Od tesařského bednění k modelu BIM

10. 3. 2022 - Technologie | | Stáhnout článek v PDF

Monolitická výstavba nebo práce s betonem je dnes součástí téměř každého stavebního projektu a spolu s nimi i bednění. V článku jsou uvedeny jednotlivé typy bednicích systémů s ohledem na vývoj, kterým prošly během necelých sta let. Pozornost je zaměřena i na prvky, jež do oblasti bednicí techniky přinesla digitalizace.

Beton patří ke stavebnictví od nepaměti. Je tedy s podivem, že historie bednění je velmi krátká, resp. historie bednění jako znovupoužitelné formy. Před nástupem systémových bednění se na stavbách využívala výhradně bednění tesařská. Spotřeba řeziva byla ovšem enormní, obrátkovost a znovu použitelnost mizivá. Po roce 1945 byl navíc výrazný nedostatek materiálu, a to zejména v zemích ničivě zasažených válkou, kde bylo třeba stavby realizovat nejpalčivěji. To vše podnítilo zájem o vývoj a výrobu standardizovaných prvků, které by nedostatkové řezivo nahradily a zároveň byly použitelné vícenásobně.

Prvním krokem byla náhrada prken bednicího pláště deskami, nejprve s neupraveným povrchem, později s povrchy speciálně upravovanými pro lepší otisk a snadnější odbedňování. Takové desky začala v roce 1956 dodávat např. budoucí společnost Doka pro výstavbu vodní elektrárny na Dunaji. Označení Donau Kraftwerk, zkratkou právě DOKW, později DOKA, dalo vzniknout názvu firmy, která je dodavatelem bednicí techniky dodnes.

Stropní bednění

Spolu s inovacemi bednicího pláště se vyvíjela i jeho nosná konstrukce – hranoly byly postupně nahrazeny dřevěnými a ocelovými nosníky, bednicí desky získaly standardizované rozměry pro logické skládání. U bednění určeného pro stropní desky byly podpěrné hranoly nahrazeny nastavitelnými a odlehčenými stropními podpěrami umožňujícími snazší použití.

Postupně se vytvořil ucelený systém nosníkového stropního bednění. Nejprve s nosníky vysokými 360 mm. V roce 1969 uvedla na trh společnost PERI nosník T70, který měl velkou únosnost a patentovaný lepený styčník. Později, resp. v roce 1976 přišla společnost Doka s inovativním nosníkem H20 TOP, který je navíc doplněn o polyuretanovou ochranu konců a měřítkem pro snazší vytvoření kladu nosníků při realizaci konstrukce podpory bednicí desky pro betonáž vodorovných konstrukcí.

Dalším standardem pro bednění vodorovných konstrukcí se stalo využití třívrstvé bednicí desky, která je vyráběna ze smrkového dřeva a pro získání hladšího povrchu je potažena močovinou. Patent pro originální výrobu desky vlastní společnost Doka. V současné době se pro bednění stropních desek prosazují nové metody a principy, které umožňují jednodušší obednění velkých ploch vodorovných konstrukcí. U některých systému je dokonce možné bednění montovat ze země bez nutnosti na něj vstupovat, samozřejmostí jsou prvky BOZP.

Stropní skruž dnes (foto: archiv DOKA)

Stěnová bednění

Nosníky se začaly používat i u stěnového bednění, přičemž stěnové systémy bednění první vlny byly většinou realizovány pomocí dřevěných bednicích nosníků, ocelových výztuh a montované bednicí desky. Tato bednění se používají s úspěchem dodnes např. jako velkoplošná bednění, podklad pro zvláštní bednění nebo součásti speciálních bednění pro mosty či tunely. Zde je třeba podotknout, že první stavebnicové bednění bylo využíváno už za první republiky, a to na stavbách realizovaných v rámci Baťových závodů. Bednění ale nepřekročilo brány zmíněné firmy, a tak se dále ve stavebnictví neprosadilo.

Nosníkové stěnové systémy začaly být v osmdesátých letech nahrazovány systémy rámovými, kde pevný rošt pro bednění tvoří pravoúhlý rám z ocelových, v některých případech i hliníkových profilů. Výhodou tohoto řešení je, že při plánování bednění i jeho nasazení v rámci stavby je práce díky standardizovaným rozměrům jednodušší, spojování prvků je bezpečné díky rychloupínačům a systémové příslušenství celkově zjednodušuje celou stavbu. U některých systémů jsou pro zajištění delší životnosti rámy bednění vyráběny jako pozinkované a jejich velikost je upravena pro systémový rastr, kde je šíře rámů polovinou jejich výšky. Pro stísněné prostory nebo např. tam, kde by manipulace jeřábem byla extrémně náročná, je určeno rámové bednění vyrobené z hliníku.

