Prefabrykacja betonowa w budownictwie energetycznym – magazyn paliwa bloku wielopaliwowego

Budownictwo energetyczne stoi przed wyzwaniem realizacji coraz większej liczby inwestycji w krótszym czasie, a konieczność dostosowania istniejącej infrastruktury do zmieniających się potrzeb przy jednoczesnej presji na ograniczenie kosztów sprawia, że prowadzenie inwestycji coraz częściej wymaga poszukiwania bardziej efektywnych rozwiązań. W tym kontekście zastosowanie prefabrykacji betonowej w miejscu tradycyjnie zarezerwowanym dla technologii monolitycznej stanowi interesującą alternatywę.

mgr inż. Jarosław Kowalczyk
kierownik budowy, MOSTOSTAL ZABRZE Gliwickie Przedsiębiorstwo Budownictwa Przemysłowego S.A.

mgr inż. Bartosz Ruszel
projektant konstrukcji, rzeczoznawca budowlany, B-Project Sp. z o.o.

mgr inż. Dawid Skorupski
projektant konstrukcji, B-Project Sp. z o.o.

Trwająca rozbudowa ciepłowni Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej w Gliwicach o blok parowy z kotłem wielopaliwowym, realizowana przez konsorcjum firm, którego liderem jest MOSTOSTAL ZABRZE Gliwickie Przedsiębiorstwo Budownictwa Przemysłowego, objęła m.in. magazyn paliwa – obiekt kubaturowy o wysokości blisko 28,0 m, którego ustrój nośny wykonano w przeważającej części jako żelbetowy prefabrykowany.
MOSTOSTAL ZABRZE Gliwickie Przedsiębiorstwo Budownictwa Przemysłowego, bazując na doświadczeniach zdobytych podczas zakończonych z sukcesem realizacji dwóch największych instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych
(ITPOK) w Polsce: w Krakowie w latach 2013–2016 oraz Warszawie w latach 2021–2025, a także na doświadczeniu całej grupy kapitałowej obejmującym realizację ponad 30 instalacji tego typu za granicą, zdecydował się na zastosowanie technologii prefabrykacji. Doświadczenia te, w tym wcześniejsza realizacja w technologii monolitycznej obiektów magazynu paliwa, pozwoliły na wykorzystanie prefabrykacji ustroju jako rozwiązania zwiększającego efektywność wznoszenia budowli. Technologia ta, dzięki seryjnej produkcji elementów oraz możliwości ich ponownego wykorzystania, przyczyniła się również do ograniczenia zużycia energii i zasobów naturalnych.

Fot. 1. Widok wnętrza magazynu paliwa, Gliwice (sierpień 2026)

ZALETY PROJEKTOWE
Kluczową korzyścią jest m.in. możliwość ścisłego odwzorowania przyjętych w analizie schematów statycznych. Połączenia ukształtowano jako przegubowe, opierając elementy na łożyskach elastomerowych i łącząc przy użyciu tulei. Ustrój pracuje więc w schemacie bliskim statycznie wyznaczalnemu w zakresie przenoszenia obciążeń pionowych, z zachowaniem stateczności ogólnej, a rozkład sił wewnętrznych odpowiada modelowi obliczeniowemu, bez wprowadzenia właściwych węzłom monolitycznym, trudnych do oszacowania momentów utwierdzenia.
Podział ustroju na osobne prefabrykaty poprawił też odpowiedź termiczno-skurczową. Elementy dojrzewały w zakładzie, w kontrolowanych warunkach, więc znaczna część skurczu betonu została zrealizowana przed montażem, a przegubowe styki ograniczyły kumulację naprężeń wymuszonych temperaturą i skurczem, będących częstą przyczyną zarysowań w rozległych konstrukcjach monolitycznych. Wyzwaniem pozostało zapewnienie porównywalnej z ustrojem monolitycznym szczelności powłoki. Rozwiązano je na poziomie połączeń, którym obok funkcji nośnej nadano także uszczelniającą i izolacyjną, tak by przy przegubowej pracy węzłów utrzymać ciągłość oraz wymagania funkcjonalne przegród. Obowiązkową trwałość w środowisku magazynu paliwa zapewniono przez zastosowanie betonów odpowiedniej klasy wytrzymałościowej, z uwzględnieniem wymaganych parametrów determinujących trwałość dla założonych klas ekspozycji.

Fot. 2. Magazyn paliwa – prefabrykacja, Gliwice (sierpień 2026)

ZALETY WYKONAWCZE I ŚRODOWISKOWE
Produkcja prefabrykatów przebiegała równolegle z prowadzonymi robotami monolitycznymi poniżej poziomu terenu, a ich montaż ograniczał się do ustawiania i łączenia (monolityzacji) gotowych elementów, co skróciło czas realizacji w stosunku do betonowania in situ, które wiąże się z montażem i przestawianiem deskowań, rusztowań oraz przerwami technologicznymi (w tym z uwagi na czas wiązania betonu). Wytwarzanie elementów w warunkach zakładowych, uniezależnione od pogody, umożliwiło zachowanie wyższej dokładności wymiarowej oraz powtarzalną jakość powierzchni i otuliny zbrojenia. W tym przypadku dostawa elementów z gotowymi gniazdami, markami i tulejami montażowymi ograniczyła prace oraz ryzyko błędów na budowie. Zminimalizowanie robót monolitycznych uniezależniło harmonogram od warunków atmosferycznych (w tym niskich temperatur), a montaż prowadzony przez wyspecjalizowaną ekipę zmniejszył pracochłonność i liczbę operacji na wysokości. Przy rozbudowie czynnego zakładu, na placu budowy ograniczonym istniejącymi instalacjami, sprawdziła się logistyka montażu bezpośrednio ze środków transportu, z dostawami zsynchronizowanymi z bieżącym postępem robót montażowych.
Precyzyjna, zunifikowana produkcja przyniosła także efekt środowiskowy: ograniczenie odpadów i zużycia materiału, a suchy montaż oraz minimalizacja robót mokrych zmniejszyły presję na zasoby.
Opisana realizacja potwierdziła tym samym, że w przemysłowym budownictwie energetycznym prefabrykacja jest konkurencyjną, a zarazem odpowiedzialną technicznie i środowiskowo alternatywą dla konstrukcji monolitycznych. Aby jednak w pełni wykorzystać jej potencjał, również w obszarach, w których nie jest oczywistym wyborem, warto powierzyć jej realizację firmie dysponującej doświadczonym zespołem oraz odpowiednim zapleczem technicznym.

Fot. 3. Realizacja magazynu paliwa w technologii monolitycznej, Warszawa (listopad 2022)

Spółka MOSTOSTAL ZABRZE Gliwickie Przedsiębiorstwo Budownictwa Przemysłowego obchodzi w 2026 r. 80-lecie istnienia. Przez osiem dekad działalności przedsiębiorstwo konsekwentnie rozwijało swoje kompetencje, zdobywając doświadczenie w realizacji wymagających inwestycji budowlanych i przemysłowych. Jubileusz ten stanowi okazję nie tylko do podsumowania dotychczasowych osiągnięć, lecz także do spojrzenia na kierunki dalszego rozwoju oraz technologie kształtujące współczesne budownictwo.