UNIWERSYTET WARMIŃSKO - MAZURSKI

CSB W EŁKU

Wydział Nauk Technicznych

Edukacja Techniczno- Informatyczna

Rok IV semestr 8, dzienne

PRZEDMIOT: FIZYKA BUDOWLI

TEMAT: WARUNKI USYTUOWANIA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH

Wykonała:

Agnieszka Przybyłek

Feng shui

Budowanie domu zgodnie z zasadami feng shui gwarantuje nam osiągnięcie takich warunków dla mieszkańców, aby dom stał się źródłem zdrowia, energii życiowej, radości i wypoczynku. Najlepiej rozpocząć od lokalizacji odpowiedniej działki, tworzenia planów domu i jego podział na poszczególne pomieszczenia uwzględniając ich funkcje użytkowe.
Budując dom powinniśmy pamiętać, że szczęście nie jest dziełem przypadku. Szczęście buduje się każdego dnia poprzez podejmowanie decyzji, które to stwarzają pewne możliwości lub ich brak. Feng shui domu ma za zadanie stworzyć odpowiednie warunki dla funkcjonowania rodziny a także poprzez odpowiedni układ wnętrz możliwość podejmowania odpowiednich (właściwych) decyzji.

Najlepszym miejscem według Feng Shui jest dom znajdujący się na płaskim terenie bez większych nierówności, na tyłach, którego znajduje się góra lub pagórek. Jest to symbol Żółwia, który chroni dom przed wiatrem, niebezpieczeństwami i daje oparcie.

Obecnie takiego miejsca określanego przez feng shui jako szczęśliwa lokalizacja domu można by szukać latami. Oczywiście są pewne zasady feng shu, które są obowiązujące, lecz obecnie szczęśliwa lokalizacja domu to taka, na której nie występują strefy zadrażnień zwane przez radiestetów ciekami wodnymi. Mimo spełnienia warunku, jakim jest góra za domem (i inne), lecz usytuowanym w negatywnej strefie cieku wodnego nie można mówić o tym, że jest to wspomniana szczęśliwa lokalizacja domu. Dlatego też zanim podejmiemy decyzję zakupu działki należy przeprowadzić stosowne badania radiestezyjne. Feng shui oznacza wiatr i woda, dlatego też szczęśliwa lokalizacja budynku musi uwzględniać wpływ tych dwóch energii na dom i ich mieszkańców. Każdy teren posiada oddzielne (odmienne) właściwości bioenergetyczne. Wiatry, które na danym terenie występują zmieniać mogą swój kierunek w zależności od zabudowy występującej na danym terenie oraz istniejącego układu geologicznego terenu i roślinności. Bardzo często jest tak, że ściana lasu lub zwarta zabudowa zmienia kierunek wiatru wpływając do wnętrza domu powoduje zadrażnienia pomiędzy członkami rodziny oraz problemy zdrowotne. Dlatego też osadzenie budynku na działce musi uwzględniać te zależności a nie tylko same ustawienie względem kierunków geograficznych.

Fundamenty 

Przenoszą na grunt wszystkie obciążenia budynku, stanowią jego podporę i zabezpieczają przed nadmiernym osiadaniem (zagłębienie pod wpływem stałych i zmiennych obciążeń budynku).

Głębokość posadowienia - odległość między powierzchnią terenu a dolną powierzchnią fundamentów. Zależy ona od strefy klimatycznej, a jej minimalna wartość wynosi od 0,8 m do 1,4 m.
Zachowanie tej głębokości zabezpiecza przed ujemnymi skutkami zamarzania i rozmarzania gruntu pod fundamentem (wysadzanie, osadzanie)! W gruntach niewysadzinowych dopuszcza się posadowienie na głębokości 0,5 m.

Wysadzanie - zjawisko unoszenia budynku, będące wynikiem powiększania się objętości zamarzającej wody, która znajduje się w gruncie. Nie występuje ono w gruntach przepuszczalnych: piaskach, żwirach i pospółkach (tzw. grunty niewysadzinowe).

Osadzanie - zjawisko osiadania budynku posadowionego na gruntach wysadzinowych, występuje wiosną, w momencie rozmarzania gruntu.

Grunty wysadzinowe - grunty, które, zamarzając, zwiększają swoją objętość. Taki grunt może zimą podnieść ("wysadzić") dom nawet o kilka centymetrów

Chudy beton - warstwa układana na gruncie przed wykonaniem fundamentu, wykonana z betonu o niższej wytrzymałości i grubości najczęściej 10 cm; tworzy gładkie, wytrzymałe podłoże pod deskowanie lub pręty zbrojenia (zbrojenie układa się na podkładkach).

