Szybkie budowanie - budynki prefabrykowane i szkieletowe

Blaski i cienie prefabrykacji

System budowania z wielkowymiarowych elementów ściennych popularny niegdyś głównie przy wznoszeniu budynków wielorodzinnych - bloków z wielkiej płyty - nie cieszył się dobrą opinią, głównie za sprawą powszechnych błędów wykonawczych jak i niedoskonałości samej technologii, ale niewątpliwą zaletą było szybkie osiąganie stanu surowego przy niewielkiej liczbie pracowników.

Po zmianach strukturalnych w sektorze budownictwa i zamknięciu tzw. fabryk domów, utrzymała się jedynie prefabrykacja konstrukcji stropowych oraz szkieletowych elementów żelbetowych dla przemysłu.

Z czasem nastąpił jednak powrót do szerszej prefabrykacji również w obszarze budownictwa indywidualnego przy czym oprócz wstępnego przygotowania konstrukcji szkieletu drewnianego lub stalowego wytwarzane są też prefabrykaty betonowe.

Przygotowanie elementów konstrukcyjnych w warunkach fabrycznych - na linii produkcyjnej - zapewnia wysoką dokładność wykonania, trwałość połączeń jak też możliwość dostosowania do indywidualnych potrzeb odbiorcy. Umożliwia to inwestorom wybór z katalogu gotowych projektów domów dostosowanych do technologii prefabrykacji bądź adaptację dowolnej konstrukcji do takiego wykonania.

Jednak konieczność transportowania wielkowymiarowych elementów narzuca graniczne ich wymiary, stosownie do wymagań Kodeksu Drogowego, jak też wymaga zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości transportowej i montażowej, która często musi być znacznie większa niż wynika to z obciążeń w warunkach wbudowania.

Niekiedy problemy może sprawiać sam montaż ze względu na niezbędną przestrzeń do ustawienia i pracy dźwigu czy pojazdów z przestrzennym ładunkiem, jak i sam dojazd na plac budowy.

Konieczne jest także precyzyjne przygotowanie fundamentowania budynku, gdyż nawet nieznaczne odchylenia od wymagań mogą uniemożliwić prawidłowe ustawienie prefabrykatów.

Prefabrykaty betonowe

W obszarze niewielkich budynków mieszkalnych bądź usługowych wykorzystywane są prefabrykaty wytwarzane i montowane w dwóch technologiach - płyt monolitycznych bądź tzw. deskowania traconego.

Montaż prefabrykowanych ścian z keramzytobetonu ze zintegrowaną izolacją termiczną, Praefa

Ściany lite wytwarzane są ze zbrojonego keramzytobetonu lub betonu komórkowego, co zapewnia względną ich lekkość i izolacyjność cieplną. W budownictwie mieszkaniowym wykorzystywane są prefabrykaty keramzytobetonowe przystosowane do montażu na złącza systemowe np. w formie zabetonowanych cięgien pętlowych dozbrajanych i zalewanych betonem podczas montażu.

Powiązanie z fundamentem zapewniają wewnętrzne kanały umożliwiające wstawienie i zalanie zbrojenia wyprowadzonego z płyty lub ściany fundamentowej. Dzięki procesowi produkcji na zautomatyzowanych liniach produkcyjnych prefabrykaty formowane są zgodnie z potrzebami - powstają otwory okienne i drzwiowe, wieńce i nadproża, a powierzchnia płyt charakteryzuje się idealną równości i gładkością, co eliminuje konieczność późniejszego tynkowania od strony wewnętrznej.

W prefabrykat mogą być wtopione rurki umożliwiające wprowadzenie przewodów instalacji elektrycznej jak też i puszki pod gniazda i łączniki, ale wymaga to dokładnego ich rozplanowania i w praktyce z reguły ulega późniejszej rozbudowie.

Ciepłochronność surowych ścian w tej technologii nie zapewnia wymaganej izolacyjności cieplnej, zatem muszą być one docieplone - najczęściej w technologii BSO z użyciem płyt styropianowych lub wełny mineralnej.

Dostępna jest również opcja fabrycznego ocieplenia prefabrykatów, a na placu budowy nakładany jest jedynie tynk dekoracyjny bądź inny sposób wykończenia elewacji.

Montaż zbrojonych płyt ściennych z betonu komórkowego Ytong, fot. Xella Polska

Prefabrykowane elementy w formie modułów ze zbrojonego betonu komórkowego stosowane są głównie jako wypełnienie szkieletowych konstrukcji przemysłowych np. hal produkcyjnych, magazynów i łączone z konstrukcją nośną dzięki odpowiednio zaprojektowanym połączeniom.

