Vojko Kilar
OCENA POTRESNE OGROŽENOSTI STANOVANJSKIH STAVB V SLOVENIJI
Assessment of earthquake vulnerability of residential buildings in Slovenia
2oo4/1
AR
UDK 728:550.34 COBISS 1.02 pregledni znanstveni èlanek prejeto 31.3.2004
izvleèek
Èlanek ocenjuje potresno ogroženost stanovanjskih stavb v Sloveniji. Kot izhodišče so bili uporabljeni podatki zbrani z zadnjim popisom prebivalstva, gospodinjstev in stanovanj iz leta 2002, pri čemer ocena ogroženosti izhaja iz podatkov o letu izgradnje, številu etaž, materialu nosilne konstrukcije in letu zadnje prenove. V članku je najprej prikazan kratek opis značilnih časovnih razdobij izgradnje stavb, ki so jih obeleževali zgodovinski dogodki in razvoj predpisov za potresno varno gradnjo in iz katerih lahko sklepamo na sedanje stanje in potresno varnost stavbe. V nadaljevanju je prikazana natančna razdelitev stavb po starosti, materialu in številu etaž za celotni stanovanjski fond Slovenije. V zaključnem delu so podane ocene o potresni ogroženosti stanovanjskega fonda, ki so združene v tri razrede: a) verjetno potresno nevarne stavbe; b) verjetno potresno manj varne stavbe in c) verjetno potresno varne stavbe.
abstract
The article assesses earthquake vulnerability of residential buildings in Slovenia. Data gathered from the last census of the population, households and housings was used as the starting point, whereby assessment ofvulnerability was donefrom data on year ofconstruction, number offloors, materials used for load bearing structures and year of last renovation. The article starts with a short description of typical time frames of building construction, marked by historical events and the development of regulations concerning earthquake resistant construction, from which we can estimate their present condition and earthquake resistance. In continuation a detailed categorisation ofbuildings, based on age, material and number of floors, is presented for the entire housing stock in Slovenia. The conclusion gives estimates of probable earthquake vulnerability of the housing stock, which are joined into three classes: a) not earthquake resistant buildings, b) less earthquake resistant buildings and c) earthquake resistant buildings.
kljuène besede:
potresna ogroženost, stanovanjske stavbe, popis prebivalstva 2002
key words:
earthquake vulnerability, residential buildings, census 2002
Potresna varnost stavb se praviloma določa na podlagi podrobnega pregleda načrtov in na podlagi izračunov in analiz za vsako posamezno stavbo. Načinje seveda zamuden in drag ali celo neizvedljiv, če gre za oceno potresne ogroženosti stavb za večja območja ali pa kar za področje celotne Slovenije. Prav to pa je bil eden od ciljev raziskovalnega projekta z naslovom "Prenova stanovanjskega fonda Slovenije", ki sta ga financirali MŠZŠ in MOP v letih 2001-2003 [Zupančič et al, 2003]. Projekt je med drugim obravnaval analizo stanja, obsega, starosti in obsega nujnih potreb po prenovi stanovanjskega fonda. Pričujoči članek podrobneje obravnava le del izsledkov projekta, to je oceno potreb po prenovi nosilne konstrukcije z vidika potresne ogroženosti stavb.
