Wykład 8.doc

2. Uprzemysłowienie budownictwa

2.1. Wiadomości ogólne

Technologia jest to nauka dotycząca metod wytwa­rzania surowców, materiałów i wyrobów, integrująca technikę, odpowiednie elementy nauk organizacji, zarzą­dzania i ekonomiki.

Technologią robót budowlanych nazywa się dziedzinę wiedzy obejmującą metody i warunki wykony­wania robót budowlanych, natomiast technologia budowania jest to wiedza dotycząca przygotowywa­nia elementów budowlanych i wznoszenia budowli, uwzględniająca określone materiały oraz sposoby roz­wiązania i realizacji konstrukcji budowlanych. Rozróż­nia się wiele technologii budowania, m.in.:

—  z prefabrykowanych elementów budowlanych beto­nowych i żelbetowych,

—  konstrukcje monolityczne,

—  z elementów konstrukcyjnych metalowych,

—  z drewna i materiałów drewnopochodnych,

—  z cegły.

W każdej technologii budowania występują różne metody realizacji, charakteryzujące się zespołem określonych cech konstrukcyjno-technologicznych, od których zależą przyjęte sposoby i środki realizacji. Przykładowo w technologii budowania z prefabryko­wanych elementów betonowych i żelbetowych rozróżnić można następujące metody realizacji:

—  wznoszenie budowli z elementów wielkopłytowych,

—  wznoszenie budowli z elementów wielkoblokowych,

—  wznoszenie budowli szkieletowych,

—  wznoszenie budowli z elementów przestrzennych.

Rozwój metod budowania oparty jednocześnie na przejściu od form produkcji rzemieślniczej do form bardziej złożonych spowodował wytworzenie się nowej formy budownictwa, tj. budownictwa uprzemysłowione­go. Ogólnie można powiedzieć, że budownictwo uprzemysłowione jest to technologia budowania, która:

—  polega na montażu gotowych elementów prefabry­kowanych wytwarzanych w wytwórniach zorganizo­wanych w sposób przemysłowy lub na stosowaniu produkcji  typu  agregatowego1  przy  wytwarzaniu elementów od razu w miejscu wbudowania,

— opiera się na mechanizacji, automatyzacji i sprawnej organizacji wszystkich procesów realizacyjnych, tj. wytworzeniu elementów transportu, montażu, wypo­sażenia  i   wykończenia,   ujętych   w jednolity  ciąg organizacyjny, sterowany i regulowany za pomocą współczesnych metod zarządzania,

— spełnia warunek równomiernego postępu techniczne­go i organizacyjnego we wszystkich procesach skła­dowych.

Tak sformułowana definicja określa cechy budownictwa uprzemysłowionego w stanie wysokorozwiniętym.

Metody realizacji budownictwa wynikają z poziomu sił wytwórczych w tym dziale gospodarki narodowej. Sto­sowane środki produkcji, materiały i technologie, zaso­by pracowników i ich kwalifikacje są czynnikami decy­dującymi o wielkości i jakości produkcji budowlanej.

Budownictwo tradycyjne, dominujące w Polsce do 1950 r., charakteryzuje się wznoszeniem budynków ze ścianami z cegły i przewagą robót wykonywanych ręcznie.

Duża pracochłonność budynków z elementów drobnowymiarowych zrodziła potrzebę opracowania i wpro­wadzenia technologii skracających czas realizacji budyn­ków. W latach pięćdziesiątych w polskim budownictwie powstają pierwsze budynki o ścianach monolitycznych, zwanych też bezspoinowymi lub litymi. Ściany takie wykonuje się z materiałów, które w stanie plastycznym wlewa się do wcześniej przygotowanych form. Po stwardnieniu materiału formę rozbiera się lub przesuwa na inny odcinek wznoszonej ściany. Równo­legle z budynkami o ścianach monolitycznych zaczęto wznosić budynki o konstrukcji szkieletowej oraz o ścianach z elementów prefabrykowanych. W latach siedemdziesiątych w związku z intensywnym rozwojem prefabrykacji konstrukcje monolityczne w se­ktorze państwowym i spółdzielczym były coraz rzadziej stosowane.