Dalším logickým krokem bylo zmenšení rámových bednění a jejich přizpůsobení pro ruční použití, k čemuž došlo v devadesátých letech.

Velkoplošné rámové bednění stěny (foto: archiv DOKA)

Bednění pro speciální konstrukce

Spolu s vývojem systémových bednění přišla i potřeba vytvořit bednicí celky, které by využívaly výhody systémových prvků, ale byly by snadno modifikovatelné pro složité a komplexní konstrukce. Postupně tak u mnoha firem vznikaly zvláštní systémy speciál-ně určené pro stavbu tunelů nebo mostních konstrukcí. Za zmínku určitě stojí, že např. systém vozíku pro letmou betonáž společnosti Doka byl poprvé v celosvětovém měřítku nasazen u nás, a to v roce 2009 při realizaci mostu přes Labe u Litoměřic. Důležité je, že podobné systémy renomovaných dodavatelů bednění využívají v maximální možné míře běžně pronajímatelné prvky a pouze minimum dílů je vyráběno speciálně pro jednotlivé systémy. To citelně zjednodušuje logistiku, výrobu i finanční nákladnost podobných systémů.

Nosníkové bednění použité jako součást speciálního bednění pro tunel (foto: archiv DOKA)
Letmá betonáž mostu (foto: archiv DOKA)

Podpěrné konstrukce

Spolu s bednicími systémy bylo nutné vyvíjet i podpěrné konstrukce, které bednění udrží na místě po dobu vyzrávání betonu. Tam, kde není možné pro realizaci vodorovné konstrukce nasadit stropní podpěry (např. z důvodu přílišné výšky nebo váhy předpokládané vodorovné konstrukce), jsou dnes nasazovány podpěrné konstrukce speciálně určené jako pevná skruž pod bednění. Standardní jsou dnes stavebnicové systémy s tlakem na nohu konstrukce 40, či dokonce 100 kN. Renesanci dnes zažívají také příhradové systémy, které je možné využít nejen jako svislou podporu, ale např. i pro realizaci průjezdních profilů nebo provizorních přemostění vodních toků a platformu pro vynesení dalších konstrukcí. Díky jednoduchosti montáže, lepší skladovatelnosti a snazší logistice dnes podobné systémy pomalu vytlačují tradiční a dosluhující podpěrné konstrukce typu pižmo, což je systém ocelové ženijní příhradové rozebíratelné konstrukce, původně navržené jako pilíř železničních mostů, která byla využívána pro rychlou výstavbu mostních provizorií, později jako podpěra bednicích skruží.

Pevná skruž (foto: archiv DOKA)

Zvláštní bednění

V některých případech není možné pro realizaci využít standardních systémů – tvar je např. příliš komplikovaný nebo vyžaduje přesně definovaný otisk. V takovém případě by měli být dodavatelé bednění schopni vrátit se v čase zpět a pomocí moderních nástrojů a technologií, jako je např. CNC pila, vytvořit pro komplikované projekty bednění tesařské, resp. na míru. Takové bednění sestává z bednicího pláště dle zvoleného otisku a konstrukčních ramenátů, které dávají prvku bednění požadovaný neobvyklý tvar. Ramenáty pak jsou upevněny na nosníkovou konstrukci, která zajišťuje kompatibilitu a usnadňuje transportní možnosti. 

Se zvláštním bedněním jsou realizovány zejména složité a neobvyklé tvary jako např. kopule plzeňské Techmanie (foto: archiv DOKA)

Bezpečnostní prvky

Dnešní bednicí systémy jsou přímo svázány s bezpečnostním řešením. V dřívějších dobách byla řada BOZP prvků na staveništi pomíjena nebo vytvářena svépomocí z materiálu stavby: pomocí lešení, různě upevňovaných žebříků, improvizovaných zábradlí i úvazků apod.

V posledních zhruba deseti letech ale tlak na větší bezpečnost roste a dodavatelé a vývojáři bednění tak reagují na možnosti většího zabezpečení pracovního místa systémovými prvky, a to co nejjednodušeji a s co nejmenšími náklady. Jedná se tak např. o integrované výstupy, pracovní a betonářské lávky nebo ochranu volného okraje. Bednicí systémy jsou vyvíjeny ruku v ruce se systémy bezpečnostními, mají tak vzájemně plnou kompatibilitu a pro stavebníka je výrazně jednodušší a finančně výhodnější si obě služby (bednění i BOZP prvky) objednat u jednoho dodavatele. 