Za oceno potresne ogroženosti smo uporabili rezultate zadnjega popisa prebivalcev, gospodinjstev in stanovanj zbranih s strani Statističnega urada Republike Slovenije v letu 2002 [popis, 2002], kije vseboval tudi nekatere podatke o stavbah v katerih se posamezna stanovanja nahajajo. Na razpolago so bili podatki kot so leto izgradnje, število etaž, vrsta konstrukcijskega sistema, uporabljeni material nosilne konstrukcije, leto zadnje prenove stanovanja, namen uporabe in število stanovanj v stavbi. Ob razmeroma logični predpostavki, da so pri gradnji stavb upoštevali takrat veljavne predpise, lahko enostavno primerjamo zahteve takratnih predpisov s predpisi, ki veljajo danes in iz tega ocenimo, koliko je stanovanj, ki se nahajajo v "verjetno potresno nevarnih" stavbah, koliko je stanovanj, ki se nahajajo v "verjetno potresno manj varnih" stavbah in koliko je grajenih tako. kot to zahtevajo sodobni predpisi. Dobljena ocena je seveda približna, saj ni nujno, da so objekti iste višine iz istega materiala in iste starosti enako potresno ogroženi. (Potresna varnost je odvisna tudi od tlorisne razporeditve nosilnih elementov, zasnove konstrukcije, kvalitete izvedbe, detajlov itd.) Že uvodoma je potrebno poudariti, da lahko za celotni stanovanjski fond
Slovenije na podlagi podatkov zbranih s popisom podamo le splošne ocene o potrebah po prenovi nosilnih konstrukcij stavb iz različnega materiala. Točnejše ocene je mogoče dobiti le s podrobnejšo raziskavo stanja posameznih stavb ali pa morda z raziskavo posameznih manjših območij in njeno posplošitev na celotno Slovenijo.
Vse tabele in slike podajajo stanovanjsko površino v m2 (izraženo kot % celotne kvadature stanovanjskega fonda), saj menimo, da je ta podatek za oceno cene prenove relevantnejši kot pa podatek o številu stanovanj ali številu stavb. V popisu je zajeta stanovanjska površina v različnih tipih stanovanjskih stavb (skupaj 58,031,187 m2). Stavbe so razdeljene po posameznih območjih pa tudi na mestna (48.4%) in nemestna (51.6%) območja. V prikazanih rezultatih so zaradi velikega obsega podatkov stanovanjske površine v različnih tipih stavb in po različnih območjih med seboj kar seštete po vseh območjih, prikazi veljajo torej za celotno Slovenijo skupaj.
Pretežno uporabljeni material in starost stanovanjskih stavb
v Sloveniji
Stavbe glede na tip materiala izgradnje delimo na:
-	Opeène konstrukcije (z ali brez AB vezi);
-	Betonske konstrukcije (armirano betonske konstrukcije, konstrukcije iz betonskih zidakov, montažne betonske konstrukcije ipd.);
-	Kombinirane konstrukcije (npr. opečne konstrukcije s kamnitimi pritličnimi etažami, armirano betonski okviri z opečnimi polnili, konstrukcije kot kombinacijajekla in betona ipd.).
-	Kamnite in lesene konstrukcije (te so v okviru obstoječega stanovanjskega fonda zastopane v manjši meri) in
-	Ostale konstrukcije.
Delitev površine stanovanjskega fonda za celotno Slovenijo glede na material nosilne konstrukcije je prikazana na sliki 1. Starost stanovanjskega fonda je prikazana na sliki 2.



Slika 1: Stanovanjska površina glede na material nosilne konstrukcije.
Residential area depending on material of load bearing structure.
' é
«
III.
■ Ill
II	qh n * q
Slika 1: Stanovanjska površina glede na starost. (100%=58,031,187 m2).
Residential area depending on the building's age.
Vidimo lahko (slika 1), da je veè od polovice stanovanjskih stavb (58%) zgrajenih iz opeke. Sledijo betonske in mešane konstrukcije (oboje 16 %), ostali materiali so zastopani v manjši meri. Zanimiv je podatek, daje slaba polovica stavb (cca. 45%) starejših od 30 let (slika 2).
