi hodnocenými technologiemi výroby byly v minimální výši.
III) následně pak byla navržena opatření, která zjištěné negativní vlivy sníží a přispívá tím ke zlepšení stavu životního prostředí. Byly identifikovány operace, které způsobují největší zátěž pro životní prostředí. Jedná se především o dopravu surovin a materiálů nákladními automobily, odpad vzniklý likvidací podlahy na konci svého životního cyklu a také spotřeba elektrické energie zejména drobnou stavební mechanizací. Pro tyto operace byla navržena opatření, jejichž důsledkem je snížení zjištěného negativního vlivu na životní prostředí (viz. tabulka č. 20). Zde je nutno zdůraznit skutečnost, že studie LCA poskytuje jen data o účincích znečištění, o zatížení či dopadu zkoumaného předmětu nebo systému na životní prostředí. K rozhodovacímu procesu, do kterého se dostávají především investoři, jsou však nutné další aspekty, zejména ekonomické informace týkající se hlavně provozních a investičních nákladů, popř. velikosti trhu, dále pak možné sociální dopady a bezpečnostní opatření. Velmi důležitým kritériem, které při rozhodovacím procesu je nutno zohlednit, je celková životnost výrobku, v tomto příkladu podlah v zemědělských objektech. U 91
betonových podlah se uvažuje s životností cca 25 let, u betonových podlah se vsypem jde o 30 let. Vsypová úprava betonových podlah finančně zvyšuje náklady na realizaci podlahy (cca o 60 – 100 Kč/m2), nicméně značně zvyšuje technické vlastnosti výsledného výrobku, především odolnost proti vnějším vlivům a trvanlivost (odolnost v obrusu, minimální nasákavost, bezprašnost). Díky této úpravě dosahují betonové podlahy se vsypem mnohem delší životnosti než běžné betonové podlahy (viz obrázek č. 1). U asfaltových podlah se uvažuje s životností cca 25 let. Nicméně zmíněné aspekty, které také podstatně ovlivňují rozhodovací proces investorů, nebyly v práci zohledněny.
Aby bylo možno splnit vytýčené primární cíle, bylo nutno realizovat níže uvedené cíle sekundární, a to v následující posloupnosti: 1) v teoretické části práce byly podány základní informace o existenci, využitelnosti a metodice LCA coby environmentálního nástroje, který slouží k vyjádření a vyhodnocení vlivů životního cyklu výrobku na životní prostředí 2) pro potřeby analytické části práce byl nalezen vhodný partner (zemědělská farma), která byla ochotna poskytnout vstupní data, informace a součinnost při jejich zpracovávání a bude angažována na výsledku práce 3) bylo realizováno také vstupní proškolení o fungování provozu a o porozumění technologické bázi výroby, tj. jednotlivých technologických operací, které byly předmětem posuzování 4) byly vhodně zvoleny předměty analýzy a funkční jednotka tak, že analýza poskytla dostatečně objektivní a přesné výsledky 5) byla provedena analýza negativních vlivů na životní prostředí způsobených posuzovanými alternativami výroby a tyto vlivy byly vzájemně porovnány 6) na základě dosažených výsledků byla zvolena optimální technologie, která dovolí při zachování kvalitativních parametrů výstupu minimalizovat dopady technologie na životní prostředí.
Řešení práce však komplikovalo několik skutečností, mezi než patří zejména neexistence obdobných materiálů v dostupné literatuře a dále pak nedostupnost některých údajů z partnerské firmy, které jsou předmětem obchodního tajemství. Velkou překážkou bylo také obtížné získávání konkrétních požadovaných informací od výrobců stavebních strojů a mechanizací. Předpokladem splnění primárního cíle bylo naplnění cílů sekundárních. Mezi nimi bylo nejkomplikovanější získání potřebných dat a jejich následný přepočet na stanovenou funkční jednotku, kdy v některých případech bylo nutno využít kvalifikovaného odhadu odborných pracovníků. 92
Předpokládané využití výsledků získaných řešením této práce je v managementu dané firmy pro další zkvalitnění ekologicko - ekonomických charakteristik technologií výroby podlah v zemědělských objektech. Výsledky studie poskytují současně i primární návod pro použití metodiky LCA v oblasti technologie výrob různých průmyslových podlah. Zde se nalézá prostor pro další řešitele, kteří mohou doplnit chybějící části životního cyklu v navazujících pracích a přispět tak ke zobecnění problému a k možnému využití studie širším spektrem uživatelů. V neposlední řadě lze práci uplatnit v rámci fondu katedry pro specializaci Ekonomika ochrany životního prostředí s cílem zkvalitnění její přípravy.