W takich warunkach cały proces inwestycyjny, obejmu­jący programowanie, projektowanie, produkcję elemen­tów, wykonawstwo budowlano-montażowe i instalacyjne stanowi pewien zbiór określonych elementów oraz relacji między tymi elementami. Taki zbiór nazywamy syste­mem budowania. W budownictwie uprzemysłowio­nym można spotkać wiele różnorodnych systemów bu­dowania, dzięki stosowaniu których możliwe jest uzy­skanie pożądanych budowli przy zachowaniu określo­nych walorów użytkowych, funkcjonalnych i estetycz­nych oraz ich racjonalna realizacja w danych warun­kach produkcyjnych. Taki system wyrażany jest zbiorem informacji, na który składają się:

—  katalogi elementów ustrojów budowlanych i urzą­dzeń niezbędnych do ich wykonania,

—  opisy sposobów produkowania, zestawiania, łączenia i   wykończania   elementów   oraz   ustrojów   budo­wlanych,

—  wytyczne projektowania w systemie,

—  wytyczne dotyczące realizacji.

System budowania ograniczający się do zbioru in­formacji dotyczących sposobów postępowania w zakre­sie konstrukcji struktur budowlanych oraz produkcji i realizacji ustrojów budowli, nazywamy systemem konstrukcyjno-technologicznym. W polskim budownictwie do najbardziej znanych systemów wzno­szenia budynków mieszkalnych z prefabrykowanych elementów żelbetowych należą: W-70, OWT-75, SBM-75, a w budownictwie przemysłowym: system wznoszenia hal — FF i budynków wielokondygnacyj­nych — BWP-71.

Hierarchię pojęć: technologia budowlana, metoda budowania i system konstrukcyjno-materiałowy wyja­śniono na rys. 2-1.

2-1. Współzależności technologii, metod i systemów budowania

Praktycznie formy produkcji budowlanej ustawicznie doskonali się i przekształca z rzemieślniczej (tradycyjnej) w uprzemysłowioną. Na początku wprowadzania uprze­mysłowienia stosowano coraz powszechniej, chociaż wycinkowo, organizacyjne i technologiczne wzorce pro­dukcji typu fabrycznego. W swojej istocie także i one stanowią jednak połączenie form tradycyjnych z uprze­mysłowionymi. Takie elementy uprzemysłowienia wpro­wadzane masowo do budownictwa to prefabrykaty budowlane. W zależności od zakresu prefabrykacji okre­ślono cztery stopnie uprzemysłowienia budyn­ków mieszkalnych:

— stopień  pierwszy — budownictwo  tradycyjne ule­pszone, tj. z zastosowaniem drobnych prefabrykatów służących   do   formowania   nadproży   w   ścianach i stropów,

—  stopień drugi — budownictwo wielkoblokowe, tj. z elementów tak dużych, że nie można ustawiać ich ręcznie,   lecz   trzeba    montować   je   za   pomocą żurawia,

—  stopień  trzeci — budownictwo wielkopłytowe,  tj. z elementów o  wielkości  odpowiadającej ścianom poszczególnych izb,

—  stopień czwarty — budownictwo z elementów prze­strzennych, tj. z elementów, z których każdy tworzy przynajmniej jedną izbę.

Budownictwo uprzemysłowione, Budownictwo realizo­wane metodami analogicznymi do stosowanych w pro­dukcji przemysłowej nazywane jest budownictwem uprzemysłowionym. Charakteryzuje się ono zme­chanizowaniem robót, ciągłością i równomiernością oraz masowością i powtarzalnością produkcji. Niezbęd­ne jest oczywiście występowanie tych cech we wszystkich fazach realizacji obiektów budowlanych.