Značilna časovna razdobja izgradnje stavb
Z gradbeno-konstrukcijskega vidika je najpomembnejša prenova nosilne konstrukcije. Poleg morebitnih potreb po sanaciji nosilnih konstrukcij stavb zaradi neenakomernega posedanja ali drugih poškodb, ki so posledica vertikalnih obremenitev, je izjemno pomemben vidik potresne varnosti objekta. Razvoj predpisov za potresno varno gradnjo je bil postopen, po vsakem moènejšem potresu pa so se pravila za protipotresno gradnjo dodatno razširila in zaostrila. Prvi predpisi, ki so sploh vkljuèevali potresno obtežbo kot poseben obtežni primer, so bili Privremeni tehnièki propisi (PTP), ki so bili sprejeti leta 1948 v SFRJ. O potresni varnosti zgradb lahko torej grobo sodimo tudi po letu njihove izgradnje (v kombinaciji s podatkom o vrsti konstrukcijskega sistema, materialu in številu etaž). Ob pregledu zahtev predpisov o potresno varni gradnji, ki so se uporabljali na podroèju Slovenije v zadnjih 100 letih, lahko definiramo razlièna èasovna razdobja izgradnje stavb, ki se razlikujejo glede na takrat veljavne predpise [Bubnov, 1996]. Na ta naèin lahko ocenimo delež stanovanjskih površin v stavbah, ki so potresno varne, potresno manj varne ali celo potresno ogrožene. Glede na zgodovinske mejnike in datume sprejema posameznih predpisov o potresnovarni gradnji, smo izbrali naslednja znaèilna obdobja izgradnje stavb:
Pred 1894 (obdobje pred ljubljanskim potresom leta 1995). Pravila potresno varne gradnje so se upoštevala pretežno izkustveno, kot na primer z omejitvijo višine stavb, poveèevanjem debeline zidov v spodnjih etažah, znižanjem težišèa stavbe ipd. Nekaterim takšnim stavbam se obdobje življenjske dobe konstrukcije morda že izteka. V takšnih primerih je potrebna njihova celovita prenova ali pa odstranitev. Nekatere takšne stavbe so pod spomeniškim varstvom in so zato potrebne posebne obravnave.
Od 1895 do 1945 (obdobje pred in med 1. in 2. svetovno vojno). Gradnja je potekala po takrat veljavnih avstrijskih gradbenih predpisih, ki so doloèali debelino opeènih zidov v posameznih etažah stavbe, širino medokenskih sklopov, izdelavo stropov, požarnih zidov, masivnih stopov ipd. Kot horizontalno obtežbo so upoštevali predvsem obtežbo vetra. To obdobje veèinoma odlikuje dovolj solidna gradnja, tako po zasnovi, kot pri izvedbi detajlov in izbiri materialov. V tem èasu se šele zaèenja uporaba armiranega betona, pojavljajo pa se že prve visoke stavbe, ki reagirajo na potresno obremenitev povsem drugaèe kot toge opeène stavbe prejšnjih stoletij (Ljubljanski nebotiènik 1933).
Od 1946 do 1963 (med in zgodnje povojno obdobje). Veèina stavb iz tega obdobja je grajena v skladu s prvimi jugoslovanskimi predpisi za obtežbo zgradb (PTP, 1948), po katerih je bila Jugoslavija razdeljena na 3 potresne cone: a) cono manjših poškodb, b) cono velikih poškodb in c) cono katastrofalnih rušenj. Maksimalna potresna sila za cono c je znašala najveè 3% stalne in polovice koristne obtežbe, kar je na posameznih potresno ogroženih podroèjih tudi od pet do deset krat manj od zahtev današnjih predpisov. Za to obdobje je znaèilen socialistièen naèin gradnje, kvaliteta teh stavb je v splošnem najslabša. Omenjeni predpis je veljal do leta 1963.
Od 1964 do 1981 (obdobje po potresu v Skopju). Leta 1963 so bili sprejeti novi predpisi za potresno varno gradnjo, v katerih je predpisana uporaba spektra odziva, razporeditev horizontalnih sil po višini stavbe, vpliv nosilnih tal in drugo. V tem letuje bila sprejeta tudi nova seizmološka karta Slovenije, ki je realneje prikazovala podroèja razliènih intenzitet. Povsem so bili spremenjeni predpisi za gradnjo zidanih konstrukcij na potresnih obmoèjih, kjer so prviè predpisane tudi vertikalne AB vezi na vogalih stavbe in stikih zunanjih in notranjih nosilnih zidov. V splošnem imajo stavbe grajene v tem èasu precej veèjo potresno odpornost, kot tiste grajene v prejšnjih obdobjih. Po potresu v èrnogorskem primorju leta 1979 so bili obstojeèi predpisi kritièno analizirani, zaèela se je priprava novih jugoslovanskih predpisov za protipotresno gradnjo, ki so izšli leta 1981.
