4. TECHNOLOGIE UPRZEMYSŁOWIONE, BUDOWNICTWO SYSTEMOWE (14)
4.1. BUDYNKI PREFABRYKOWANE
Definicja budownictwa uprzemysłowionego jest dyskutowana na wielu konferencjach naukowych zajmujących się usprawnieniem procesów budowlanych od 50 lat. W sensie praktycznym technologia uprzemysłowiona w budownictwie obejmuje budynki wykonywane z elementów prefabrykowanych oraz budynki monolityczne wykonywane przy użyciu deskowań powtarzalnych (budownictwo systemowe).
W budynkach wielokondygnacyjnych wykonywanych z elementów prefabrykowanych można wyróżnić trzy rodzaje konstrukcji:
a) wielkoblokowa,b) płytowa (wielkopłytowa),
c) mieszana; blokowo-szkieletowa lub płytowo-szkieletowa.
Do wykonania konstrukcji blokowej używa się bloków ściennych o wysokości jednej kondygnacji i szerokości 90, 120, 150 i 180 cm oraz płyt stropowych o długości 240-600 cm i szerokości 60-180 cm. Długość i szerokość płyt zmienia się co 30 cm.Płyty stropu mogą opierać sil na dwóch, trzech bądź czterech ścianach. Tarcze ścian wykonuje się z płyt o wysokości jednej kondygnacji i szerokości równej połowie lub całej szerokości budynku. Płyty stropowe mogą być wykonane o szerokości płyt stosowanych w budynkach o konstrukcji blokowej, lub wymiarach odpowiadających wymiarom poziomym przekrywanego pomieszczenia.Występują również ustroje mieszane ścianowo - słupowe oraz ustroje ścianowo-ramowe z poprzecznym układem ścian nośnych. Ustroje mieszane stosuje się zwykle tam, gdzie występuje potrzeba uzyskania większych pomieszczeń. Mniejsza liczba ścian umożliwia wprowadzanie zmian w kształtowaniu pomieszczeń o różnym przeznaczeniu.
W obu rozwiązaniach obciążenie wywołane wiatrem jest przekazywane ze ścian zewnętrznych na ściany poprzeczne. Ściany samonośne stanowią usztywnienie budynku, natomiast układ wymaga odpowiedniego usztywnienia w kierunku podłużnym. Rolę usztywnień mogą spełniać ściany podłużne wewnętrzne i ściany klatek schodowych.Kształt i wymiary zarówno płyt ściennych, jak i stropowych zależą od miejsca położenia ich w budynku oraz od metod produkcji, montażu i transportu. Szerokość płyt stropowych zależy od środków transportowych i przyjmuje się zwykle nie większa od 2,4 m, a niekiedy 2,7 m. Płyty o większych szerokościach nie mogą być transportowane drogami publicznymi ze względu na ich wymiary gabarytowe i obowiązujące przepisy. Długość płyt nie przekracza zwykle 12,0 m. Płyty ścienne przewożone są w pozycji pionowej. Wysokość ich odpowiada wysokości kondygnacji budynku ok. 3,0 m, a długość głębokości traktu (pokoju) ok. 6,0 m.
Grubość płyt wewnętrznych określona jest głównie warunkami wytrzymałościowymi i akustycznymi, natomiast przy doborze grubości ścian zewnętrznych należy dodatkowo brać pod uwagę czynniki termiczne. Sciany zewnętrzne są zwykle produkowane o większej
grubości ze względu na warstwy izolacyjne. Grubość płyt ścian wewnętrznych zależy od wysokości budynku i wynosi 14-18 cm. W jednym budynku występuje kilkanaście rodzajów płyt różniących się wymiarami i kształtem płyty bez otworów instalacyjnych, płyty z otworami oraz z wycięciami na obrzeżach.
