Technologia budownictwa szkieletowego i modułowego

Współczesne budownictwo coraz mocniej rozwija się pod kątem wprowadzania ekologicznych rozwiązań, w oparciu o produkty przyjazne środowisku, np. takie jak drewno czy gips. Rozwiązania systemowe z wykorzystaniem tych materiałów często stanowią połączenie szybkości montażu, praktyczności oraz energooszczędności. Dlatego też domy szkieletowe i modułowe stanowią pewnego rodzaju odpowiedź na rosnące potrzeby przyszłych mieszkańców, ciesząc się coraz większym zainteresowaniem, zwłaszcza wśród inwestorów indywidualnych. W tym artykule rozwiniemy tematykę związaną z tego rodzaju technologiami, a także na co warto zwrócić uwagę przy wyborze i budowie domu ze szkieletem drewnianym.

1. Technologia konstrukcji szkieletowej i modułowej

Budownictwo szkieletowe odnosi się do metody konstrukcyjnej, w której drewniana rama wykonywana na placu budowy służy do podparcia struktury budynku. Ta rama tworzy szkielet budynku, a inne materiały, takie jak płyty, panele czy cegły, są do niej przymocowywane w celu wykończenia bądź usztywnienia konstrukcji. Modularne budownictwo szkieletowe z drewna polega natomiast na wykorzystywaniu prefabrykowanych paneli lub modułów przestrzennych, które są składane poza miejscem budowy, a następnie transportowane na miejsce budowy w celu instalacji. Ta metoda pozwala na szybszą i bardziej efektywną budowę, jak również na zwiększenie kontroli jakości realizacji całej inwestycji. Zarówno budownictwo szkieletowe, jak i modułowe z drewna stają się coraz bardziej popularnymi metodami budowy mieszkań i obiektów komercyjnych ze względu na ich aspekt ekologiczny, ekonomiczny i elastyczność w estetycznym projektowaniu.

2. Charakterystyka drewna

W konstrukcjach ramowych rodzaj drewna użytego odgrywa istotną rolę w jakości i wydajności budynku. Różne gatunki drewna mają zróżnicowane właściwości pod względem wytrzymałości, trwałości, stabilności i odporności ogniowej. Największymi zaletami stosowania drewna litego w budownictwie jest wysoka wytrzymałość na obciążenia, ceniona estetyka oraz fakt, że jest to produkt w pełni naturalny o ujemnym wskaźniku śladu węglowego. W Europie drewno lite jest klasyfikowane zgodnie z europejskim standardem EN 338, który kategoryzuje drewno w klasy wytrzymałościowe na podstawie właściwości takich jak gęstość, zawartość wilgoci i sztywność (patrz tabela „Klasy wytrzymałości”). Popularnym materiałem stosowanym w konstrukcjach budowlanych jest drewno lite iglaste, takie jak jodła, świerk, sosna klasy C24. Jest ono powszechnie dostępne i cechują się łatwością w obróbce. Drewno konstrukcyjne może być dodatkowo impregnowane chemicznie, aby zwiększyć jego odporność na korozję biologiczną, szkodniki i działanie ognia podczas pożaru. Tam gdzie konstrukcjom drewnianym stawiane są wyższe wymagania wytrzymałościowe (np. większe obciążenia i rozpiętości konstrukcji) stosuje się inne materiały inżynierii drewna. Jest to m.in. drewno klejone na złącza klinowe, drewno klejone warstwowo (tzw. glulam) czy też drewno klejone krzyżowo (tzw. CLT – ang. cross laminated timber).

3. Bezpieczeństwo przeciwpożarowe

Z punktu widzenia bezpieczeństwa przeciwpożarowego, bardzo dobre efekty zabezpieczenia konstrukcji drewnianej osiąga się stosując ognioochronne zabudowy z płyt gipsowo-kartonowych. Można wówczas spełnić (w zależności od rodzaju stosowanych płyt i grubości poszycia) wymagane klasy odporności ogniowej R, E, I przegród i tym samym ograniczyć rozprzestrzenianie się ognia zwiększając ochronę mieszkańców. Rezultat ten jest osiągany dzięki podstawowej właściwości gipsu. Ta wyraźna zdolność ochronna pod wpływem ognia wynika z wieloetapowej reakcji odwodnienia (kalcynacji), podczas której dwuwodny siarczan wapnia (CaSO4x 2H2O) przekształca się w półwodny siarczanu wapnia (CaSO4 x 0,5H2O), a następnie w anhydryt (CaSO4) pod wpływem wydzielania się wody podczas ogrzewania. Do tego procesu wymagana jest znaczna ilość energii. Co za tym idzie, wydłużany zostaje czas niszczenia materiału i jednocześnie, czas na ewakuację z budynku.

4. Izolacja akustyczna

Izolacja akustyczna w konstrukcjach ramowych z drewna jest istotnym elementem, który zapewnia komfort i prywatność mieszkańcom poprzez redukcję transmisji hałasu między pomieszczeniami. Chociaż konstrukcje z drewna oferują różnorodne korzyści, w tym zrównoważoną produkcję i elastyczność projektową, mogą one stanowić wyzwanie pod względem osiągów akustycznych z uwagi na lekkość i porowatość naturalnego drewna. Głównym czynnikiem wpływającym na finalną izolacyjność akustyczną ściany jest jej grubość oraz osiowy rozstaw słupków. Szersza ściana wiąże się z większą odległością między okładzinami, pozwalając na zastosowanie grubszego materiału izolacyjnego z wełny mineralnej. Większy rozstaw słupków także korzystnie wpływa na poprawę izolacyjności akustycznej. Wysoka sztywność przegrody wpływa negatywnie na jej izolacyjność akustyczną. Skuteczną strategią poprawy izolacji akustycznej w ścianach działowych z drewna jest zastosowanie odseparowania między elementami konstrukcyjnymi. Można to osiągnąć poprzez instalowanie elastycznych profili akustycznych, klipsów izolacyjnych dźwięku lub wieszaków akustycznych do oddzielenia płyt
gipsowych od konstrukcji z drewna. Zapewnienie właściwego uszczelnienia i szczelności partycji z drewna, zwłaszcza w miejscach mocowania przejść instalacyjnych może pomóc w redukcji transmisji dźwięku z powietrza i poprawić ogólną wydajność akustyczną przegrody budowlanej. 

5. Płyty gipsowe jako membrana paroprzepuszczalna w technologii ścian zewnętrznych

Ściany zewnętrzne w budownictwie wymagają odpowiednich barier przeciwwietrznych i paroprzepuszczalnych, aby chronić przed infiltracją wilgoci oraz zachować efektywność energetyczną. Płyty gipsowe i gipsowo-kartonowe tj. Norgips Weatherboard 365, Norgips GU-X, Norgips GU, ze względu na niski współczynnik oporu dyfuzyjnego (μ = 10, Sd=0,095 m) spełniają warunki stawiane membranom paroprzepuszczalnym. Płyty te stanowią sprawdzone zabezpieczenie konstrukcji przed wiatrem, kurzem i penetracją wilgoci, przy jednoczesną zdolnością do przepuszczania pary wodnej. Mogą zatem być używane jako wiatroizolacja w konstrukcjach ścian zewnętrznych. Jest to częsta praktyka (w połączeniu z fasadą wentylowaną), spotykana w państwach skandynawskich.