Gotowe domy budowane z prefabrykatów wytworzonych na bazie konstrukcji drewnianych są w Polsce ciągle znacznie mniej popularne niż w krajach Europy Zachodniej.
Domy gotowe budowane z prefabrykatów wytworzonych na bazie konstrukcji drewnianych są obecnie jednym z trzech podstawowych – obok domów szkieletowych wytwarzanych bezpośrednio na placu budowy i domów z bali pełnych – systemów budowlanych opartych na konstrukcjach drewnianych.
Budownictwo domów prefabrykowanych, tzw. domów gotowych, rozwinęło się szczególnie szybko po drugiej wojnie światowej, kiedy to w wielu krajach europejskich wzrosło zapotrzebowanie na szybkie budownictwo mieszkaniowe. Ze względu na duży popyt na materiały budowlane wskutek zniszczeń wojennych najłatwiejsze do zdobycia dla celów budowlanych było drewno.
Pierwszy gwałtowny wzrost popularności budownictwa drewnianego spowodowany był tym, że każda forma prefabrykacji pozwalała na szybsze niż w tradycyjnych systemach zbudowanie domu. Oczywiście ile było zakładów ciesielsko-budowlanych, tyle systemów prefabrykacji, które z punktu widzenia konstrukcyjnego, a szczególnie z punktu widzenia fizyki budowlanej, nie zawsze były rozwiązaniami trafnymi.
Fot. 1 Hala produkcyjna w wytwórni domów gotowych
Szybki rozwój prefabrykacji spowodował krytykę tej formy budownictwa przez firmy budujące w konkurencyjnych systemach, co sprawiło, że firmy zajmujące się budownictwem prefabrykowanym zaczęły się jednoczyć w związki i stowarzyszenia, zlecające instytucjom naukowym prowadzenie badań nad ww. formą budownictwa, które ustalały zasady, zalecały właściwe materiały itp. Doprowadziło to do zmiany wizerunku prefabrykowanego budownictwa drewnianego w wielu krajach europejskich.
Firmy przystępujące do wspomnianych związków i stowarzyszeń przechodzą certyfikację swoich systemów, zobowiązują się do stosowania certyfikowanych i dopuszczonych dla budownictwa drewnianego materiałów budowlanych. Stworzone zostały nawet systemy stałej kontroli produkcji, monitorowane przez odpowiedzialne za to instytucje badawczo-sprawdzające. Firmy, które poddadzą się kontrolom, po uzyskaniu pozytywnych wyników otrzymują znak jakości, który ma duże znaczenie nie tylko dla potencjalnych inwestorów, ale również dla banków współfinansujących przedsięwzięcia budowlane. Krótko mówiąc, znak jakości, otrzymany po wielu badaniach i kontrolach, jest gwarantem wysokiej jakości budowanego przez firmę domu.
Fot. 2 Prefabrykacja konstrukcji ścian
Opisana sytuacja doprowadziła do wzrostu koniunktury na domy budowane z prefabrykatów w ostatnich 20–30 latach. Na przykład w 1970 r. w Austrii udział budownictwa domów gotowych stanowił 5% całego budownictwa mieszkaniowego, a w 2005 r. – aż 35%. Podobnie ta forma budownictwa rozwinęła się w takich krajach, jak: Niemcy, Szwecja, Finlandia, Anglia, Szkocja, Norwegia i Szwajcaria. Wszędzie tam gdzie powstały stowarzyszenia firm budujących domy gotowe z odpowiednimi certyfikacjami systemów i materiałów budowlanych.
W Polsce powstało Stowarzyszenie Dom Drewniany jednoczące firmy, które zajmują się budownictwem domów opartych na konstrukcjach drewnianych, w tym również firmy budujące domy gotowe. Udział tego typu budownictwa na polskim rynku budownictwa mieszkaniowego jest jeszcze stosunkowo mały.
Polskie firmy produkujące i montujące domy gotowe w większości eksportują je do Europy Zachodniej.Zaletą tego jest wzrost jakości polskich domów gotowych, spowodowany chęcią konkurowania i wygrywania z zachodnimi firmami.
Od kilku lat istnieje Europejskie Stowarzyszenie Domów Gotowych, do którego należy również polskie Stowarzyszenie Dom Drewniany.
Fot. 3 Montaż izolacji cieplnej
Europejskie Stowarzyszenie Domów Gotowych określiło definicję domu gotowego:
Dom gotowy to taki dom, którego elementy ścian, stropu i dachu wyprodukowane zostały w zakładzie prefabrykacji, co po dostarczeniu elementów na budowę pozwala na jego zmontowanie na uprzednio przygotowanym fundamencie do stanu zamkniętego, z wbudowanymi oknami, drzwiami wejściowymi i szczelnym dachem w krótkim czasie, praktycznie dwa do trzech dni.