Od 1982 do 1999 (obdobje po izidu novih predpisov za potresno varno gradnjo). Kvaliteta gradnje in potresna varnost je višja kot v prejšnjih obdobjih. Te stavbe - razen morebitnih izjem -niso potrebne ojaèitev nosilne konstrukcije.
Po letu 2000 (obdobje po sprejetju evropskega standarda Eurocode 2 in 8,2000,2001).
Delitev stanovanjskega fonda Slovenije po starosti, materialu in številu etaž
Slike 3 do 9 prikazujejo kompleten prikaz uporabe vseh materialov po omenjenih èasovnih obdobjih za celotno Slovenijo. Poleg diagramov v odstotkih so prikazane tudi numeriène vrednosti in skupno število površin stanovanj, tako daje mogoè natanèen izraèun površin. Na Statistiènem uradu strogo upoštevajo doloèila o zaupnosti podatkov, kijih doloèajo Zakon o popisu prebivalstva, gospodinjstev in stanovanj v RS v letu 2002 (Ur. l. RS, št. 66/00 in 26/01), Zakon o državni statistiki (Ur. l. RS, št. 45/95 in 09/01) in Zakon o varstvu osebnih podatkov (Ur. l. RS, št. 59/99), zato vse nizke vrednosti zakrijejo. V skupnem seštevku so ti podatki sicer vkljuèeni, v posameznih delitvah pa so zakriti. Iz tega razloga seštevki posameznih delitev ne dajo celotne vsote.
Razlike so razmeroma majhne, pomembnejše so le pri obravnavi majhnega števila podatkov iz ozkih èasovnih obdobij (npr. èe bi želeli pregledati vse stavbe, ki so višje od 9 etaž in so zgrajene v toèno doloèenem letu). Tako lahko na primer vidimo, daje bilo v obdobju med 1982 in 1999 zgrajenih 3.3% stanovanj v
OCENA POTRESNE
Slika 3: Obdobje do leta 1894.
Period before 1894.
Slika 4: Obdobje od leta 1895 do leta 1945. Period from 1895 to 1945.
Slika 5: Obdobje od leta 1946 do leta 1963. Period from 1946 to 1963.
Slika 6: Obdobje od leta 1964 do leta 1981. Period from 1964 to 1981.
Slika 8: Obdobje po letu 2000.
Period after 2000.
Slika 9: Zadnjih 10 let - mestna obmoèja. Last 10 years - city areas.
Slika 7: Obdobje od leta 1982 do leta 1999. Period from 1982 to 1999.
Slika 10: Stanovanjska površina glede na leto zadnje prenove.
Residential area depending on the year of the last renovation.
betonskih stavbah, ki so višje od 9 etaž (slika 7). Vtem obdobjuje bilo zgrajenih 12,679,902 m2 stanovanj, površina stanovanj v betonskih stavbah. višjih od 9 etaž torej znaša 418,437 m2. Zanimivo je, da je bilo po prejetih podatkih pred letom 1894 zgrajenih 0.1% stanovanjske površine v opečnih stavbah višjih od 9 etaž (slika 3). Površina takšnih stanovanj torej znaša 4585 m2. Slika 9 prikazuje razrez po materialih in številu etaž za mestna območja za zadnjih 10 let (točneje 1991 -2001). Videnje trend v visokogradnji, to je povišana uporaba armiranega betona in mešanih konstrukcij. Slika 10 prikazuje površino stanovanj glede na leto zadnje prenove. Vidimo lahko, da je bilo do leta 1970 prenovljenih le 2.3% površin stanovanj in da kar 71.7% površin stanovanj sploh ni bilo nikdar prenovljenih. Opazno je povečanje prenove po letu 1995. Na podlagi sheme potreb po vzdrževalnih delih je iz navedenih podatkov možno sklepati tudi na splošne potrebe po prenovi nosilnih in nenosilnih delov stavb (npr. fasad, tlakov, streh stopniv, oken ipd.).