93
Seznamy Seznam použitých zdrojů [1]
AITCIN, P.,: Vysokohodnotný beton. ČKAIT. červen 2005. 320 s. ISBN 80-86769-39-9
[2]
BETON TKS.: Beton pro udržitelnou výstavbu. ČBS Servis, s.r.o. 2008. 80 s. ISSN 12133116
[3]
BETON TKS.: Pozemní stavby. ČBS Servis, s.r.o. 2010. 64 s. ISSN 1213-3116
[4]
BETON TKS.: Sanace. ČBS Servis, s.r.o. 2008. 80 s. ISSN 1213-3116
[5]
BILČÍK, J., DOHNÁLEK, J.,: Sanace betonových konstrukcí. Jaga group, v.o.s. Bratislava 2003. 151 s. ISBN 80-88905-24-9
[6]
BODNÁROVÁ, L.,: Kompozitní materiály ve stavebnictví. Akademické nakladatelství CERM. Brno 2002. 122 s. ISBN 80-214-2266-1.
[7]
BUREŠ, J., MALOTA, D., KULÍSEK, K.,: Tepelná technika. VUT Brno. 1990. 192 s. ISBN 80-214-0167-2
[8]
ČSN EN ISO 14040 Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Zásady a osnova. Český normalizační institut. 1998.
[9]
ČSN EN 206 – 1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda
[10]
ČSN EN ISO 14042 Environmentální management – Posuzování životního cyklu – Hodnocení dopadů životního cyklu. Český normalizační institut. 2001.
[11]
ČURDA, D., FUCHSOVÁ, A.: Ekologická bilance – hodnocení životního cyklu. MŽP ČR. 1996. 60 s. ISBN 80-85 368-95-1.
[12]
DOBRÝ, O., PÁLEK.: Koroze betonu ve stavební praxi. STNL Praha. 1988.
[13]
DROCHYTKA, R.,: Atmosférická koroze betonů. IKAS Praha. 1998. 171 s. ISBN 80902558-0-9
[14]
DROCHYTKA, R., DOHNÁLEK, J., BYDŽOVSKÝ, J., PUMPR, V.,: Technické podmínky pro sanace betonových konstrukcí II. SSBK Brno. 2003. 210 s. ISBN 80-239-0516-3
[15]
ENTNEROVÁ, M.,: Nátěrový postup pro provedení povrchových úprav
[16]
HELA, R., BODNÁROVÁ, L.: New generation cement concretes – Ideas, Design, Technology and Applications. 2. vydání. CTU v Praze. Praha 2009. 174 s. ISBN 978-80214-3887-3.
[17]
HELA, R., KLABLENA, P., KRÁTKÝ, J., PROCHÁZKA, J., ŠTĚPÁNEK, P., VÁCHA, J.,:Betonové průmyslové podlahy. 1. vydání. ČKAIT. Praha 2006. 152 s. ISBN 80-86769-739.
94
[18]
HIRSCHI, T., KNAUBER, H., LANZ, M., SCHLUMPF, J., SCHRABBACK, J., SPIRIG, C., WAEBER, U.,: SIKA Concrete Handbook - Construction. Sika services AG, prosinec 2005. 147 s.