Produkcja prefabrykatów budowlanych odbywa się najczęściej w specjalnych wytwórniach („fabryki do­mów" i „fabryki fabryk"), poza placem budowy, a na budowie następuje ich montaż.

Formę przejściową między budownictwem tradycyj­nym i uprzemysłowionym sianowi budownictwo tradycyjne udoskonalone. Charakteryzuje się ono zastosowaniem prefabrykatów do budowy nadproży, stropów, dachu i klatki schodowej, ściany zaś są wyko­nywane tradycyjnie — murowane.

W odniesieniu do budynków o ścianach monolitycz­nych i szkieletowych uprzemysłowienie przejawia się w stosowaniu zinwentaryzowanych deskowań, wielo­krotnie wykorzystywanych form do betonu (przestawnych i ślizgowych), prefabrykowanych siatek i szkiele­tów zbrojenia oraz wytwarzanej w zautomatyzowanych wytwórniach mieszanki betonowej. Istotna jest tu rów­nież mechanizacja transportu poziomego i pionowego na placu budowy.

Ogólne warunki stosowania i wprowadzania budo­wnictwa uprzemysłowionego można przedstawić nastę­pująco:

— ścisłe przestrzeganie koordynacji modularnej wymia­rów i elementów we wszystkich fazach projektowania produkcji budowlanej i w przemysłach współpracu­jących,

—  normalizacja elementów budowlanych,

—  zastosowanie    zunifikowanych,    prefabrykowanych elementów produkowanych masowo w sposób uprze­mysłowiony,

—  maksymalne stosowanie mechanizacji i automatyzacji produkcji,

—  wprowadzanie metod organizacji i zarządzania oraz kontroli technicznej, analogicznych do stosowanych w innych uprzemysłowionych gałęziach wytwórczości,

—    powszechne przyjęcie w budownictwie nowoczesnych metod pracy.

•  w grupie budynków  wielkoblokowych

1)  żużlobetonowe  systemu   Kleyffa,  zrealizowane po raz pierwszy w Warszawie w 1959 roku; miały one podłużny układ konstrukcyjny, wysokość 4 lub 5 kon­dygnacji; były to budynki dwutraktowe;

2)  Unifikację Warszawską (UW 2-Ż) zwaną popu­larnie budownictwem z cegły żerańskiej (rys. 3-24); budynki tego systemu znalazły szerokie zastosowanie w całym kraju; 5-  i   11-kondygnacyjne; przeważnie o   poprzecznym   układzie   konstrukcyjnym   (budynki wysokie  miały   układ   mieszany),   zewnętrzne   ściany podłużne projektowane jako osłonowe;

•  w grupie budynków  wielkopłytowych

1)  pierwsze zamknięte systemy o zasięgu regional­nym : PBU o układzie krzyżowym, WUF (Warszawska Uniwersalna Forma) o układzie podłużnym i poprze­cznym, WWP (Wrocławska Wielka Płyta) o układzie poprzecznym i inne;

2)  system OWT (Oszczędna Wielka Płyta Typo­wa) o większej otwartości, wprowadził pewną unifika­cję w skali całego kraju; obecnie bardzo rozpowszech­niony, mimo tendencji do ograniczania systemów za­mkniętych, przewidziany do dalszego stosowania; bu­dynki 5- i 11-kondygnacyjne w układach klatkowych, korytarzowych i dwutraktowych;

3)  system   Szczeciński   o   znacznej   otwartości, opracowany na potrzeby  masowego budownictwa mieszkaniowego; budynki 5- i  11-kondygnacyjne, głównie o układzie poprzecznym z możliwością sto­sowania układów podłużnych i mieszanych; elemen­ty prefabrykowane wytwarza się w Fabrykach Do­mów wyposażonych w oprzyrządowanie radzieckie;

