Vízszigetelés tervezés kihívásai

A STRABAG megbízásában egy Lukácsházán megvalósuló, gyógyszeripari termékeket előállító gyártóüzem bővítésének kiviteli tervdokumentációját készítettük el egy korábban kidolgozott építészeti koncepció alapján. Az engedélyezési dokumentációt nem irodánk készítette, de a tervezés során szorosan együttműködtünk a tervet jegyző irodával.

A tervezés során az ISO-minősítési követelményeken túl kiemelt műszaki kihívást jelentett, hogy a beruházás területe a Gyöngyös-patak árterületén helyezkedik el. A munkát részletes Talajvizsgálati és Hidrodinamikai vizsgálati jelentések alapozták meg.

A talajmechanikai szakvélemény alapján a területen a becsült maximális talajvízszint 243,0 mBf, amely a tervezési irányelvek szerint +50 cm-rel emelt, 243,50 mBf mértékadó talajvízszinttel veendő figyelembe. Ehhez képest viszont a területen lévő gyár többi épületének padlószintje a környező terepszinthez képest csak +25 cm-rel magasabbra készült el korábban. Az épületrészek közti, azonos síkban történő átközlekedés lehetőségét figyelembe véve ehhez, a már meglévő padló szintjéhez igazodva terveztük felvenni a földszinti padló szintjét, ±0,00 = 243,95 mBf magasságban.

A hidrodinamikai vizsgálat rámutatott, hogy 500 éves visszatérési idejű árvíz esetén a gyár területén néhány deciméteres vízborítottság alakulhat ki, várhatóan 243,5 mBf körüli tetőző vízszinttel, amely megegyezik a mértékadó talajvízszinttel. A modellezett állapotok szerint az épületek környezetében 0–0,5 m vízmélység és 0–0,3 m/s áramlási sebesség alakulhat ki. A patakmeder növényzetének elburjánzása további vízszintemelkedést idézhet elő, akár 20–30 cm-rel növelve a gyár környezetében jelentkező vízszinteket.

Az árvíz kialakulásához több tényező együttes fennállása szükséges. Az ilyen kockázatok kezelése körültekintő tervezést igényel, amelynek célja az épület szerkezeti elemeinek károsodásának megelőzése, valamint mindenekelőtt az épületben folyó gyártási tevékenység zavartalan folytonosságának biztosítása.

A gyártási folyamat egyik fontos eszköze egy több rekeszből álló, föld alá süllyesztett víztartály, amelynek tartószerkezeti kialakítása különös figyelmet igényel, mivel a műtárgyat a mértékadó talajvízszint alá kell elhelyezni.

Tartószerkezeti tervezés szempontjából az ilyen, föld alá süllyesztett műtárgyaknál alapvetően két fontos tényezőre kell különös figyelmet fordítani:

Az egyik a víz hatása, a talajvíz szintje, hiszen Arkhimédész-törvénye kimondja, hogy minden folyadékba merülő testre felhajtóerő hat, mely erő megegyezik a test által kiszorított folyadék súlyával. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy üreges föld alatti szerkezetek (aluljárók, keretszerkezetek, aknák, stb.) esetén kisebb lehet a szerkezet önsúlyterhe, mint a rá ható felhajtóerő, emiatt a szerkezet kedvezőtlen esetben (magas talajvízállásnál) felúszhat. Ez a probléma a szerkezeti méretek (lemez- és falvastagságok), a geometria (kis magasságú szerkezet vagy alaplemez túlnyújtása) és a szerkezet leterhelésének (földvisszatöltés) megfelelő megválasztásával, ezek kombinálásával orvosolható.

A másik kiemelt tervezési szempont a föld alatti műtárgy alaprajzi és magassági elhelyezkedésének vizsgálata a környező épületekhez és azok alapozásához viszonyítva. Az elhelyezést úgy kell megválasztani, hogy a szomszédos alaptesteket az akna építéséhez szükséges munkagödör ne üregelje alá, továbbá üzemi állapotban a műtárgy terhelése ne a közelben lévő alaptestekre, cölöpökre terheljen rá. Előbbi esetben a környező alapozás teherbíró képessége csökkenhet, utóbbi esetben túlterhelődhet. A tartószerkezeti tervezésnek emellett számos további aspektusa van, melyeket jellemzően az építészekkel, az épszerkesekkel, valamint az érintett szakágakkal együtt vizsgálunk; ilyen a csatlakozó csövek vízzáró bekötésének módja, szerelvényezés elhelyezése, a külső és belső víznyomás figyelembevétele, az esetleges hőhatások számításba vétele, a talajvíz korróziós kockázatának vizsgálata, szükség esetén a megfelelő szigetelési rendszer megválasztása.