Prefabrykaty wytwarzane w technologii tzw. szalunku traconego

Uniwersalne zastosowanie mają prefabrykaty wytwarzane w technologii tzw. szalunku traconego. Ich konstrukcja składa się z dwóch zewnętrznych płyt betonowych - z otworami okiennymi, drzwiowymi i dodatkowym wyposażeniem - połączonych dostosowanym do wymagań zbrojeniem.

Po ustawieniu w miejscu montażu złącza pomiędzy poszczególnymi prefabrykatami są dozbrajane, a całość w obrębie jednej kondygnacji zalewana betonem tworząc monolityczną konstrukcję. Podobnie jak w prefabrykatach keramzytobetonowych powierzchnia ścian jest gładka , a przegroda zewnętrzna wymaga docieplenia.

Oprócz prefabrykatów wielkowymiarowych w budownictwie tradycyjnym powszechnie wykorzystywane są drobniejsze elementy prefabrykowane.

Zespolony Strop Gęstożebrowy VECTOR, fot. Konbet

Najczęściej są to konstrukcje stropowe w postaci belek w układzie gęstożebrowym lub coraz popularniejsze stropy płytowe bądź kanałowe.

Szczególnie te ostatnie znacząco upraszczają i przyspieszają roboty budowlane, a nowy strop można praktycznie obciążyć niemal natychmiast po ułożeniu. Powszechne zastosowanie mają też prefabrykowane nadproża tzw. „elki” montowane parami z ewentualnym dozbrojeniem.

Prefabrykowane schody żelbetowe, fot. Leier

Jako prefabrykat przestrzenny wytwarzane są schody żelbetowe o różnorodnym kształcie i wymiarach montowane przy użyciu dźwigu. Wśród prefabrykatów znajdziemy także płyty balkonowe o różnych kształtach z formowanymi obrzeżami.

Konstrukcje szkieletowe

Szkieletowe budynki drewniane tzw. kanadyjczyki zagościły w Polsce pod koniec XX wieku, ale cieszyły się niezbyt dobrą opinią. Na taki stan wpływało m. in. używanie niewłaściwej jakości drewna oraz niewielkie doświadczenie ekip budujących w tej technologii. Radykalną poprawę jakości zapewniło prefabrykowanie elementów ściennych i dachowych zapewniając jednocześnie szybki montaż - surowy stan osiąga się już po kilku dniach.

Drewniane budynki szkieletowe

Pod względem konstrukcyjnym prefabrykat szkieletu drewnianego nie różni się istotnie od budynku składanego na miejscu, ale bieżąca kontrola montowania i jakości surowca w warunkach fabrycznych zapewnia wysoki standard wytwarzanych prefabrykatów.

Budynek w konstrukcji szkieletu drewnianego z poszyciem z płyt OSB, fot. HATEK

Poszczególne segmenty zawierają szkielet konstrukcyjny pokryty usztywniającą płytą OSB i są kotwione na podwalinach fundamentowych. Podstawową warstwę ocieplenia stanowi wełna mineralna umieszczana między konstrukcją szkieletową chroniona przed zawilgoceniem folia paroszczelną, a wykończenie od środka stanowią płyty gipsowo-kartonowe.

Dodatkowe ocieplenie umieszczane jest na zewnątrz w technologii BSO z pokryciem tynkiem dekoracyjnym lub osłaniane np. obmurówką klinkierową albo okładziną typu siding.

Budynki w technologii szkieletu stalowego SCS

Podobną konstrukcję mają budynki stawiane w technologii szkieletu stalowego SCS montowanej z zimno-giętych profili ze stali ocynkowanej. Sposób montowania za pomocą złączy śrubowych pozwala na demontaż przygotowanych fabrycznie większych elementów prefabrykowanych, co ułatwia transport i ponowne składanie.

Budynek wielokondygnacyjny i nadbudowa w stalowym systemie szkieletowym SCS, fot. StalArt

Ze względu na wysoką przewodność cieplną metalu, szczególnie starannie powinno być zaprojektowane ocieplenie szkieletu - np. z wykorzystaniem ściennych i dachowych płyt warstwowych - aby nie dochodziło do powstawania mostów cieplnych i w konsekwencji kondensacji pary wodnej na zimnych elementach.

Ten rodzaj konstrukcji oferowany jest również do postawienia niewielkiego domu metodą „zrób to sam”, gdzie oprócz szkieletu dostarczane jest pełne wykończenie i wyposażenie w podstawowe instalacje.

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie: Aleksander Rembisz

Zdjęcie otwierające: HATEK

Zdjęcia w tekście: Praefa, Konbet, Leier, Xella (marka YTONG), StalArt