SYSTEMY BUDOWNICTWA PREFABRYKOWANEGO
4.2.1. SYSTEMY WIEKOBLOKOWE
Ściany z elementów wielkoblokowych
Budownictwo wielkoblokowe było pierwszym etapem wprowadzania prefabrykatów wielkowymiarowych w Polsce. W budynkach wielkoblokowych ściany nośne mają przeważnie układ podłużny lub poprzeczny. W zależności od wysokości bloków na jednej
kondygnacji może występować jedna, dwie, trzy lub cztery warstwy prefabrykatów. Jeśli stosuje się bloki o wysokości kondygnacji, to a wytrzymałości ściany decyduje wytrzymałość bloku ustawionego na wieńcu stropowym. W przypadku stosowania mniejszych bloków wytrzymałość ściany zależy także od wytrzymałości spoin poziomych między warstwami bloków. Spoiny poziome łączące bloki są płaskie, spoiny pionowe zaś mają zazębienie. Aby uniknąć przemarzania ściany, spoiny poziome wypełnia się zaprawą o właściwościach termoizolacyjnych (zamiast piasku stosuje się drobnoziarniste kruszywo lekkie) albo też rozściela się ją trzema pasmami, pozostawiając dwie przerwy powietrzne. Spoiny pionowe wypełnia się betonem, który tworzy zazębiony trzpień i zapobiega przesunięciom bloków w kierunku prostopadłym do płaszczyzny ściany.
Prefabrykaty ścienne wielkoblokowe wykonuje się jako p e ł n e - z betonu lekkiego lub jako k a n a ł o w e - z betonu zwykłego, zwane cegłą żerańską.
Istotną wadą ścian wykonywanych z prefabrykatów wielkoblokowych jest występowanie rys na tynku w miejscu spoiny sąsiadujących bloków. Pęknięcia te pojawiają się po pewnym czasie od wzniesienia budynku i wynikają ze skurczu materiałów oraz dopuszczalnego osiadania gruntu.
4.2.1.2.System wielkoblokowy Ż
Bloki ścienne i płyty stropowe maja otwory podłużne. Z wielootworowych bloków ściennych i płyt stropowych wykonuje się budynki mieszkalne, szkolne, żłobki i inne: W budynkach mieszkalnych stosuje się przeważnie poprzeczny układ ścian, może być również stosowany układ podłużny bądź krzyżowy
W systemie Ż wznoszone są budynki mieszkalne do wysokości 16 kondygnacji. W budynkach wyższych od 5 kondygnacji kanały bloków ściennych ustawionych w ścianach dolnych kondygnacji wypełnia się betonem, aby uzyskać większą nośność ścian. Na blokach ściennych w poziomie stropów każdej kondygnacji wykonuje się wieńce żelbetowe monolityczne zbrojone prętami stalowymi.W skład systemu Ż wchodzi ok. 200 elementów prefabrykowanych różniących się kształtem i wymiarami. W systemie 2 ściany zewnętrzne osłonowe są wykonywane z bloczków gazobetonowych odmian 06, 07 i 09, natomiast ścianki działowe wykonuje się z cegły dziurawki, płytek gazobetonowych lub płyt gipsowych typu Pro-Monta.Bloki
4.2.2. SYSTEMY WIEKOPŁYTOWE
4.2.2.1. Krótka charakterystyka systemów
W ostatnich latach stosowano w Polsce następujące systemy: W-70, Wk-70, OWT-67, OWT-75, WUF-T, Szczeciński, WWP, Domino.
Elementy wchodzące w skład budynku wytwarzane w stałych zakładach, dostarczane są na plac budowy, a tam montowane w zespoły. W każdym systemie rozwiązane są wszystkie problemy związane z: projektowaniem produkcją, transportem elementów oraz montażem budynków. Z elementów produkowanych dla jednego systemu nie można składać budynków innego systemu. Istnieje jednak możliwość częściowego wykorzystania elementów jednego systemu w drugim.
