Wybrane przykłady modernizacji budynków prefabrykowanych w celu dostosowania ich do potrzeb mieszkańców

W ostatnim czasie prefabrykowane budynki mieszkalne, realizowane masowo w Polsce w drugiej połowie XX w., poddawano licznym procesom termomodernizacyjnym. W wyniku tych działań w znacznym stopniu zmniejszono zużycie energii.

Przedstawiony w artykule przykład realizacji metamorfozy paryskiego wieżowca Tour Bois le Pretre z 1964 r. potwierdza, że jakość zamieszkania w budynku prefabrykowanym można w znaczący sposób poprawić bez konieczności burzenia, na co polscy naukowcy zwracają już uwagę [1]. Rekomendowany przykład może stanowić przyczynek do wskazania możliwych rozwiązań technicznych w warunkach polskich. Zwrócono uwagę na konieczność zapewnienia bezpieczeństwa ocieplonych w ostatnich latach elewacji z prefabrykowanych osłonowych płyt kurtynowych (GWO). W tym celu przedstawiono propozycję przebudowy strefy balkonów, dostawnych na przykładzie budynku zrealizowanego w latach 80. XX w. w systemie W-70, na jednym z lubelskich osiedli.

Rys. 1 Przykład mieszkania T2 – stan inwentaryzowany z 1964 r. [2]

Rys. 2 Przykład mieszkania T2 – zakres prac rozbiórkowych i rozbudowy uzupełniającej strukturę o ogród zimowy i balkon [2]

Francuska metamorfoza

Francuską metamorfozę pokazano na przykładzie projektu Bois le Pretre Tower Block zrealizowanego w latach 2006 -2011. Analizowany budynek powstał w 1964 r. w Paryżu jako prefabrykowany z loggiami cofniętymi. Na początku XX w. ocieplono go, gubiąc oryginalny charakter loggii cofniętych i do 2005 r. utrzymywano taki stan. W 2006 r. powstała koncepcja i projekt rewitalizacji opracowany przez biuro Lacaton & Vassal Architectes, we współpracy z Federikiem Druotem. Zakres metamorfozy autorzy projektu szczegółowo opisali w [2] i zamieścili też informacje na stronie internetowej biura [3]. Autorka pozyskała wiedzę również w wywiadzie bezpośrednim ze współautorem projektu Federikim Druotem w 2012 r. podczas konferencji w Ambasadzie Niemiec w Warszawie, co dopełniło informacje z [2]. Na tej podstawie ustalono, że koncepcja projektu metamorfozy polegała na powiększeniu mieszkań za pomocą samonośnej konstrukcji ze stali i betonu. Prefabrykowane płyty elewacyjne z małymi oknami (rys. 1) demontowano i zastępowano dużymi przezroczystymi przeszkleniami (rys. 2), a następnie wykonywano obwodowo obudowę segmentami konstrukcji wokół budynku, na każdym piętrze. Konstrukcję dostawianych segmentów zaprojektowano z elementów prefabrykowanych (rys. 3), tak więc prace przeprowadzono przy zamieszkaniu, wykorzystując odpowiedni system zabezpieczeń docelowymi fasadami i tymczasowymi barierkami (fot. 1), [2, 3]. Przezierne segmenty o stabilnej konstrukcji utworzyły zamykane ogrody zimowe i balkony. Podniesiono poziom terenu wokół budynku do poziomu zero i przebudowano hol wejściowy. Poprawę dostępu do mieszkań uzyskano dzięki dobudowie wind na szczytach korytarzy. W parterze uzyskano miejsca na integrację mieszkańców.

Rys. 3 Fragment schematu przebudowy – przekrój przez segmenty dostawiane z pokazaniem sposobu montażu [2]

Poprawę funkcjonalną rozkładu mieszkania i ich doświetlenia w wyniku metamorfozy pokazano na fot. 2 i 3. Efekty tych działań zestawiono w tablicy.

Tabl. Zestawienie efektów metamorfozy francuskiej 2006-2011 (oprac. autora) [2]

Analiza efektów francuskiej metamorfozy potwierdziła zwiększenie powierzchni użytkowej o 4000 m². W budynku utworzono dodatkowo cztery typy lokali mieszkalnych, co ułatwiło zasiedlenie mieszkań w 100%. Co więcej, w wyniku metamorfozy zmniejszono zużycie energii cieplnej w budynku o 60%.

Fot. 1 Sposób montażu dostawianego segmentu podczas realizacji metamorfozy [2]

Fot. 2 Mieszkanie przed metamorfozą, pokój mały [2]

Fot. 3 Mieszkanie po metamorfozie, pokój mały [2]

Polskie działania naprawcze strefy balkonów na przykładzie budynków prefabrykowanych

Aby mówić o modernizacji dotyczącej strefy balkonów w warunkach polskich, na wstępie podano standardy dotychczasowych działań. Na zdjęciach przedstawiono stan małego żelbetowego balkonu wspornikowego po 30 latach użytkowania oraz po roku (fot. 4) i po 10 latach (fot. 5) od ostatniego remontu.

