Lapszámok

A közelmúltban hat városban rendeztek építészeknek szóló előadássorozatot, amelyen a vasbeton födémek múltjáról és jövőjéről tartottam előadást. A mai fiatalabb korosztály leginkább a monolit vasbeton síkfödémekkel találkozik, különösen a lakásés irodaépületek területén. Nagyon örülök, hogy az utóbbi években több diplomázónak lehettem külső konzulense vasbeton födémek témában.

A magyar vasbetonépítés az 1900-as évek elején kezdődött, nem sok lemaradással az amerikai és európai vasbetonépítés kezdeteitől. Az első vasbeton födémek gerendás födémek voltak. Amerikai előzmények után a svájci Maillart 1910-től kezdődően csodálatos vasbeton gombafödémeket épített (tervezte és kivitelezte is ezeket a födémeket). Talán az első magyarországi gombafödém a kalocsai Margit malom födéme volt, amelyről másik öt magyarországi vasbeton gombafödémmel együtt Lewe: Pilzdecken (Gombafödémek) című, 1927- ben megjelent könyve számol be.

Az akkori helyzetet jól tükrözi egy 1927- ben megjelent Maillart cikk, ebből idézek: „A gombafödémek Amerikából terjednek, és a mai napig nem sikerült a problémát statikailag megfelelően megoldani. Ily módon érthető, hogy sok építész csak nagy szükség esetén foglalkozik ezzel, de inkább választják a tiszta rendszereket, főtartókat és fióktartókat, melyek mindkét irányban hordják a terheket. Ugyan ismert, hogy ezek a tartószerkezeti rendszerek is többé vagy kevésbé önkéntesen feltételezett feltevésekre épülnek, ugyanúgy, mint a gerenda nélküli födémek. Ahhoz, hogy erről, mint ahogyan az ilyen vasbetonipari födémek esztétikai kérdéseiről valamelyest tiszta képet kapjunk, valamint arról, kik is az igazi első kezdeményezői ezen födémeknek, a svájci úttörőt, Robert Maillart-t kerestük meg, hogy írja meg a véleményét. A cikk végén még a gerenda nélküli födémek szépségkérdéseivel foglalkozunk, melyeket a zürichi kiállítás során is elemeztünk.”

Neményi Pál 1928-ban megjelent Vasbetonszerkezetek könyve is tartalmazza a gombafödémek tervezését, ekkor még ismeretlenek voltak a pontokban alátámasztott sík vasbeton lemezek. Németországban az igazi gombafödémek építését is csak 1925-től engedélyezték, miután elegendőnek tartották a kutatási eredményeket és próbaterheléseket, amelyek alapján szabályozták az ilyen födémek tervezését és kivitelezését. A 30-as években Le Corbusier már kezdeményezte a pillérfej nélküli síkfödémek építését, de csak az 50-es évek végén indult el a síkfödémek építése. Magyarországon 1960-ban jelent meg a Komlóssy István által készített Ipartervi tervezési segédlet a gombafödémek tervezéséről. Ezekben az években több többszintes raktárépület készült ilyen szerkezettel.

A lakásépítések ekkor még jellemzően falakra támaszkodó vasbeton lemezzel vagy sűrű bordás előregyártott gerendás béléstestekkel készültek. Az irodaépületek építéséhez előregyártott vasbeton szerkezeteket fejlesztettek ki, az egységes irodaváz az Iparterv fejlesztésében jött létre, majd következett az UNIVÁZ szerkezet. Ezek kezdetben bordás teknő panelokkal, majd később üreges födémelemekkel (S) készültek. Különösen a 60-as évek második felétől előtérbe helyeződött a tipizálás, az üzemben előregyártott vasbeton elemekkel való építés, miközben a monolitikus vasbetonépítés jelentősen a háttérbe szorult. Az OKGT irodaépület 1973-ban monolitikusan, vasbeton síklemez födémmel épült, de a legfelső födém építéskori leszakadása nem kedvezett a fejnélküli rejtett gombafejes síkfödémek alkalmazásának.

Az 1989. évi politikai rendszerváltás gyorsan elsöpörte a különösen a 70-es években felvirágzott előregyártott vasbeton elemekkel való építést, különösen a lakásépítésben és az irodaépületeknél. Egymás után jöttek Magyarországra a nagy zsaluzati rendszereket forgalmazó cégek (DOKA, Hünnebeck, MEVA), a darabjaira hullott állami cégek kis építőegységekre oszlottak. A kis építő szervezeteknek viszonylag könnyű volt a monolitikus építésmódra ráállni, miután nagy volt a munkanélküliség. Az előregyártott elemekkel történő építés szinte a volt szocialista rendszer roszsz példaképévé vált.

