By Sam Rashkin
Uwaga redaktora: Jest to zmodyfikowana wersja artykułu, który pierwotnie ukazał się na stronie internetowej Builder (1).
Postanowiłem przyjrzeć się bliżej atrakcyjnej opcji, najczęściej stosowanej w piwnicach, ale również dobrze nadającej się do ścian nadziemnych – prefabrykatom inżynierskim. W tej technologii, zakłady produkcyjne poza terenem zakładu wylewają beton do form skonfigurowanych według szczegółowych planów konstrukcyjnych.
Zdjęcie dzięki uprzejmości Superior Walls.
Jednym z najbardziej popularnych producentów tego typu konstrukcji mieszkalnych jest Superior Walls. Ich formy skutkują konfiguracją betonowej ściany, która zawiera cienką profilowaną górną belkę wiążącą, mniej niż 2-calową grubość skóry zewnętrznej i żebra dwie stopy na środku. Sztywna izolacja z polistyrenu ekstrudowanego jest przyklejona do paneli pomiędzy żebrami, a górna belka wiążąca i żebra są pokryte 1-calową warstwą ekspandowanego polistyrenu. W ten sposób system skutecznie obejmuje kompletną przegrodę termiczną. W razie potrzeby w przestrzeni między żebrami można zamontować dodatkową izolację, aby uzyskać wyższą wartość współczynnika R. Przednia krawędź żeberek z polistyrenu ekspandowanego jest licowana z ocynkowanymi metalowymi kołkami do bezpośredniego montażu wykończonej ściany, a żebra są wstępnie nawiercone pod przewody i instalacje wodno-kanalizacyjne. Całkowita grubość ściany wynosi 10 1/4 cala.
Prefabrykaty betonowe są zasobooszczędne, zużywają do 75% mniej betonu niż konwencjonalne fundamenty. Zdjęcie dzięki uprzejmości Superior Walls.
Kompletne panele ścienne są instalowane w terenie za pomocą dźwigów bezpośrednio na podłożu żwirowym bez potrzeby wykonywania ławy fundamentowej. Po zainstalowaniu, panele są skutecznie łączone w celu uzyskania większej wytrzymałości niż w przypadku konwencjonalnego fundamentu betonowego, mimo że system jest tak wydajny, że może zużyć do 75% mniej betonu niż w przypadku konwencjonalnego fundamentu. Typowy fundament prefabrykowany może być zainstalowany w ciągu jednego dnia.
Wiele zalet prefabrykatów
Beton stanowi całkowitą zmianę platformy w stosunku do tradycyjnego szkieletu drewnianego. Jest to istotne, ponieważ jako materiał budowlany, drewno pali się bardzo łatwo, gnije, gdy jest mokre, służy jako pożywienie dla owadów, ma słabą stabilność wymiarową, oferuje minimalną odporność na uderzenia i nie zapewnia żadnej zdolności magazynowania ciepła. W przeciwieństwie do niego, beton jest niepalny, odporny na wilgoć, owady, uderzenia, stabilny wymiarowo i ma doskonałe możliwości magazynowania ciepła. Jednakże, jednym z kluczowych wyzwań w przypadku prefabrykowanych systemów ściennych jest konieczność posiadania odpowiednich umiejętności przez pracowników na miejscu budowy, którzy muszą być odpowiedzialni za perfekcyjnie równe stopnie. Rozważ następujące imponujące korzyści:
Budownictwo
- Szybszy czas budowy
- Mniej narzędzi do montażu
- Sznacznie zredukowana ilość prac podwykonawców (takich jak zintegrowane szkielety, podciągi, izolacja, uszczelnienie powietrzne)
- Sznacznie mniej odpadów
- Wyższa dokładność wymiarowa pomaga zapewnić lepszą jakość dopasowania, wykończenia i wykończenia
- Mniejsze systemy ogrzewania i chłodzenia dzięki znacznie zmniejszonym obciążeniom i doskonałej kontroli średniej temperatury promieniowania
- Budowa przez cały rok, ponieważ prefabrykaty betonowe mogą być instalowane w niskich temperaturach
Zdjęcie dzięki uprzejmości Superior Walls.