Dotychczas najczęściej wykonywano standardowe remonty balkonów (fot. 4), tj. lifting. Naprawiano powierzchnię płyty, bez wnikania w powiększenie strefy wypoczynkowej dla mieszkańców. Nie pytano mieszkańców ani o potrzeby, ani o chęć partycypacji finansowej, np. za pomocą interdyscyplinarnych badań ankietowych (IBA). Rozpoznanie opinii mieszkańców wskazało na potrzebę powiększenia małych balkonów (fot. 6) i uruchomiło partycypację finansową. To skutkowało uatrakcyjnieniem balkonów i stworzeniem strefy wypoczynku, szczególnie w okresie letnim.

Fot. 4 Mały balkon wspornikowy po 30 latach użytkowania, rok po remoncie (fot. autorka)

Fot. 5 Widok zbrojenia małego balkonu wspornikowego po 30 latach użytkowania, 10 lat po remoncie (fot. autorka)

Fot. 6 Mały balkon wspornikowy po 30 latach użytkowania, 4 lata po modernizacji (fot. autorka)

Innym rodzajem działań w strefie balkonów była likwidacja donic kwiatowych na balkonach dostawianych (fot. 7) w systemie W-70 i częściowo podpartych (fot. 8) w systemie Wk-70. Efekt takiej modernizacji pokazano na przykładzie budynku prefabrykowanego zrealizowanego w systemie Wk-70 (fot. 9).

W Polsce stosowano również wymianę małych balkonów wspornikowych na nieco większe balkony dostawne montowane do konstrukcji budynku (fot. 10). Niekiedy wykorzystywano również tego typu balkony dostawne tam, gdzie ich nie było wcale (fot.11). Spośród omówionych przykładów realizacji polskich najmniej korzystny wydaje się remont 30-40-letnich małych balkonów wspornikowych (fot. 4), a najbardziej korzystna i dająca duże możliwości jest propozycja balkonów dostawnych (fot. 10 i 11). Zastosowanie samonośnej konstrukcji balkonów dostawnych, kotwionej do konstrukcji budynku, wymaga dobrej znajomości stanu technicznego konstrukcji budynku, a szczególnie możliwości demontażu balkonów. Na zachodzie Europy najczęściej stosowane są balkony dostawiane, czyli wolno stojące, wykorzystywano też konstrukcje samonośne z zamkniętych termicznie segmentów lub stosowano obudowy balkonów.

Fot. 7 Budynek zrealizowany w systemie W-70. Widok dużych balkonów wolno stojących przed modernizacją (fot. autorka)

Fot. 8 Budynek zrealizowany w systemie Wk-70. Widok dużych balkonów przed modernizacją (fot. autorka)

Fot. 9 Budynek zrealizowany w systemie Wk-70. Widok dużych balkonów po modernizacji (fot. autorka)

Propozycja modernizacji strefy balkonów na przykładzie niskiego budynku prefabrykowanego

Możliwy zakres modernizacji balkonów, do przeprowadzenia w warunkach polskich, pokazano na przykładzie niskiego budynku prefabrykowanego, wykonanego w systemie W-70, ze ścianami kurtynowymi GWO (gazobetonowa wielka płyta osłonowa) [6].

Zasadę połączenia węzła ściany kurtynowej pokazano na rys. 4, gdzie uwzględniono standardową grubość docieplenia 10-centymetrowego styropianu. Ściana kurtynowa ze scalonych elementów gazobetonowych jest sprężona ściągami pionowymi, a następnie wieszana w specjalnej konsoli metalowej montowanej do stropu, w tu- lei gwintowanej, za pomocą śruby. Tak powstałe gniazdo betonowano od wewnątrz i w ostatnim czasie ocieplono je od zewnątrz. Mimo to problem liniowego mostka termicznego pod płytą balkonową pozostał, co zobrazowano za pomocą termogramu (fot. 12). Różnica temperatur na styku balkonu ze ścianą wynosi ponad 5 K, a różnica temperatury ściany piwnic względem temperatury ściany parteru nawet niekiedy 8 K.

Fot. 10 Efekt wymiany balkonów wspornikowych (po lewej stronie) na balkony dostawne (po prawej stronie) (fot. M. Mochnacki)

Fot. 11 Ocieplony budynek wielorodzinny przygotowany do montażu balkonu dostawnego [4]

Rys. 4 Połączenie ściany kurtynowej ze stropem – system W-70 (oprac. autorki) [5, 8]

Na fot. 13 udokumentowano stan techniczny budynku zrealizowanego w systemie W-70 w rok po ociepleniu. Analiza in situ nie potwierdziła żadnych uszkodzeń ani pozostawionych problemów termicznych (balkony, cokoły), które zidentyfikowano za pomocą badań termograficznych (fot.12).

