Domy szkieletowe
Nowy rozdział budownictwa drewnianego
Jest to rozwinięcie i zoptymalizowanie idei konstruowania obiektów w technologii ciężkiego szkieletu. Pomysł ten rozwinął się w Ameryce Północnej w czasach gdy licznie przybywali tam osadnicy z całej europy. Przywieźli oni ze sobą rozmaite doświadczenia i techniki wznoszenia konstrukcji drewnianych ze „starego kontynentu”. Owocem wymieszania wiedzy i tradycji ciesielskich oraz dążenia do optymalizacji wykorzystania budulca było powstanie nowej technologii wznoszenia szkieletu drewnianego zwanej dziś light framing lub stick framing.
Drewniany dom - szansą na przyszłość!
Charakterystyczne dla tego typu konstrukcji jest użycie standaryzowanych przekrojów drewna. Z racji używanego w Stanach Zjednoczonych systemu jednostek przyjął się tam przekrój 1 1/2” [inch] czyli 38mm jako podstawowa grubość wszystkich elementów konstrukcji. Ich wysokość jest różna zależnie od przeznaczenia.
To sprawia, że budowa domu, niezależnie od jego lokalizacji geograficznej wygląda zawsze tak samo. Konstrukcja nadproży otworów czy narożników ścian wykonywana jest według sprawdzonego schematu. Eliminuje to ryzyko popełnienia błędu i sprawia, że technologia dostępna jest dla każdego.
Kolejną cechą tego typu konstrukcji jest rezygnacja z skomplikowanych połączeń ciesielskich na rzecz łączników metalowych. Jest to kolejny ukłon w stronę popularyzacji i propagowania tej techniki wśród niedoświadczonych amatorów sztuki budowania. Proste przycinanie elementów na odpowiednią długość nie wymaga dużej praktyki. Z kolei mechanizacja procesów produkcyjny na przełomie XVIII i IX wieku przyczyniła się do powszechnego stosowania gwoździ. To pociągnęło za sobą szybki rozwój tej technologii, która wykształciła dwa systemy wznoszenia budynku – konstrukcję platformową oraz konstrukcję balonową.
Dziś budynki oparte o szkielet drewnianym są niezwykle rozpowszechnione na całym świecie. Technologia lekkiego szkieletu drewnianego jest niezwykle elastyczna, jej charakterystyczne cechy jak wykorzystanie naturalnych materiałów świetne właściwości termiczne ścian oraz lekkość i trwałość konstrukcji sprawiły, że stała się popularna na całym świecie. Prostota konstrukcji oraz wysoki poziom standaryzacji konstrukcji szkieletowych umożliwia zarówno budowę domów metodą rzemieślniczą jak również z zastosowanie prefabrykacji fragmentów konstrukcji.
.
Szkielet samonośny
To początki nowoczesnego lekkiego budownictwa szkieletowego. Samonośny układ oparty na standardowych przekrojach drewna i prostych połączeniach. Dla zachowania sztywności całej konstrukcji każda ściana musi zostać stężona i wzmocniona. W tym celu między słupkami stosuje się krótkie przewiązki ułożone liniowo. Zapobiegają one wyboczeniu smukłych przekroi słupków w płaszczyźnie ściany. Taki układ świetnie przenosi obciążenia pionowe pochodzące ze stropów i dachu. Jednak dla zachowania stateczności całego obiektu, który narażony jest również na poziomie obciążenia wywołane parciem wiatru należy stężyć płaszczyznę każdej ściany. W tym celu stosuje się drewniane zastrzały tego samego przekroju ukośnie nabijane na wewnętrzna stronę ściany lub wpuszczane w odpowiednio zacięte słupki. Jednym ze współczesnych rozwiązań jest stężanie ścian stalowymi taśmami perforowanymi. Taka konstrukcja zamykana jest następnie poprzez przybicie deskowania czy płyt drewnopochodnych. Jednak nie spełnia ono funkcji konstrukcyjnej. Sam szkielet jest wstanie sprostać wszystkim obciążeniom, którym poddawany jest dom. W Polsce technologia ta określana jest mianem szkieletu kanadyjskiego a domy kanadyjczykami.
W celu usprawnienia procesu projektowania takiego szkieletu, program Dietrich's wyposażony został w bardzo funkcjonalne moduły: ścianowy, stropowy i dachowy. Pozwalają one na definiowanie odpowiednio ukierunkowanych, wielowarstwowych płaszczyzn roboczych. Wyposażone w odpowiednie otwory komunikacyjne – drzwi, okna, klatki schodowe, otwory pod kominy stanowią doskonałą podstawę do projektowania drewnianej konstrukcji. Wzajemna interakcja wstawianych elementów pozwala na ich automatyczne łączenie – wydłużanie bądź skracanie. To znacznie skraca czas pracy. Dostępny w każdej chwili podgląd 3D daje gwarancję poprawności wprowadzanych rozwiązań.
Cały proces tworzenia dokumentacji obiektu również został maksymalnie uproszczony. Automatyczne obmiary budynku i zestawienia materiałowe podawane są w przejrzystej, a przy tym w bardzo szczegółowej postaci. Proces tworzenia dokumentacji rysunkowej – wykonawczej i montażowej również odbywa się bez większego zaangażowania projektanta. Wszystko po to by można było się skupić na indywidualnych rozwiązaniach konstrukcyjnych każdego przedsięwzięcia.