Wydajność
- Wytrzymałość (efektywna wiązka spoin skutkuje zwiększoną wytrzymałością)
- Odporność na katastrofy: uderzenia, woda, wiatr i ogień
- Ochrona przed wilgocią (prefabrykat betonowy o wytrzymałości 5000 psi jest prawie wodoodporny w porównaniu z bardziej porowatym betonem o wytrzymałości 2500 psi stosowanym w konwencjonalnych fundamentach)
- Odwodnienie (brak ławy fundamentowej zapewnia czystą drogę wilgoci podposadzkowej do drenażu fundamentu)
- Łagodzenie hałasu
- Wydajność energetyczna: minimalne mostki termiczne, jakość instalacji izolacji (bez szczelin, pustek, kompresji) i z natury szczelny montaż
- Magazynowanie wilgoci, aby chronić dom przed problemami związanymi z wilgocią
- Oszczędność zasobów wymagająca znacznie mniej betonu na fundamenty
- Oszczędność miejsca (wykończone piwnice z konwencjonalnymi fundamentami wymagają również montażu ramowego i przestrzeni powietrznej, która może dodać około 6 cali wokół obwodu, zużywając około 80 stóp kwadratowych przestrzeni w planie o powierzchni 1500 stóp kwadratowych)
Interesuje mnie możliwość użycia prefabrykowanych paneli na płytę, z płaską powłoką zewnętrzną skierowaną w stronę ziemi. Rozumiem, że musiałoby to być zaprojektowane dla niezbędnego wsparcia bocznego, ale ta innowacja dodałaby imponujące korzyści. Po pierwsze, wyeliminowałoby to praktycznie wszystkie ograniczenia związane z budową w zimie, umożliwiając instalację wszystkich fundamentów – ścian i podłogi – w niskich temperaturach. Po drugie, wyeliminowałoby to komplikacje i pracę związaną z instalacją sztywnej izolacji pod płytą. I co najważniejsze, doprowadziłoby to do powstania podłogi membranowej w piwnicy, gdzie typowa płyta ze skrętki orientowanej lub inne poszycie jest przymocowane do metalowych słupków pokrywających żebra. Dzięki temu piwnica będzie się czuła jak podłoga nad poziomem gruntu. Innymi słowy, budowane byłyby prawdziwe dolne poziomy, a nie piwnice. A szczelina pomiędzy podkładem podłogowym a sztywną izolacją mogłaby być wykorzystana jako cenna przestrzeń na przewody i instalacje wodno-kanalizacyjne.
Szybszy czas budowy, mniejsza ilość odpadów i zwiększona odporność na katastrofy to tylko niektóre z zalet prefabrykatów betonowych w zastosowaniach mieszkaniowych. Zdjęcie dzięki uprzejmości Superior Walls.
Mimo że ta alternatywna technologia oferuje imponującą listę zalet i istnieje od bardzo dawna, jej udział w rynku pozostaje niski. Ale to może zacząć się zmieniać. Kiere DeGrandchamp, prezes firmy High Performance Homes, został przekonany do wypróbowania technologii prefabrykatów. W połowie realizacji projektu przeszedł na prefabrykowane fundamenty betonowe dla swoich domów w The Links at Gettysburg w Gettysburgu, Pa. Kiedy rozmawialiśmy o jego doświadczeniach po wstępnej instalacji, przyznał, że było kilka problemów z pokonaniem krzywej uczenia się, zwłaszcza że projekt obejmował stosunkowo skomplikowany projekt i teren. Jednakże, bardzo spodobały mu się znacznie lepsze wyniki i wie, że następne przedsięwzięcie będzie znacznie łatwiejsze. On nie zawraca.
Nie jestem związany ani finansowo z żadnym produktem, technologią, budowniczym lub producentem. Jestem po prostu długoletnim obserwatorem branży, zadającym trudne pytania dotyczące tego, dlaczego tak wiele atrakcyjnych nowych rozwiązań technologicznych – takich jak prefabrykaty betonowe – jest tak wolno przyjmowanych, skoro oferują one tak wiele rozwiązań i korzyści dla branży mieszkaniowej.
Sam Rashkin jest głównym architektem Biura Technologii Budowlanych w Departamencie Energii USA. Zdobył krajową reputację dzięki swojej pracy jako lider programów mieszkaniowych, które zaowocowały ponad milionem certyfikowanych domów o wysokiej wydajności. Jest autorem książki „Retooling the U.S. Housing Industry: How It Got Here, Why It’s Broken, and How to Fix it” (Jak do tego doszło, dlaczego jest zepsute i jak to naprawić). Dowiedz się więcej o Samie na stronie samrashkin.com.
Przypisy końcowe
(1) builderonline.com/building/structure-durability/gray-matter-platform-performance_o