4.2.2:2. Systemy W-70 i Wk-70
W systemie W-70 wznoszone są budynki o wysokości 5 i 11 kondygnacji. Podstawowym układem konstrukcyjnym systemu W-70; jest układ poprzeczny; rozstaw ścian wynosi 240, 360, 480 i 600 cm. W systemie Wk-70 przyjęto elementy z systemu W-70, dokonując częściowych zmian. Podstawowe elementy konstrukcyjne systemu W-70: Płyty stropowe wielootworowe są o wysokości 22 cm, mogą być wykonywane o szerokości 120, 180, 240 cm oraz długości 240, 360, 480 11600 cm.Płyty ścienne wewnętrzne maja grubość 15 cm i produkowane są o wysokości 253 cm oraz długości 120-600 cm, zmieniające się co 60 cm.Ściany zewnętrzne dzielą się na: nośne (szczytowe), samonośne oraz osłonowe. Prefabrykaty ścian zewnętrznych produkowane są jako wielkowymiarowe w następujących wersjach materiałowych: wielowarstwowe, z. betonu komórkowego oraz betonu keramzytowego.
Ściany nośne wykonywane są jako wielowarstwowe lub keramzytobetonowe. Ściany wielowarstwowe składają się z płyty żelbetowej lub betonowej o grubości 15 cm oraz warstw izolacyjnej (styropian lub wełna mineralna o grubości 6 cm) i warstwy fakturowej o grubości 6 cm.Grubość ścian wynosi 36 cm, a długość 240, 360, 480 i 600 cm.Ściany osłonowe wykonywane są w 2 odmianach: wielowarstwowe i z betonu komórkowego. Długość prefabrykatów równa się rozstawowi ścian nośnych i wynosi: 240, 360, 480 i 600 cm.Ściany wielowarstwowe składają sil z następujących warstw: a) zewnętrznej fakturowej o grubości 6 cm,b) izolacyjnej (styropian lub wełna mineralna) o grubości 6 cm, c) konstrukcyjnej o grubości 8 cm.Ściany osłonowe z betonu komórkowego mogą być wykonywane jako wielkowymiarowe scalane z dyli gazobetonowych bądź jako pasy podokienne i filarki międzyokienne.Najistotniejsze różnice pomiędzy wersją oryginalna W-70 i wersja Wk-70 są następujące:a) wprowadzono, w miejsce kanałowych płyt stropowych o grubości 22 cm, płyty pełne o wysokości 16 cm,b) w związku ze zmianą grubości płyt stropowych.zmieniono kształt obrzeży oraz wysokość płyt ścian zewnętrznych i wewnętrznych,c) wprowadzono odmienne ukształtowanie obrzeży pionowych ścian zewnętrznych poprzez zastąpienie podwójnego kanału dekompresji części uszczelniającej złącza w systemie W-70 kanałem pojedynczym z zastosowaniem pionowej wkładki uszczelniającej,d) wprowadzono odmienny montaż zewnętrznych ścian osłonowych, polegający na zawieszaniu ich za pomota stalowych wieszaków na poprzecznych ścianach nośnych,e) wprowadzono wtapianie dolnych krawędzi płyt ścian nośnych i wieniec stropowy,f) wprowadzono całkowite ujednolicenie obrzeży czołowych i bocznych płyt stropowych, spocznikowych i podestowych, przez co ograniczono liczbę odmiennych wkładek kształtujących obrzeża,
g) wprowadzono ujednolicone rozwiązanie zewnętrznych ścian nośnych jako płyty wielowarstwowe o grubości 27 cm.
4.2.2.4. Systemy OW-T/67 i OW-T/75
Rozwiązania systemu OW-T/75 są w zasadzie przyjęte z systemu OW-T/67, po wprowadzeniu niezbędnych zmian wynikających z doświadczeń realizacyjnych. Budynki mieszkalne systemowe OW-T/67 wznoszone są o wysokości 5 i 11 kondygnacji. W systemie OW-T/75 przewidziana realizację budynków 16-kondygnacyjnych.
W konstrukcji budynków 5- i 11 kondygnacyjnych zastosowano dwukierunkowy układ ścian nośnych oraz płyty stropowe zbrojone dwukierunkowo oparte na trzech krawędziach. W systemie OW-T/67 płyty stropowe opierają się na belce - ścianie zewnętrznej: ustawionej na ścianach nośnych poprzecznych. Belka - ściana pełni role elementu konstrukcyjnego oraz ściany osłonowej.