[19]
HUBÁČEK, A.,: Trvanlivost samozhutnitelných betonů v agresivním prostředí XA2 a XA3. sborník konference 6. Technologie betonu. Pardubice 2007. ČBS servis, s.r.o. 2007. 180 s. ISBN 978-80-903807-4-5
[20]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=3. 20. 04. 2007
[21]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=2. 20. 04. 2007
[22]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=33. 20. 04. 2007
[23]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=34&zavreno=1&jedinecnejmeno=. 20.04.2007
[24]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=35&zavreno=1&jedinecnejmeno=. 12.07.2008
[25]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=13. 12. 07. 2008
[26]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=29&zavreno=1&jedinecnejmeno=. 12.07.2008
[27]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=36. 12. 07. 2008
[28]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=16. 12. 07. 2008
[29]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=40. 12. 07. 2008
[30]
http://www.agd-jevisovice.cz/index.php?menu=33&zavreno=1&jedinecnejmeno=. 22.11.2009
[31]
http://asfalt.cz/homogenizace.php. 05. 12. 2009
[32]
http://www.asfalty.cz/p_oasfaltu.htm. 22. 11. 2008
[33]
http://www.asfalty.cz/kontakt.html. 22. 11. 2009
[34]
http://www.atemit.cz/index.php?typ=ATA&showid=3. 06. 12. 2009
[35]
http://www.bcc.cz/beton.htm. 11. 10. 2008
[36]
http://www.cemex.cz/page.asp?id=2000. 22. 11. 2008
[37]
http://www.dektrade.cz/?c_id=127. 22. 11. 2008
[38]
http://www.durlin.cz/t_listy/stavebni/vytvrzovaci_hmota_100.pdf. 12. 10. 2008
[39]
http://www.heidelbergcement.cz/RMC/index.php?idp=41. 21. 04. 2007
[40]
http://www.chejn.cz/pdf/zp1_dorsidur.pdf 06. 04. 2007
[41]
http://www.chejn.cz/pdf/t5_lite_podlahy.pdf 06. 04. 2007
[42]
http://www.chejn.cz/pdf/zp2_lite_podlahy.pdf. 06. 04. 2007
[43]
http://www.jab.cz/web/index.php?id=3#prumysl. 11. 10. 2008 95
[44]
http://www.matyc.cz/prumyslove_podlahy.html. 11. 10. 2008
[45]
http://www.miros-pce.cz/stranky2/vyrobni-program---sluzby/recyklace-stavebnichmaterialu.htm. 22. 11. 2008
[46]
http://www.panbex.cz_ds_pf1_cz_10.pdf. 21. 11. 2008
[47]
http://www.panbex.cz/index.php?menu=7&submenu=710. 26. 03. 2009
[48]
http://www.panbex.cz/index.php?menu=7&submenu=750. 26. 03. 2009
[49]
http://www.panbex.cz/index.php?menu=2&submenu=250&agree=on. 26. 03. 2009
[50]
http://www.panbex.cz/index.php?menu=7. 26. 03. 2009
[51]
http://www.panbex.cz/data/catalog/cz/IU_Cds_cz_10.pdf. 11. 10. 2009
[52]
http://www.panbex.cz/data/tech_data//IU_Cds_cz_12.pdf. 11. 10. 2009
[53]
http://plumbum.ceu.cz. 14.5.2001.
[54]
http://www.profimat.cz/_files/barevne_podlahy-tl.pdf. 11. 10. 2008
[55]
http://www.rockwool.cz/sw50598.asp. 27. 03. 2009
[56]
http://www.silnicemalek.cz/penetrace.htm. 05. 12. 2009
[57]
http://www.silnicemalek.cz/recyklace.htm. 05. 12. 2009
[58]
http://www.silnice-zeleznice.cz/index.php?rubrika=20. 21. 04. 2007
[59]
http://www.tbg-metrostav.cz/index.php?idp=41. 22. 11. 2008
[60]
http://www.techfloor.cz/mat_epotec.php3. 21. 11. 2008
[61]
http://www.techfloor.cz/proj_divizee.php3. 21. 11. 2008
[62]
http://www.stavebnictvi3000.cz/clanky/lity-asfalt-v-interierech/. 22. 11. 2009
[63]
http://www.sypka.wz.cz/. 13. 07. 2008
[64]
KRÁTKÝ, J., TRTÍK, K., VODIČKA, J.,: Drátkobetonové konstrukce. ČKAIT. září 1999. 108 s. ISBN 80-86364-00-3
[65]
Leták PANBEX – firemní materiál, 2005, vydal PANBEX, Brno 2005
[66]
Lias Vintířov, lehký stavební materiál, k.s., Liapor.: Lehké keramické kamenivo navrhování a provádění sypaných konstrukcí. 2000. – firemní materiál
[67]
LIŠKA, M.,: Normočasy výrobních operací technologií
[68]
MINDESS, S., YOUNG, J., DARWIN, D.,: Concrete. Pearson Education. 2002.