Szkielet prefabrykowany otwarty
Dużą zmianą w technologii lekkiego szkieletu było upowszechnienie się płytowych wyrobów drewnopochodnych. Sklejka, a z czasem konstrukcyjne płyty wiórowe (OSB, MFP) pozwoliły zastąpić dotychczasowe prace związane z usztywnianiem ścian, stropów i dachu. Kłopotliwe docinanie i mocowanie wielu drewnianych elementów zastąpiło przybicie kilku arkuszy płyty do każdego elementu konstrukcyjnego. Efektem tego był nie tylko znaczący wzrost sztywności całej konstrukcji. W tej jednej operacji uzyskano również efekt surowego zamknięcia bryły budynku. Rozmiar produkowanych płyt zaczął narzucać takie parametry konstrukcji jak modułowy rozstaw elementów czy nawet wymiary samego budynków. Przez wiele lat rozwoju technologia ta wypracowała swoje standardy co do montowania poszycia. Stosowanie szczelin dylatacyjnych między płytami pozwalających na pracę materiału podczas sezonowych zmian wilgotności. Układanie płyt na przemian by unikać krzyżowania szczelin między płytami. Wymiary i rozstaw elementów łączących poszycie z konstrukcją (gwoździe, zszywki). Jest to wiedza powszechnie dostępna, a to przekłada jakość wznoszonych konstrukcji.
Warstwowy układ ścian, stropów czy dachu w modelach Dietrich's pozwala dobrze organizować przestrzeń roboczą dla układania płyt poszycia. Obszerna baza materiałowa pozwala wybrać odpowiednie produkty. Elementy płytowe są docinane do zewnętrznych konturów danej warstwy. W sposób automatyczny wycinane są również otwory okienne i drzwiowe. Zdefiniowanie szczelin dylatacyjnych pomaga właściwie pozycjonować każdą płytę. Bardziej zaawansowane narzędzia dostarczane przez firmę Dietrich's pozwalają w pełni automatyzować proces wypełniania każdej z warstw ściany szkieletem i płytami. System sam rozwiązuje konstrukcję połączenia ścian czy obudowy okien. Raz zdefiniowany „przepis na ścianę” może posłużyć do rozwiązywania konstrukcji każdego budynku w zaledwie kilka sekund.
Automatyczny proces tworzenia rysunkowej dokumentacji ścian, pozwala zarówno na osobne przedstawienie poszczególnych warstw przegrody jak i uwzględnienie kilu z nich naraz w obrębie jednego rysunku. Zaawansowane możliwości tworzenia dokumentacji montażowej ułatwiają prace na budowie. Możliwości systemu 3D CAD/CAM odciążają użytkownika od żmudnego tworzenia rysunków i zestawień. Zaoszczędzony czas można wykorzystać na dopracowywanie technologii.
Szkielet prefabrykowany zamknięty
Dziesięciolecia doświadczeń technologi lekkiego szkieletu drewnianego pozwoliły na wypracowanie coraz bardziej zaawansowanych rozwiązań konstrukcyjnych. W celu skrócenia czasu montażu konstrukcji na budowie zaczęto poszukiwać rozwiązań umożliwiających wykonanie jak największej ilości prac poza miejscem docelowego montażu.
System budowy ścian szkieletowych zakłada wykonanie ich w pozycji poziomej, wygodnej dla cieśli. Ich lekkość sprawie, że po skończonym montażu łatwo ją można postawić na właściwe miejsce. Tę zaletę szkieletu drewnianego wykorzystano do prefabrykacji całych elementów budynku poza placem budowy. Wymaga to jedynie przygotowania szczegółowego projektu najlepiej w systemie CAD. Najprostszą formą przygotowania ścian, stropów czy dachu jest prefabrykacja otwarta. Zakłada ona wykonanie konstrukcji szkieletu drewnianego i stężenie go płytą konstrukcyjną – sklejką lub OSB. Takie prefabrykaty są również proste w montażu gdyż cieśla ma pełen dostęp do elementów konstrukcyjnych w miejscach ich połączeń. Istnieje jednak wiele technik montażowych, które pozwalają na wypełnianie ścian izolacją termiczną i zamkniecie szkieletu z dwóch stron jeszcze przed złożeniem budynku. Taki system produkcji to prefabrykacja zamknięta. Może ona przybrać bardzo zaawansowany stopień wykończenia prefabrykatu, aż do warstw wykończeniowych. Np. ściany można przywieźć na plac budowy wykończone elewacja zewnętrzną – tynkiem na styropianie czy deską elewacyjną. Wewnętrzna strona może zostać obłożona popularną płytą g-k. Ściana może otrzymać, obsadzoną w fabryce stolarkę otworową. Takie rozwiązania wymagają precyzyjnego projektu oraz szczegółowo opracowanej technologii montażu. W najbardziej zaawansowanych systemach prefabrykacji można spotkać nawet rozwiązania pozwalające montować w prefabrykatach gotowe instalacje - elektryczne lub wodne.
Przy tego typu przedsięwzięciach konieczne jest wykorzystanie nowoczesnych technik komputerowych. Programy typu CAD dostarczają wielu pomocnych narzędzi do opracowywania technologii montażu i projektowania prefabrykatów. W tej dziedzinie program Dietrich's jest liderem. Rozwiązania pozwalające automatycznie dzielić ściany, stropy, dachy na poszczególne panele są proste w obsłudze i intuicyjne. Przygotowane raz pozwalają w kilka sekund podzielić elementy budynku wypełniając je konstrukcją, płytami konstrukcyjnymi i wykończeniowymi. Zachowane zostają przy tym wszystkie zdefiniowane tolerancje montażowe. Automatycznie generowana dokumentacja rysunkowa nie zabiera czasu potrzebnego na jej sporządzanie. Wszystkie liczby związane z ilością materiałów dostępne są na bardzo wczesnym etapie projektu. Bez tego typu narzędzi żadna „fabryka domów” nie jest w stanie skutecznie przygotować produkcji.