Oczywiście dom w tym stanie (rys. 1) wymaga jeszcze robót wykończeniowych i instalacyjnych.
Zalety i wady
Do głównych zalet domów gotowych można zaliczyć:
– dokładność wykonania elementów – prefabrykaty elementów ściennych, stropowych czy dachowych wykonuje się za pomocą urządzeń i maszyn pozwalających na milimetrową dokładność;
– krótki czas budowy – na budowę dostarczane są gotowe elementy ścian, stropów i dachu, a ich montaż do stanu zamkniętego trwa od 2 do 3 dni. W zależności od wyboru wykończenia i możliwości finansowych (kredytowych) można się do domu gotowego wprowadzić już po 2–3 miesiącach od chwili rozpoczęcia montażu;
– niezależność od warunków meteorologicznych – ze względu na krótki czas montażu pogoda nie ma większego wpływu na budowany obiekt;
– termoizolacyjność ścian, oszczędność energii – domy gotowe charakteryzują się doskonałymi parametrami termoizolacyjnymi, krótko mówiąc w upalne dni lata jest w nim przyjemny chłód, a w zimie ciepło, niewiele energii potrzeba do ogrzania takiego domu, oczywiście jeżeli jest on dobrze wykonany;
– niezmienna, stała cena (koszt budynku) – ustalona przed rozpoczęciem produkcji cena domu gotowego nie zmienia się ze względu na krótki czas budowy, wzrost cen materiałów nie wpływa na cenę domu;
– suche ściany – większość form budownictwa domów gotowych prowadzona jest suchą metodą, co pozwala na wprowadzenie się do domu bezpośrednio po zakończeniu robót;
– budowanie bezstresowe – firmy budujące domu gotowe mają zwykle własne projekty typowe, a poprzez wielokrotne ich wytwarzanie wyeliminowane zostały wszelkie błędy techniczne;
– możliwość (niezależnie od projektów typowych) budowania domów również na podstawie projektów indywidualnych, z zastosowaniem rozwiązań systemowych domów gotowych;
– możliwość udziału w budowie – chociaż do montażu domu gotowego potrzebni są doświadczeni montażyści, zawsze istnieje wiele robót, które może wykonywać przyszły właściciel, co obniża koszty.
Wadą domów gotowych jest to, że ich ściany nie magazynują ciepła – po wyłączeniu źródła energii (ciepła) dom stosunkowo szybko się wychładza. Jednak po włączeniu źródła energii (ciepła) dom szybko się nagrzewa (znowu zaleta).
Fot. 4 Montaż poszycia zewnętrznego
Fot. 5 Montaż poszycia wewnętrznego
Systemy prefabrykacji ścian
Rozróżnia się kilka systemów prefabrykacji w zależności od stopnia zaawansowania.
Najprostszą metodą prefabrykacji jest tzw. prefabrykacja otwarta, na którą składa się konstrukcja szkieletu z zewnętrzną płytą poszycia.
Domy w prefabrykacji otwartej stawiają firmy budowlane niemające dużego zaplecza pozwalającego na prefabrykację ścian w systemie bardziej zaawansowanym.
Fabryki domów posiadające profesjonalne linie technologiczne przygotowują elementy ścian, stropów i dachu w stopniu bardziej zaawansowanym, tj. z izolacją cieplną, opóźniaczem pary, okładziną wewnętrzną, okładziną elewacyjną i instalacjami.
Pełną prefabrykację wykonuje w naszym kraju jeszcze niewiele firm,jest ona bowiem związana z posiadaniem wysoko zaawansowanej linii technologicznej. Linie takie pozwalają na montaż stolarki okiennej wraz z parapetami i stolarki drzwiowej, a także montaż z wykończeniem elewacji budynku i wszelkimi instalacjami.
Fot. 6 Ściany gotowe do montażu
Jak szeroki i różnorodny może być zakres prefabrykacji, świadczy biblioteka rozwiązań Austriackiego Instytutu Badania Drewna. Instytut ten dysponuje 96 rodzajami certyfikowanych ścian zewnętrznych, 9 rodzajami ścian wewnętrznych i 11 rodzajami ścian dzielących budynki szeregowe i bliźniacze oraz 25 rodzajami stropów międzykondygnacyjnych, dodatkowo każdy rodzaj ma wiele podgrup pozwalających na 6–9-krotne zwiększenie liczby systemów.