A paradigmaváltás szükségessége az építési kultúrában 2018-ban

A 2008. évi gazdasági visszaesés mintegy 10 évre visszavetette a magyar építési ágazat fejlődését. Újra rendelkezésre állt a munkaerő, amely új ösztönzést adott a monolitikus építésmódoknak. Közben a nyugati országokban előbb elindult a gazdasági fellendülés. EU-tagságunk révén a szabad munkaerőáramlás során éppen az építőipari szakmunkások mentek Nyugatra dolgozni. Amikor 2017-ben elindult a magyar építőipari fellendülés, mindjárt érezhető volt az építőiparban a szakmunkáshiány.

Kedvezőnek tűnt a monolit vasbeton síklemezek építése a korszerű zsaluzatokkal:

- a tervezése egyszerű, az AXIS tervezési, méretezési szoftverrel könnyű a statikai méretezést elvégezni. A tervezők a legszívesebben ilyen födémeket terveznek.

- a kivitelezés is egyszerűnek tűnt, rendelkezésre állt sok zsaluzóeszköz. Az építendő épületekkel szembeni követelmények fokozatosan változtak:

- a fenntartható fejlődés követelményeinek megfelelően az épületeket úgy kell kialakítani, hogy alkalmasak legyenek az életük során többszöri funkcióváltásra. Ez egyre nagyobb fesztávolságokat igényel, a teherhordó falas szerkezetekkel szemben megnövekszik az igény a vázas épületekre

- az épületek alatt kell elhelyezni a parkolószinteket az autók parkolásához

- előtérbe kerül az építőanyagokkal való takarékoskodás igénye

- az építőipari szakemberhiány újból előtérbe helyezi az ipari üzemekben készülő építőelemeket, az építés helyszínén csak az összeszerelő tevékenység legyen

- az információtechnika fejlődése lehetővé teszi a robotok alkalmazását az építési területen is, főleg az ipari üzemekben.

Ezek az új kihívások a vasbeton födémek területén új konstrukciók fejlesztését, bevezetését követelik meg:

- újból felfedezik a gombafödémeket. A nagy, lapos fejjel készülő pillérek lehetővé teszik a vasbeton lemez vastagságcsökkentését és ezáltal a beépített betonmennyiség jelentős csökkentését

- a betonok előállításában nem várt változást jelent az alkalmazható szilárdságok gyors növekedése, különösen a telepített üzemekben

- a vasbeton pillérek szükséges keresztmetszete jelentősen csökkenthető, mert a korszerű betonminőségek és -tulajdonságok (folyósítók) lehetővé teszik az alkalmazható betonacél-mennyiségek jelentős növelését (a jelenleg a szabvány szerint alkalmazható 4% helyett más országokban már ma is 9% a megengedett, de egyre gyakrabban fordulnak elő 12-18% betonacél- mennyiségek is)

- a B 500 betonacél-minőség helyett S 670 minőségű betonacélt is egyre gyakrabban alkalmaznak (BuStb 2008/5, 2014/5)

Az USA-ban vagy Kanadában az utóbbi 20-30 évben épült sokemeletes lakóépületek alsó szintjei parkolójában nagy valószínűséggel ilyen födémekkel találkozik a látogató. Kanadai barátunk lakóépületének parkolója: nem engedhetik meg maguknak a fejnélküli gombafödém anyagpazarlását (igaz, ezeknél a parkolóknál a pillérosztás legalább 8,5 m x 8,5 m, hogy három autó kényelmesen elférjen a pillérek között).

Szinte minden, külföldi födémekről szóló tananyag ilyen vagy hasonló ábrával kezdődik. Ezek közül ma Magyarországon a vasbeton födémek mintegy 90%-ban monolit vasbeton síkfödémmel készülnek kb. 9 m x 9 m pillérállásokig. Ez nagy födémvastagságokhoz és jelentős anyagpazarláshoz vezet. Az iparosított, legalább részben üzemekben gyártható födémszerkezeti elemek jóval kisebb arányban fordulnak elő, mint külföldön. A kazettás födémek, amelyek a 80-as években elég elterjedtek voltak, ma már szinte teljesen ismeretlenek (ÉTI-KIPSZER féle zsaluemeléses technológia).

Födémek kialakítása a 21. században

A vasbeton síkfödémek kialakításának nagyon sokféle lehetősége van. Jól mutatják ezt a jelenlegi amerikai és ausztrál tervezési segédletek.

Ezek mindegyikének jellemzője a födém tömegének csökkentési szándéka:

- monolit síkfödémek esetén a födémlemezbe épített üregelemek, a Cobiax, BEEPLATE, U-BOOT vagy egyszerűen csak polisztirol betételemek

- kazettás födémek, műanyag kazetta zsaluzóelemmel vagy vasbetonból gyártott kazettaelemek (Nervi ferrocement elemei, ma ennek új reneszánsza van a textil vasalású, nagyon vékony héjelemekkel)

- feszített vasbeton síkfödémek: a feszítés révén csökkenhetnek a lemezvastagságok

- gombafejes pillérek, a kisebb méretektől az egészen nagy méretű lapos gombafejekig

- kazettás födémek monolit technológiával (műanyag kazetta zsaluzatok), vagy előregyártott kazettaelemek (mint Nervi ferrocement elemei, ma szövetbetonból).