[69]
NEDBAL, F., MAZUROVÁ, M., TRTÍK, K.,: Speciální Betony. CZ SVB, s.r.o. Praha 2001. 204 s. ISBN 80-238-2678-6
[70]
NOVÁK, M.,: Environmentální politika HŽP, a. s. 1.7. 2000
[71]
NOVÁK, M.,: Přehled zdrojů znečištění ovzduší
[72]
NOVOTNÁ, J., JAŠEK, M.: Betonové podlahy v praxi. PANBEX – v tisku
96
[73]
Příručka technologa výroby betonu. Českomoravský beton – Heidelbergcement group. 2005. – firemní materiál
[74]
PYTLÍK, P.,: Technologie betonu. 2. vydání. VUTIUM. Brno. 2000. 390 s, ISBN 80-2141647-5
[75]
REMTOVÁ, K.: Hodnocení životního cyklu. Centrum čistší produkce. Praha. 2000.
[76]
REMTOVÁ, K.: Hodnocení životního cyklu výrobku. In EKO. č. 5. 1997. s. 18-22.
[77]
REMTOVÁ, K.: Osobní sdělení. VŠE Praha. 28. 1. 2002.
[78]
sborník Cement & Concrete composites: KAYALI, O., HAQUE, M.N., ZHU, B.,: Some characteristics of high strength fiber reinforced lightweight aggregate concrete. s. 207 – 213.
[79]
sborník konference.: Technologie betonu 2008. ČBS Servis, s.r.o. Praha. 2008. 184 s. ISBN 978-80-87158-09-8
[80]
sborník.: 30. konference Sanace a rekonstrukce staveb 2008. WTA CZ. Brno 2008. 312 s. ISBN 978-80-02-01998-5
[81]
sborník.: 4. mezinárodní konference FIBRE CONCRETE 2007. ČVUT v Praze. Praha 2007. 326 s. ISBN 978-80-01-03740-9.
[82]
sborník.: XIV. mezinárodní konference CONSTRUMAT 2008. Vysoké učení technické v Brně. Brno2008. 130 s.ISBN 978-80-214-3660-2.
[83]
sborník.: The 5th Central European Congress on Concrete Engineering Innovative Concrete Technology in Practice. Austrian society for concrete and construction technology.Baden 2009. 353 s.
[84]
sborník konference.: Technologie betonu 2009. ČBS Servis, s.r.o. Praha. 2009. 188 s. ISBN 978-80-87158-13-5
[85]
sborník : XII. Mezinárodní vědecká konference. Brno University of Technology. Brno 2009. 232 s.ISBN 978-80-7204-629-4
[86]
sborník konference.: 15. betonářské dny 2008. ČBS Servis, s.r.o. Praha. 2008. 486 s. ISBN 978-80-87158-11-1
[87]
sborník konference XIIIth International Conference of Research Institute of Building Materials.: Ekology and new building materials and products. Research Institute of Building Materials, JSC. 2009. 349 s. ISBN 978-80-254-4447-4.
[88]
Státní politika životního prostředí (dokument schválený vládnou ČR). Praha. MŽP ČR. 1999.
[89]
Stavební ročenka 2009.: Haly a průmyslové objekty. JAGA GROUP, s.r.o. Bratislava 2008. 143 s. ISBN 978-80-8076-068-7 97
[90]
SVOBODA, L.,: Stavební hmoty. Jaga group, v.o.s. Bratislava 2007. 400 s. ISBN 978-808076-057-1
[91]
SYCHRA, P.,: Evidence nákupu a spotřeby režijních prostředků pro rok 2001. 15. 12. 2000
[92]
TOMIS, V.,: Liapor-vlastnosti a aplikace. Lias Vintířov, lehký stavební materiál, k.s.4. vydání. duben 2001. 84 s.