Mając na względzie słabą znajomość zagadnienia [5], [8] na temat stanu połączeń konstrukcyjnych i zasad konstruowania budynków prefabrykowanych w Polsce, należy korzystać z takich działań naprawczych jak sprawdzone doświadczenia francuskie. Nie wystarczy poprawa materialna stanu budynku skupiająca się na projektowaniu kolejnej warstwy docieplenia i liftingu balkonu, bo może to doprowadzić do katastrofy budowlanej. Przeciążenie ściągów w ścianach kurtynowych czy wieszaków w ścianach trójwarstwowych albo korozja balkonu może być zagrożeniem bezpieczeństwa budynków. Przykład polskiego budynku zrealizowanego w systemie prefabrykowanym W-70 obejmuje tylko obudowę balkonów żelbetowych. Bardziej odważne i prospołeczne wydaje się wykorzystanie francuskiej koncepcji demontażu kurtynowych ścian osłonowych wraz z balkonami i dostawienie gotowych segmentów prefabrykowanych (fot. 14). Dodatkowo zainteresowanie przebudową lub zabudową strefy balkonowej potwierdzają sami mieszkańcy [7, 8].

Na podstawie analizy interdyscyplinarnych badań ankietowych (IBA 2009, rys. 5) przeprowadzonych w wywiadzie bezpośrednim stwierdzono, że mieszkańcy są zainteresowani ociepleniem ścian i wymianą balkonów (po 30%), a niewiele mniej (29%) naprawą i obudową balkonów (w sumie 59%). Użytkownicy deklarują też chęć partycypacji finansowej (20%) i sami zgłaszają chętnie kolejność działań.

Fot. 12 Termogram fragmentu elewacji rok po ociepleniu, widoczny mostek liniowy pod balkonem i mostek powierzchniowy w strefie cokołu [8]

Fot. 13 Budynek po ociepleniu (fot. autorka) [8]

Fot. 14 Wizualizacja propozycji modernizacji strefy balkonu w prefabrykowanym budynku mieszkalnym [8]

Rys. 5 Wyniki interdyscyplinarnych badań ankietowych (IBA 2009) [8])

Podsumowanie

Przykład skutecznego wdrożenia działań paryskiej metamorfozy w wielorodzinnym budynku prefabrykowanym stanowi pretekst do zmiany kierunku i sposobu planowania działań naprawczych w Polsce.

Modernizację przedstawiono na przykładzie polskiego budynku wielorodzinnego zrealizowanego w systemie wielkopłytowym (W-70). Wykazano, że mimo ocieplenia budynku (fot. 13) nadal nie rozwiązano problemów termicznych (fot. 12).

Skuteczne ich rozwiązanie jest możliwe, ale wymaga zmiany sposobu myślenia i wyjścia poza schemat dotychczasowych propozycji. Konieczne jest zatem ujęcie w procesie projektowym człowieka jako podmiotu i uwzględnienie jego zmieniających się potrzeb jako użytkownika. Ważne jest też wykorzystanie deklarowanej chęci partycypacji mieszkańców we wskazanych przez nich potrzebach. Zakres niezbędnych działań budowlanych, proponowanych dla systemu W-70, pokrywa się z opiniami mieszkańców uzyskanymi w ramach przeprowadzonych interdyscyplinarnych badań ankietowych (IBA 2009).

dr inż. Anna Ostańska

Politechnika Lubelska

Uwaga: materiał był prezentowany na IV konferencji GUNB „Problemy techniczno-prawne utrzymania obiektów budowlanych” w styczniu 2016 r.

Literatura

1. M. Szpytma, Rewitalizacja osiedli z wielkiej płyty. Implementacja rozwiązań europejskich do warunków polskich, „Budownictwo i Architektura”, vol. 13, tom 3, 2014.

2. F. Druot, A. Lacaton, J.P. Vasal, Transformation of Tour Bois le Pretre, w: „Small Scale Big Change, New Architecture of Social Engagement” (ed. Lepik A.), The Museum of Modern Art, New York 2010.

3. Lacaton & Vassal Architectes, strona internetowa biura: http://www.lacatonvassal.com.

4. http://www.balkonydostawne.pl/galeria. html

5. S. Fic, D. Barnat-Hunek, Operation Phase Problems of Prefabricated Resiedential Buiidings with Integrated Autoclawed Aerated Concrete Panel Walls, „Journal of Civil Engineering and Architecture” 9/2015, doi: 10.17265/1934- 7359/2015.03.004.

6. Katalog elementów. Ściana scalona W-70, Inwestprojekt, Lublin 1979.

7. T. Taczanowska, A. Ostańska, Dokładność realizacji a potrzeba modernizacji budynków wielkopłytowych, Dom Wydawniczy Medium, Warszawa 2012.

 8. A. Ostańska, Możliwości poprawy funkcjonowania budynków wykonanych w technologii prefabrykowanej z uwzględnieniem potrzeb osób niepełnosprawnych, w: „Budownictwo prefabrykowane w Polsce – stan i perspektywy”, Wydawnictwo Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2016.