A 80-as évek közepén kezdte el a 31. sz. ÁÉV a PR pallók gyártását. Ezek központosan feszített 5 cm vastag vasbeton lemezek voltak, mely lemezeket állványra helyezték és ezután betonozták rá a 15-20 cm vastag monolitbeton réteget. Később hasonló feszített lemezeket gyártott a SZEBETON is. Szintén a 80-as években a veszprémi házgyárban állították elő az IVS födémrendszer zsaluzóbeton elemeit.

1994-től a Wienerberger cég Ócsán rendezett be egy üzemet előregyártott födémlemezek gyártására. Ezeket a betonacél térrácsokkal készülő zsalulemezeket a Bácskából származó Keller István (Stefan Keller) honosította meg már 1949-ben, és létrehozta a Filigran céget, amely ma is a vezető cége az ilyen födémelemeket gyártóknak. Jelenleg Magyarországon a LEIER cég folytatja ezen födémelemek gyártását, néhány kisebb magyar gyártóüzem mellett.

Födémek előregyártott elemekből

A 70-es, 80-as években a födémeket szinte teljes mértékben előregyártott elemekkel kívánták építeni. Az Iparterv „egységes irodaváz” – a még teknős előregyártott vasbeton elemekből tervezte az irodaépületek födémjeit, az UNIVÁZ pedig már üreges födémelemekkel képezte a födémeket. Ma már nem törekszünk feltétlenül mindent üzemben gyártott elemekkel megoldani, miután a beton bedolgozása a helyszínen is majdnem teljesen robotizált.

A vasbeton födémek betonacél szerelése a BAMTEC technológiával szintén jelentősen csökkenti a helyszíni munkaerő-szükségletet, miután a BAMTEC vasalási szőnyegek üzemben robotizált technológiával készülnek. A helyszínen csak a kigördítés marad.

A jelenlegi számottevő munkaerőhiány miatt nagy a törekvés a minél több munkafolyamat telepített üzemekben való végzésére, ugyanakkor az ilyen üzemeknél is kapacitáshiánnyal szembesülnek az építtetők. Sajnos, a rendszerváltás után az építőipar üzemi gyártókapacitásaira leginkább megfelelő házgyárakat részben lebontották (óbudai és ferencvárosi házgyárak a két legelső házgyár), de amelyikeket nem, azokban a szerkezetek gyártása helyett leginkább kereskedelmi tevékenység folyik. Az egykori BVM egyik legelső gyára, a Budafoki úti üzem, a BVM Épelem megszűnt. A betonelemgyártó üzemek nem mertek beruházni a bizonytalan építési piac miatt. Most kellene sürgősen létrehozni újabb gyártókapacitásokat. Nagyobb probléma, hogy a főiskolákon és egyetemeken ma még csak nagyon keveset oktatják az új gyártási technológiákat. A nyugati egyetemeken a robottechnika építési alkalmazásait viszont intenzíven oktatják.

Az IDEA 2018 kecskeméti konferencián a külföldi előadók előadásai jól érzékeltették, hol tart ma a robotizált tartószerkezeti elemek gyártása. Különösen Jan Knippers úr, a stuttgarti egyetem professzora kápráztatta el a hallgatóságot.

Példák az új típusú födémekre

A svájci Alphabeton cég már több éve álló helyzetben gyártja a pilléreket, tipizált, de igen sokféle keresztmetszetekkel, alsó és felső pillérvégződésekkel, köztük nagyon sokféle gombafej kiképzéssel. A betonminőség többnyire C 80 vagy C 90. A felső gombafej kiképzés teszi lehetővé, hogy kisebb födémlemez-vastagságok esetén se kelljen átszúródási vasalás, vagy ha kell is, jóval kevesebb, mint gombafej nélkül.

Jóval nagyobb gombafejekkel, sőt az alaplemezzel együtt gyártott álló helyzetben pilléreket az asa Építőipari Kft. az Algida Veszprém raktárépülethez, 30 kN/m² raktár terhelésekre. Nagyobb lapos gombafejek egyszerű üzemi gyártása lehetséges akkor, ha a pillérek melletti állványra emelik be a lapos gombafejeket. Így készültek az Aqua Aachen áruház pillérei.

Itt az üzemben előregyártott pillérek beépítése után helyezték fel az állványzatra a lapos gombafejeket:

- gyors építés előregyártott elemekkel

- anyagtakarékos építés

- a helyszínen csak a kevés munkaerőt igénylő technológiákat alkalmazzák.

Ezt a módszert korábban az asa Építőipari Kft. vezette be az ÁRKÁD Budapest Örs vezér téri áruházának bővítésénél. Ott a pillérek egy részénél az üzemi gyártás során a gyártósablonba helyezték be az előre legyártott gombafejeket, míg a pillérek másik nagy csoportja a helyszínen készült.

Ezekben az esetekben a pillérek zsaluzatára helyezték fel az üzemben gyártott gombafejeket, és ezután betonozták a pilléreket. Utóbb erre a módszerre meg is kaptuk a szabadalmi védettséget.