[93]
VÁLEK, J.,: Vliv rozptýlené výztuže na vybrané vlastnosti betonu. Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. Brno 2007. 75 s.
98
Seznam použitých zkratek CP
Čistá produkce
CPC
Centrum čistší produkce
EMS
Environmentální systém řízení
LCA
Hodnocení životního cyklu výrobku
LCI
Inventarizace životního cyklu
MŽP
Ministerstvo životního prostředí
SETAC
Společnost pro chemii a toxikologii životního prostředí
TZL
Tuhé znečišťující látky
VHV
Vícekriteriální hodnocení variant
ŽP
Životní prostředí
ČR
Česká republika
MDA
Ředitel – správa
MDM
Ředitel – motor
DTI
Ředitel pro technický a investiční rozvoj
DAR
Ředitel pro aplikovaný výzkum
PVC
Polvinylchlorid
NOx
Oxid dusíku
SO2
Oxid siřičitý
CO2
Oxid uhličitý
PA
Polyamid
PP
Polypropylen
ZD
Zemědělské družstvo
SCC
Samozhutnitelný beton
HPC
Vysokohodnotný beton
MZK
Mechanicky zpevněné kamenivo
TP
Technologický popis
PMMA
Polymer metyl metakrylátová pryskyřice
99
Seznam citovaných norem ČSN ISO 14 000 Posuzování životního cyklu ČSN ISO 14 040 Posuzování životního cyklu – zásady a osnova ČSN ISO 14 041 Posuzování životního cyklu – stanovení cíle a rozsah inventarizační analýzy ČSN ISO 14 042 Posuzování životního cyklu – Hodnocení dopadů životního cyklu ČSN ISO 14 043 Posuzování životního cyklu – Interpretace LCA ČSN ISO 14 044 Posuzování životního cyklu – Ilustrační příklady pro ČSN ISO 14 041 DIN 1100 ČSN EN 206 – 1 Beton DIN 52 108 ČSN EN ISO 9001 Systémy managementu jakosti ČSN 74 4507 Odolnost proti skluznosti povrchu podlah - Stanovení součinitele smykového tření ČSN EN 12350-2-5 Zkoušení čerstvého betonu ČSN EN 12350-7 Zkoušení čerstvého betonu ČSN EN 12350-6 Zkoušení čerstvého betonu ČSN EN 12350-1 Zkoušení čerstvého betonu ČSN EN 12390-4 Zkoušení ztvrdlého betonu ČSN EN 12390-5 Zkoušení ztvrdlého betonu ČSN EN 12390-8 Zkoušení ztvrdlého betonu ČSN 73 1326 Stanovení odolnosti povrchu cementového betonu proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek ČSN 73 1322 Stanovení mrazuvzdornosti betonu ČSN EN 12390-7 Zkoušení ztvrdlého betonu
100
Seznam tabulek Tabulka č. 1 – Přehled norem řady ČSN ISO 14 040
-8-
Tabulka č. 2 – Matice vlivů na životní prostředí (vychází z nařízení Rady ES 880/92) -14Tabulka č. 3 – Kategorie specifických dopadů a jejich působení na životní prostředí
-15-
Tabulka č. 4 – Kategorie dopadů a způsob jejich vyjádření
-16-
Tabulka č. 5 – Ekologická závažnost sledovaných kategorií dopadů
-17-
Tabulka č. 6 – Realizace produktu
-45-
Tabulka č. 7 – Výhody a nevýhody porovnávaných průmyslových podlah
-51-
Tabulka č. 8 – Technické parametry vsypu
-62-
Tabulka č. 9 – Seznam operací a jejich charakteristika podle technologického popisu (TP) pro výrobu betonové podlahy
-68-
Tabulka č. 10 - Seznam operací a jejich charakteristika podle technologického popisu (TP) pro výrobu betonové podlahy se vsypem
-68-
Tabulka č. 11 – Seznam operací a jejich charakteristika podle technologického popisu (TP) pro výrobu asfaltové podlahy
-69-
Tabulka č. 12 – Inventarizační matice pro výrobu betonové podlahy
-72-
Tabulka č. 13 – Inventarizační matice pro výrobu betonové podlahy se vsypem