Velký důraz je kladen na zabezpečení pracovního místa systémovými prvky jako např. zábradlím (foto: archiv DOKA)

Digitalizace stavby

Jako do každého odvětví, tak i do stavebnictví a realizace monolitu dnes masivně nastupuje elektronika, digitální nástroje a další online systémy, které slouží nejen jako podpora přímé výstavby monolitického díla, ale také jako další přesah např. do systémů BIM. Zdaleka se nejedná jen o počítačové návrhy bednění, které vytlačily rýsovací prkna, ale jde o daleko sofistikovanější systémy, které mohou pomoci sledovat vyzrávání mladého betonu nebo ustavit stěnová bednění s přesností na milimetry. Samozřejmostí jsou pak třeba systémy zákaznické podpory, které shrnují materiál na stavbě, dodací listy a vratky nebo třeba nabízejí možnost stažení příruček k bednicím systémům. Řada dalších pomocníků zase zjednodušuje plánování nasazení bednění nebo např. objednávání bednění a organizaci práce na staveništi.

Díky digitálním systémům je možné např. sledovat vyzrávání mladého betonu a to i pomocí mobilních zařízení nebo chytrých hodinek (foto: archiv DOKA)

Některé stavby (jako např. masivní konstrukce) dokonce využití některých z těchto nástrojů vyžadují předpisem. Je proto nasnadě, že podobné technologie budou do stavebnictví vstupovat stále častěji a nastupující generace stavbyvedoucích by jejich absenci mohla chápat až jako handicap.

Od tesařského bednění k modelu BIM

Posledních sto let znamenalo obrovský posun ve všech myslitelných oblastech lidského života a podnikání. Zatímco ještě před necelými sto lety tesaři vyráběli bednění přímo na staveništi, dnes jsou k dispozici sofistikované systémy využitelné téměř pro každý projekt. Zatímco ještě před několika lety se technici lopotili u rýsovacích prken, dnes existují programy pro navrhování skladby a nasazení bednění dokonce i na mobilních telefonech. Zatímco dříve bylo nutné sledovat vyzrávání betonu bystrým okem a řídit se zkušeností, dnes jsou pro tyto činnosti sofistikované senzorové systémy. A zatímco plány historických staveb je třeba dohledávat v archivech, dnešní stavby jsou zakreslovány elektronicky do systému BIM, který obsahuje všechny informace o stavbě v celém jejím životním cyklu.

Jako všechny obory lidského podnikání i bednicí technika prochází obrovským vývojem. Zjednodušování, elektronizace, speciální systémy a intuitivní stavebnice jsou jistě výrazným plusem pro kvalitu a rychlost výstavby. Na druhou stranu si ale možná můžeme trošku postesknout, že právě díky všem těmto systémům a pomocníkům se trošku vytrácí to pravé tesařské umění a mizí skuteční mistři svého oboru. Do jisté míry ale i v tomto ohledu můžeme být klidní – i když do staveb vstupují moderní systémy, lidskou ruku, úsudek a zkušenost elektronika ani sebelepší systémy nikdy nenahradí.

Autor

FROM CARPENTRY FORMWORK TO THE BIM MODEL 

Monolithic construction or working with concrete is part of almost every construction project today, and so is formwork. In this article, the different types of formwork systems are presented with regard to the evolution they have undergone in less than a hundred years. Attention is also focused on the elements that digitalization has brought to the field of formwork technology.

Pojmy v tomto článku

1/2022 Technologie | 10. 3. 2022 | Úvodník

Může být stavebnictví atraktivní obor pro mladé?

Nadměrná spotřeba způsobuje enormní využívání zdrojů Země. Následky mají mnoho negativních podob. Dochází k proměně krajiny i celých oblastí v průmyslové zóny, zhoršují se klimatické podmínky, pociťujeme nedostatek zdrojů přírodních surovin, zvyšuje se počet přírodních katastr...
5/2020 Architektura | 15. 10. 2020 | Stavební konstrukce

Mateřská škola Dolní Břežany

Železobetonový monolitický skelet mateřské školy, který je skryt pod obkladem z cementovláknitých desek, je výjimečný více než 80 kruhovými otvory o průměru 880 až 1 780 mm. V článku je popsáno architektonické a konstrukční řešení objektu včetně použitého bednění.tu včetně pou...
5/2020 Architektura | 15. 10. 2020 | Stavební konstrukce

Nové výukové centrum vysoké školy polytechnické v Jihlavě

Vysoká škola polytechnická v Jihlavě se letos rozrostla o přístavbu, která odpovídá parametrům 21. století. Při jejím návrhu autoři ze studia Qarta architektura dokázali využít zdánlivě nevhodného trojúhelníkového tvaru pozemku a s ohledem na návaznost na stávající blok navrhl...