Épületszerkezeti szempontból pedig az jelentett kihívást, hogy:

• kívülről talajvíznyomás elleni vízszigetelést kellett tervezni,
• ami a tartály tetején extenzív zöldtető szigetelésbe kell átváltson,
• belül magas hőmérsékletű (80 – 100°C), vegyileg enyhén savas (pH 5,5), 0 °dH keménységű víz tárolását tervezik
• a tartály egyes rekeszeibe a talajfelszín alatt csöveken folyadék érkezik a gyárépületből, illetve elektromos vezetékek a tartály külön rekeszében működő szivattyúkhoz és egyéb gépek működéséhez

Ezt az összetett feladatot tetézte, hogy a kivitelező a tartály körül nem létesíthet akkora munkagödröt, amekkora lehetővé tette volna a talajvíznyomás elleni teknőszigetelés kialakítását hagyományos, tartófal építésének alkalmazásával. A tartály elhelyezkedése miatt sem, mert nagyon közel van a tervezett épülettől, illetve a magas talajvízszint miatt sem, hiszen a kivitelezés idejére is biztosítani szükséges a száraz munkagödröt a kivitelezéshez. A vízzáró beton alkalmazása sem lett volna kellően elegendő megoldás, hiszen jelen esetben nem volt megfelelő a vízzáróság biztosítása, itt vízhatlan megoldásra volt szükség.

Ezért a választásunk egy olyan szigetelőrendszerre esett, amivel megoldható a tartály teljes külső felületén a vízhatlan szigetelés, a födém kontúrján átváltva és vízhatlan módon csatlakoztatva a tetőre kerülő zöldtető szigeteléshez. Ehhez a MAPEI termékkínálatából választottunk a padlólemez alá a Mapeproof AL AP, szintetikus HDPE-ből készült, teljes felületen tapadó (a betonnal kémiai kötést létrehozó) vízszigetelő lemezt. A függőleges felületekre már nem ezt a lemezt terveztük, mivel itt azzal számoltunk, hogy a felmenő szerkezetek elkészülnek, és azokat aljzatként használva elkészíthető rajtuk a szigetelés. Ide HDPE hordozójú öntapadó terméket, a Mapeproof AL 1200 AP lemezt választottuk, amelyet a beton felületeken kellősítő alkalmazásával terveztünk. A két termék csatlakozásánál arra kell figyelni, hogy legalább 10 cm-t lapoljon rá az öntapadó lemez a betonnal már kötésben lévő, legalább 30 cm magasságig felhajtott lemezre:

A tartály tetején gyökérálló vízszigetelésre (2 rtg. bitumenes vastaglemez szigetelés – alsó rtg: MAPEI Flexo S6 Prémium, záró rtg: MAPEI Antiradice E HP – készül kellősítéssel – MAPEI Polyprimer – lejtbetonon) kellett váltanunk, hiszen ide extenzív zöldtetőként kialakított rétegrend készült. A tartály tetején 5 db karbantartó nyílást is ki kellett alakítanunk. Az alábbi részletrajz a karbantartó nyílás metszetén keresztül szemlélteti a tető- és falszigetelés csatlakozásának kialakítását:

A belső igénybevételeknek, különösen a magas hőmérsékletnek kevés szigetelőanyag felel meg, ide mindenképpen kenhető anyagot kellett választanunk. A bitumenes szigetelésekhez szükséges lángolás, illetőleg a bitumenből illóanyagként felszabaduló gőzök, gázok olyan speciális védőfelszerelést és munkavédelmi előírások betartását követelik meg, melyek elkerülhetők a megfelelő anyagválasztással. Így a MAPEI Planiseal 88 cementbázisú vízszigetelő anyagát terveztük a tartály belső felületének szigetelésére, mely igazoltan -30 – +90 °C -ig hőálló.

Mivel a tartályban forró közeg kerül tárolásra, a környezet felmelegedésének elkerülésére hőszigeteléssel vettük azt körbe.

A tartály falain számos csőáttörést kellett megoldanunk, melyeket az igénybevételek miatt szorítóperemes, rozsdamentes, egyedi szerelvényekből terveztük. Azon tartályrekeszeknél, ahol belül is folyadék lesz, és ezáltal víznyomás alakul ki, kívül-belül szorítóperemes, ahol pedig belül tervezetten nem lesz folyadék (pl.: szivattyú gépház), így víznyomási igénybevétel, külső oldali szorítóperemes szerelvény kerül elhelyezésre:

A védő- és a haszoncsövek közti gyűrűstér tömítésére az ACO termékcsaládból választottunk szintén hőálló, duplasoros, a haszoncső átmérőjéhez illeszkedő szorítógyűrűket.

Egy helyen több cső érkezik a tartályhoz. Ezeket nem lehetett egymástól úgy elhúzni, hogy minden áttörés körül irányelv szerinti gallért lehessen kialakítani, így ezeket összevontuk, és egy osztott, egyedi szerelvényt terveztünk (képeinken a vízszigetelést nem modelleztük):

A projekt jól példázza, hogyan találkozik a gyógyszeripari szabályozási környezet, a vízépítési kockázatelemzés és a magas szintű tartószerkezeti tervezés egy komplex ipari beruházásban.

Szerző: Bödös-Dolgos Krisztina, Téglás Csaba