Wymienione systemy są sprawdzane nie tylko pod względem fizyki budowlanej, ale również pod względem:
– bezpieczeństwa przeciwpożarowego, w tym odporności na ogień,
– wodoszczelności,
– wydzielania niebezpiecznych substancji,
– bezpieczeństwa użytkowania,
– ochrony przed hałasem,
– oszczędności energii i ochrony ciepła.
Warto zauważyć, że obecne przepisy certyfikacyjne wprowadzane w Unii Europejskiej (CE) przejęły w całości taki system badań dla budownictwa drewnianego.
Najczęściej stosowany system prefabrykacji przedstawia rys. 4.
Produkcję elementów prefabrykowanych prowadzi się w fabrykach domów na specjalistycznych liniach technologicznych.
Rys. 1 Montaż domu gotowego: a) płyta posadowienia, b) montaż ścian zewnętrznych, c) montaż ścian zewnętrznych i wewnętrznych, d) montaż stropu nad parterem, e) montaż konstrukcji dachu, f) budynek gotowy
Ściany osłonowe – Infill Wall System
Innym mało znanym na rynku polskim system prefabrykacji ścian jest system znany w Europie pod nazwą Infill Wall – ściany osłonowe o konstrukcji drewnianej lub stalowej. System może być stosowany jako wewnętrzny lub zewnętrzny.
W wielu krajach system ten znany jest pod nazwami: Utfackningsväggar (Szwecja), Utfyllende bindingsverk lub Pĺhengselementer (Norwegia), Gevelsluitende elementen lub Gevelvullende elemeneten (Holandia), Holztafel mischbauweise (Niemcy), Facades légčres (Francja).
System łączenia nośnej konstrukcji betonowej z lekkimi, nienośnymi ścianami o drewnianej konstrukcji szkieletowej powstał w Szwecji na początku lat 50. XX w. Głównym założeniem technologii było: zwiększenie powierzchni budynku realizowanej w tym samym czasie, wzrost izolacji termicznej ścian zewnętrznych, obniżenie kosztów fundamentowania, zwiększenie wydajności przy realizacji budownictwa mieszkaniowego.
Rys. 2 Prefabrykacja otwarta: a) montaż konstrukcji ściany, b) konstrukcja ściany, c) montaż płyty poszycia do konstrukcji ściany, d) ściana w prefabrykacji otwartej
Rys. 3 Prefabrykacja ścian w systemie zaawansowanym: a) ściana wypełniana izolacją cieplną, b) ściana pokryta opóźniaczem pary, c) montaż poszycia wewnętrznego, d) ściana gotowa do montażu
Lekkie ściany szkieletowe, cieńsze o ponad połowę od powszechnie stosowanych ścian murowanych, zapewniały wzrost powierzchni użytkowej o ponad 8% dla typowego budynku wielorodzinnego.
Lekkie ściany budowane w tzw. systemie kanadyjskim – szkielet drewniany wypełniony izolacją cieplną – charakteryzują się wysoką izolacyjnością,a tym samym niskimi kosztami ogrzewania pomieszczeń.
Lekkie ściany osłonowe mogą być stosowane zarówno w budownictwie jednorodzinnym, jak i wielorodzinnym, w tym w budynkach wysokich.
System LSO (lekkie ściany osłonowe) dotyczy zewnętrznych ścian spełniających funkcje przegrody izolacyjnej osłaniającej wnętrze budynku. System ten opracowany został w dwóch wariantach:
– LSOz – zawieszany, osłaniający całą konstrukcję budynku,
– LSOw – wbudowany w konstrukcję budynku.
Rys. 4
a) Przykład układu warstw w ścianach
b) Układ warstw w stropie międzykondygnacyjnym
Rys. 5 Ściany osłonowe
LSOz to system ścian osłonowych mocowanych na zewnętrz budynku. Drewniana konstrukcja ścian zawieszona jest na wieszakach zamocowanych do betonowego stropu. Ściana wypełniona jest materiałem izolacyjnym. Od strony zewnętrznej podkład pod okładzinę elewacyjną stanowi płyta Power Panel. Elewację można wykańczać w dowolny sposób. Od strony wewnętrznej ściana wykończona jest płytą włóknowo-gipsową.
Montaż ścian osłonowych poza obrysem budynku zapewnia likwidację mostków termicznych oraz wykorzystanie do maksimum powierzchni użytkowej pomieszczeń.
System LSO został opracowany także jako ściany wypełniające, czyli osadzone w betonowym szkielecie budynku – system LSOw. Ściany te wbudowane w konstrukcję budynku są ścianami nienośnymi. Zamocowane do podłogi i stropu oraz ścian poprzecznych zapewniają trwałość konstrukcji. Zamocowanie ścian ze wszystkich stron umożliwia zastosowanie mniejszych przekrojów konstrukcji drewnianej niż przy ścianach zawieszonych, a więc stosunkowo niskie zużycie drewna.