4)  system otwarty budownictwa mieszkaniowe­go z elementów wielkowymiarowych (W-70) — rys. 3-25, przeznaczony do stosowania w całym kraju; elementy  produkuje  się  przemysłowo  w polskich Fabrykach Domów; można z nich realizować bu­dynki o dowolnych układach konstrukcyjnych, przy czym za podstawę przyjmuje się układ poprzeczny; zróżnicowana liczba kondygnacji (do 11); po zaku­pieniu nowych zakładów do produkcji elementów w firmie Kesting (RFN), ze względu na techno­logię, zmodyfikowano dokumentację systemu i no­wą wersję nazwano Wk-70; inną wersję przygotował Kombinat   Budowlany   w   Bytomiu   i   nazwał   ją W-70/PRASBET;

Poszczególne techniki budownictwa uprzemy­słowionego realizuje się w różnych systemach, wed­ług których można wznosić określony rodzaj ń typ obiektów budowlanych.

Do ważniejszych systemów uprzemysłowionego budownictwa mieszkaniowego i ogólnego zaliczamy:

• w grupie budynków  szkieletowych

1)  system z prefabrykowanych ram typu H, bu­dynki najczęściej trójtraktowe, ramy usytuowane zwy­kle poprzecznie do podłużnej osi budynku; stosowany najczęściej w budownictwie mieszkaniowym;

2)  system  T  (nazwa  od  kształtu   słupów),  prze­znaczony do obiektów o charakterze usługowym; bu­dynki najczęściej l- lub 2-kondygnacyjne, słupy szty­wno połączone z ryglami tworzą w kierunku poprze­cznym układ ramowy;

3) system otwarły szkieletowego budownictwa ogólnego SBO (rys. 3-26) przeznaczony do realizacji obiektów użyteczności publicznej: szkół, szpitali, hote­li, sklepów itp. zaprojektowany z myślą o maksymalnej integracji z systemem budownictwa mieszkaniowego W-70;

• w grupie budynków  monolitycznych

1)  system  Stolica  o  poprzecznym układzie  ścian nośnych;  przestrzenne  deskowania  stalowe,   16-kon-dygnacyjne budynki korytarzowe, zrealizowane w osie­dlu Za Żelazną Bramą w Warszawie;

2)  system    budownictwa    monolitycznego    SBM (rys. 3-27); elementy konstrukcyjne budynku: stropy, ściany i słupy wykonywane w powtarzalnych deskowa­niach stalowych; przeznaczony na potrzeby budowni­ctwa mieszkaniowego i ogólnego.

Oprócz systemów budownictwa mieszkanio­wego i ogólnego istnieje w Polsce kilka systemów uprzemysłowionej realizacji obiektów przemysłowych:

1)  Fabryki Fabryk FF (hale parterowe),

2)  żelbetowych prefabrykatów hal przemysłowych P-70,

3)  wielokondygnacyjnych   budynków   przemysło­wych BWP-71,

4)     lekkich hal stalowych ocieplonych LHS-0.

2.2. Typizacja i koordynacja wymiarowa

2-2. Zestawy elementów prefabrykowanych (objaśnienia w tekście) [2]

Typizacja i koordynacja modularna. Z uprzemysłowie­niem budownictwa wiążą się zagadnienia typizacji i ko­ordynacji modularnej.

Typizacja jest to ujednolicenie cech przedmiotu lub czynności w celu wytworzenia określonego typu, cha­rakteryzującego się powszechnością i masowością stoso­wania oraz zamiennością.

Przedmiotem typizacji w budownictwie są:

—  elementy i wyroby budowlane, elementy wyposa­żenia budynku (stolarka, węzły sanitarne itp.),

—  elementy funkcji budynków (układy izb, mieszkań, segmentów budynku),

—  całe obiekty budowlane,

—  metody produkcji,

—  maszyny, urządzenia, sprzęt i narzędzia stosowane w budownictwie.

Głównym celem typizacji jest usprawnienie projek­towania i wykonawstwa budowlanego przez umożliwie­nie uprzemysłowienia budownictw...