-73-
Tabulka č. 14 – Inventarizační matice pro výrobu asfaltu
-75-
Tabulka č. 15 – Hodnocení energetické náročnosti
-77-
Tabulka č. 16 – Spotřeba primárních energetických surovin na zajištění technologických procesů
-78-
Tabulka č. 17 – Celkový přehled výstupů z výrob
-78-
Tabulka č. 18 – Negativní vliv spotřeby el. energie působící na životní prostředí
-80-
Tabulka č. 19 – Negativní vlivy působící na životní prostředí
-80-
Tabulka č. 20 – Negativní vliv hluku působící na životní prostředí
-81-
Tabulka č. 21 – Přehled bodového ohodnocení kriterií
-83-
Tabulka č. 22 – Výpočet vah stanovených kriterií
-83-
Tabulka č. 23 – Návrh opatření pro snížení negativních vlivů na životní prostředí
-86-
101
Seznam obrázků Obrázek č. 1 – Srovnání betonové a vsypové technologie
-36-
Obrázek č. 2 – Nekonečný cyklus výrobku
-44-
Obrázek č. 3 – Chov drůbeže
-100-
Obrázek č. 4 – Chov prasat
-100-
Obrázek č. 5 – Vytvoření dilatačních spár
-53-
Obrázek č. 6 – Základní schéma technologie výroby betonových podlah
-58-
Obrázek č. 7 – Základní schéma technologie výroby betonových podlah se vsypem
-63-
Obrázek č. 8 – Základní schéma technologie výroby asfaltové podlahy
-66-
Obrázek č. 9 – Procesy, energetické a látkové toky spojené s výrobou betonové podlahy a betonové podlahy se vsypem
-69-
Obrázek č. 10 – Procesy, energetické a látkové toky spojené s výrobou asfaltové podlahy
-70-
Obrázek č. 11 – Čelisťový drtič Hartl PC 1055
-100-
Obrázek č. 12 – Pokládka živice
-101-
Obrázek č. 13 – Asfaltová podlaha skladu obilí
-101-
Obrázek č. 14 – Sklad obilí
-102-
Seznam grafů Graf č. 1
– Vývin pevnosti betonu třídy C 30/37 v čase
-53-
Graf č. 2
– Negativní vliv spotřeby el. energie působící na životní prostředí
-80-
Graf č. 3
– Negativní vlivy působící na životní prostředí
-81-
Graf č. 4
– Negativní vliv hluku působící na životní prostředí
-82-
102
Fotopříloha Obrázek č. 3:
Chov drůbeže na betonové průmyslové podlaze se vsypem [30]
Obrázek č. 4:
Chov prasat na betonové podlaze [23] Obrázek č. 11:
Čelisťový drtič Hartl PC 1055 103
[45]
Obrázek č. 12:
Pokládka živice [31]
Obrázek č 13:
Asfaltová podlaha skladu obilí
[33]
104
Obrázek č. 14:
Sklad obílí [33]
105
Anotace Článek se zabývá problematikou aplikace metody životního cyklu při výrobě podlahových systémů pro zemědělské a průmyslové objekty. Postup vycházel z mezinárodních norem, přičemž v rámci interpretace výsledků byla využita metoda vícekriteriálního hodnocení s cílem dosažení vyšší objektivity. Pro tento výzkum byla z celé řady možností vybrána podlaha na bázi betonu, betonu se vsypem a asfaltu, protože jsou obecně považovány za nejpoužívanější a nejprodávanější. Výsledky prokázaly, že výhradně z environmentálního aspektu nejnižší zátěž životního prostředí způsobuje výroba klasických betonových podlah, s mírně vyšší zátěží životního prostředí skončila betonová podlaha se vsypem a jako nejméně vhodná se jeví podlaha asfaltová. Získané výsledky spolu s navrženým postupem mohou být užitečnými vstupy pro rozhodovací procesy při inkorporaci environmentální bezpečnosti obdobných stavebních technologií.
106