Brak przenoszenia jakichkolwiek obciążeń przez ściany umożliwia zastosowanie różnorodnych rozwiązań przeszkleń, od małych otworów okiennych po całkowite oszklenie powierzchni ściany, w tym osadzenie drzwi balkonowych.
Ściany w systemie LSO charakteryzują się:
– wymiarami katalogowymi według modułu budowlanego,
– wysoką izolacyjnością cieplną,
– wodoszczelnością i zabezpieczeniem przed infiltracją powietrza,
– izolacyjnością akustyczną na dźwięki powietrzne,
– wytrzymałością na obciążenie wiatrem,
– odpornością ogniową,
– nieskomplikowanymi połączeniami,
– łatwością wymienności elementów,
– trwałością i nowoczesnym wyglądem.
Rys. 6 Ściany osłonowe zawieszone – LSOz
Właściwości wilgotnościowo-cieplne
Ściany w systemie LSO, o lekkiej drewnianej konstrukcji szkieletowej, w pełni spełniają wymagania wilgotnościowo-cieplne.Układ warstw w ścianie jest identyczny jak w domach mieszkalnych wznoszonych w tej technologii – od środka:
– płyta wewnętrznego poszycia, np. płyta gipsowo-kartonowa,
– folia paroizolacyjna,
– drewniana konstrukcja ściany wypełniona izolacją cieplną grub. 15 cm,
– płyta zewnętrznego poszycia – uodporniona na wilgoć płyta wiórowa, np. MFP,
– folia wiatroizolacyjna,
– okładzina elewacyjna.
Już taki układ warstw zapewnia izolacyjność cieplną poniżej wymaganego współczynnika przenikania ciepła U<0,25 W/m2K. Dołożenie np. warstwy styropianu grub. 10 cm obniży współczynnik U do poziomu 0,18 W/m2K.
Uszczelnienie ścian w miejscu połączenia z konstrukcją betonową budynku zapobiega przenikaniu powietrza do wnętrza pomieszczeń.
Rys. 7 Ściany osłonowe wypełniające – LSOw
Izolacyjność akustyczna
Ściany LSO osłonowe są połączone z konstrukcją bez szczelin, które mogłyby stanowić mostki akustyczne, przez które przedostają się dźwięki z zewnątrz. Ściana bez uwzględnienia otworów okiennych gwarantuje izolacyjność akustyczną na poziomie 40–45 dB. W celu zachowania wysokiej izolacyjności akustycznej ścian nie przewiduje się w ścianach montażu żadnych instalacji oprócz elektrycznej czy innej kablowej.
Wymagania przeciwpożarowe
Dzięki zastosowaniu na okładziny ścian płyt włóknowo-gipsowych oraz wełny mineralnej jako izolacji cieplnej, a więc materiałów trudno zapalnych, niewydzielających dymu i gazów trujących podczas pożaru – system LSO spełnia wszelkie wymagania przeciwpożarowe. Zastosowanie odpowiedniej grubości płyt poszycia gwarantuje odporność ogniową na poziomie EI 60.
Ochrona przed korozją
Na konstrukcję ścian stosuje się drewno suszone komorowo do wilgotności poniżej 18% i czterostronnie strugane. Takie drewno pozbawione jest wszelkich zarodników grzybów czy owadów. Wbudowane w ścianę, obłożone obustronnie płytami poszycia i foliami nie jest narażone na działanie warunków atmosferycznych, a tym samym nie wymaga zabezpieczenia przeciw biodegradacji.
Fot. 7 Przykłady zastosowań systemu: a) i b) w budownictwie jednorodzinnym (fot. Wojciech Nitka), c) przy budowie pawilonu handlowego (fot. Tomasz Szatkowski)
Zalety systemu LSO:
– precyzja wykonania – ściany montowane są w warsztatach na stołach,
– brak oddziaływania warunków atmosferycznych,
– lekkość – mniejsze koszty transportu, mniejszy koszt fundamentowania,
– cienka ściana wpływa na zwiększenie powierzchni mieszkaniowej,
– łatwość wymiany całej ściany bez naruszenia konstrukcji budynku.
System LSO w Polsce
W Polsce system ścian osłonowych opartych na lekkich szkieletach drewnianych jest bardzo mało popularny. System LSO, opracowany przez Centrum Budownictwa Drewnianego, kilka lat temu wprowadził do swojej działalności budowlanej jeden z krajowych deweloperów. System znalazł zastosowanie w budownictwie jedno- i wielorodzinnym, a także przy budowie pawilonu handlowego.
Wojciech Nitka
Centrum Budownictwa Drewnianego