Ocena potreb po gradbeno-konstrukcijski prenovi
Podatki, ki so vsebovani v popisu, žal ne omogočajo neposredne ocene potreb po gradbeno-konstrukcijski prenovi za posamezno stavbo. Možna je le določitev na podlagi splošnih podatkov, kot so leto izgradnje, material, število etaž, in leto prenove. Izhodiščni opisi so podani v poglavju o delitvah stavb na posamezna obdobja izgradnje. V nadaljevanju je podana okvirna delitev opečnih, kombiniranih in betonskih stavb (te zajemajo 90% stanovanjskega fonda) v tri razrede glede na verjetno stopnjo potresne ogroženosti (slika 11). Podatki so prikazani v odstotkih
Slika 11: Ocenjena površina stanovanj v m2 v stavbah, ki niso potresno varne in v stavbah, ki so potresno manj varne.
Estimated residential area in m2 ofnot earthquake resistant and less earthquake resistant buildings.
Stavbe, za katere obstaja velika verjetnost, da niso potresno varne (ojaèitev nosilne konstrukcije je verjetno nujna):
Opečne konstrukcije
-	visoke 5 ali več etaž, grajene pred letom 1981 (pred uporabo armirane zidovine): 1.4%,
-	visoke 4 ali manj etaž, grajene pred letom 1964 (ni vertikalnih vezi): 18.7%.
Kombinirane konstrukcije
-	grajene pred letom 1894 in med letoma 1946 in 1963 (premajhne potresne sile): 4.3%.
Betonske konstrukcije
-	visoke 4 ali več etaž, grajene pred letom 1894 in med letoma 1946 in 1963 (premajhne potresne sile): 1.2%.
Stavbe, ki so potresno manj varne (ojaèitev nosilne konstrukcije je priporoèljiva):
Opečne konstrukcije
-	visoke 5 ali več etaž, grajene med letoma 1982 in 1999 (v nasprotju z zahtevami predpisa Eurocode 8): 0.15%.
Kombinirane konstrukcije
-	grajene med letom 1894 in letom 1945 (premajhne potresne sile, kvalitetnejšagradnja): 1.5%.
-	visoke 4 ali več etaž, grajene med letoma 1964 in letom 1981 (premajhne potresne sile): 0.57%.
Betonske konstrukcije
-	visoke 4 ali več etaž grajene med letom 1894 in letom 1945 (premajhne potresne sile, kvalitetnejša gradnja): 1.00%.
-	visoke 5 ali več etaž, grajene med letoma 1964 in letom 1981 (premajhne potresne sile): 4.3%.
Stavbe, ki so verjetno potresno varne (ojaèitev nosilne konstrukcije verjetno ni potrebna):
-	Vse "preostale" opečne (37.8%), kombinirane (9.6%) in betonske konstrukcije (9.5%).
Vidimo lahko, da površina v verjetno potresno nevarnih stavbah, ki so nujno potrebne ojačitve nosilne konstrukcije, znaša 14.9 mio m2 (cca. 26% celotnega stanovanjskega fonda). Večina teh stanovanj se nahaja v stavbah iz opeke ali mešanih konstrukcijah grajenih pred letom 1963. Površina stanovanj v stavbah, ki so vprašljive s stališča potresne varnosti, je glede na izbrane ključe precej manjša in znaša le 4.4 mio m2 (7.5% celotnega stanovanjskega fonda). Najnovejši predpisi za gradnjo na potresnih območjih (Eurocode 8, 2000) v bistvu predpisujejo večje potresne sile za vse stavbe. V tem oziru, so vse stavbe, ki niso grajene v skladu z novim predpisom dimienzionirane na premajhne sile in niso v celoti v skladu z zahtevami najsodobnejših predpisov.
Potreba po vzdrževalnih delih
Pri gospodarjenju s stanovanji in stanovanjskimi hišami so
poleg ojačitev nosilne konstrukcije in prenovitvenih del pomembna tudi dela, kijih zahteva redno vzdrževanje. Potrebe po prenovi in vzdrževanju glede na starost objekta so okvirno naslednje: Na vsakih 10 let
Sliko-pleskarska dela, obnova zaščitnih premazov kovinskih in lesenih delov, manjša popravila fasad, ravnih streh, barvanje in popravila oken, manjša kleparska dela, popravila snegolovov, popravila dvigal. Navsakih10do30let
Obnova dela ali celotne kritine, dimnikov, večja popravila ravnih streh, večja kleparska dela, popravila fasad, zamenjava lesenih in kovinskih ograj, popravila/zamenjava oken in vrat ter okenskih polic, popravila ali zamenjava dvigal, zamenjava keramike nabalkonih in terasah. Navsakih30do60let
Obnova trajnejših kritin, večja popravila fasad, zamenjava oken, vrat, parketov, generalna obnova kopalnic, tlakov, stopnic in zaščitnih slojev betona. Navsakih60do80let
Sanacija ali zamenjava lesenih in zunanjih kovinskih konstrukcij, zamenjava fasad in obnova izpostavljenih delov betonskih konstrukcij. Po določenem času se življenjska doba objekta izteče. Po tem času je potrebno objekt celovito prenoviti ali pa zamenjati. Stanovanjska površina je bila v odvisnosti od starosti objekta je prikazana na sliki 2. V kombinaciji s podatki o starosti in materialu nosilne konstrukcije, ki so prikazani na slikah od 3 do 9, je mogoče oceniti tudi potrebe po ostalih vrstah prenove stanovanjskega fonda, ki so pred nami v naslednjih letih.
V članku je prikazana ocena potresne ogroženosti stanovanjskega fonda Slovenije, ki temelji na razpoložljivih podatkih iz popisa prebivalstva, gospodinjstev in stanovanj, ki je bil izveden leta 2002. Stavbe so razdeljene glede na leto izgradnje, material nosilne konstrukcije, število etaž in leto zadnje prenove v posamezna obdobja, o stopnji potresne varnosti pa lahko sklepamo iz poznavanja tedaj veljavnih predpisov. Rezultati kažejo, da se verjetno kar četrina stanovanj (cca. 15mio m2) nahaja v stavbah, ki niso grajene v skladu s sodobnimi predpisi o potresnovarni gradnji. Če upoštevamo, da že kozmetični stroški prenove stanovanj zlahka presežejo ceno 100 EUR za m2 stanovanja, lahko dobimo sliko o vlaganjih v stanovanjski fond, ki bi morala biti pred nami v naslednjih letih.
Viri in literatura
Bubnov S., 1996: Potresi. Ljubljana, Mladinska knjiga.
EUROPEAN STANDARD prEN 1998-1, Revised Final PT Draft (preStage 49), Draft May 2002 prEN 1998-1:200X, Doc CEN/TC250/SC8/N317. Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings, CEN, European Committee for Standardization.
Statistični urad republike Slovenije, 2003: Popis prebivalstva, gospodinjstev in stanovanj Slovenije 2002, Izpisi izbranih križanj podatkov dobljenih s popisom.
Paulay T., Priestley M.J.N., 1992: Seismic Design of reinforced concrete and masonry buildings. New York, John Wiley & Sons, Inc.
Zupančič Strojan, T., Kilar, V., Novljan, T., Lah, L., Hočevar, M., Cirman, A., Hari, J., 2003: Konkurenčnost Slovenije 2001-2006. Težišče 3, Prenova stanovanjskega fonda : ciljni raziskovalni program : končno poročilo. Ljubljana, Fakulteta za arhitekturo.
doc dr Vojko Kilar Univerza v Ljubljani Fakulteta za arhitekturo vojko.kilar@arh.uni-lj.si