Podział fundamentów ze względu na kształt:

ławy - ich długość jest wielokrotnie większa od szerokości; stosowane są pod ścianami i szeregami słupów ustawionych w niewielkiej odległości od siebie; najczęściej wykonuje się je z betonu lub żelbetu, czasami z cegły ceramicznej pełnej; ten typ posadowienia stosuje się na gruntach o dobrej nośności,

stopy - wykonywane są pod słupami, najczęściej jedna stopa przenosi obciążenia z jednego słupa, są też konieczne pod kominami; tak jak ławy wykonuje się je z betonu, żelbetu lub cegieł,

płyty fundamentowe - rozkładają obciążenia na całą powierzchnię zabudowy, dzięki czemu na każdy centymetr obciążonego gruntu wywierany jest znacznie mniejszy nacisk; ten rodzaj fundamentowania stosuje się wtedy, gdy podłoże stanowią grunty o małej nośności; jest to dobre rozwiązanie także przy niejednorodnych warunkach gruntowych, gdy pod częścią budynku występują grunty mocniejsze, pod częścią słabsze,

płyty fundamentowe z ogrzewaniem powietrznym - płyty żelbetowe stanowiące zarazem fundament domu i ogrzewające go; po zdjęciu warstwy humusu układa się warstwę zagęszczonego żwiru, a następnie warstwę styropianu; na tak wykonanej izolacji umieszcza się zbrojenie dolne płyty, rozmieszcza rury kanałów grzewczych i zbrojenie górne, a następnie mieszankę betonową; płyta tego typu jest sztywna, dobrze ocieplona i stanowi jednocześnie system powietrznego ogrzewania podłogowego,

fundamenty słupowe - wykorzystywane są do posadowienia domów lekkich (np. drewnianych w technologii szkieletowej lub z bali), gdy grunty nie są wystarczająco nośne lub woda gruntowa ma wysoki poziom; dom opiera się za pośrednictwem drewnianych belek podwalinowych, które spoczywają na krótkich i dość gęsto rozstawionych słupach (bez stóp) zagłębionych w gruncie; bardzo często, jeżeli warunki gruntowe na to pozwalają, dolna część słupów jest betonowana bez deskowania, a jedynie górna w deskowaniu,

fundamenty punktowe (oszczędnościowe) - w ten sposób posadawia się murowane domy parterowe; po zdjęciu humusu wykonuje się w gruncie betonowe bloki o wymiarach dostosowanych do obciążeń i nośności gruntu; na nich wykonuje się w deskowaniu żelbetowe belki lub układa się belki prefabrykowane; przy fundamentach punktowych znacznie ogranicza się roboty ziemne,

pale - są wykonywane w przypadku, gdy grunt o odpowiedniej wytrzymałości znajduje się głęboko; ten typ posadowienia wykonywany jest przy budowie dużych obiektów,

studnie - wykonywane z kręgów żelbetowych, które najczęściej ustawia się jeden na drugim; po opuszczeniu studni do projektowanej głębokości, wewnątrz kręgów umieszcza się zbrojenie i układa mieszankę betonową; ten rodzaj posadowienia stosuje się, gdy grunty nośne są głęboko,

Fundamenty punktowe



Płyta fundamentowa z ogrzewaniem powietrznym

Fundamenty słupowe

Ze względu na sposób posadowienia fundamenty dzielimy na:

przekazujące obciążenia bezpośrednio na grunt: ławy, stopy i płyty fundamentowe,

przekazujące obciążenia pośrednio: posadowienie na palach, studniach.

Fundamentowanie na gruntach nienośnych można przeprowadzić wzmacniając słabe podłoże metodą Jet Grounting. Może ona skutecznie zastąpić ściany szczelinowe lub pale.

Technologia  
Metoda polega na mieszaniu gruntu z zaczynem stabilizującym wtłaczanym strumieniowo pod wysokim ciśnieniem (200-300 bar). Można w ten sposób wzmacniać wszelkiego rodzaju grunty: organiczne, torfy i namuły, luźne piaski o różnej granulacji i plastyczne grunty spoiste. Zastępuje ściany szczelinowe, pale. W pierwszym etapie wzmacniania, żerdzią średnicy 88,9 mm, drąży się grunt do głębokości przewidzianej w projekcie. W trakcie wiercenia stosuje się płuczkę wodną lub bentonitową. Ciecz tłoczona pod ciśnieniem znacznie ułatwia wiercenie. Po osiągnięciu żądanej głębokości rozpoczyna się strumieniowe tłoczenie zaczynu przez dysze, umieszczone w dolnej części żerdzi. W trakcie iniekcji grunt jest rozdrabniany i mieszany z zaczynem. Obrotowy sposób podnoszenia żerdzi przy jednoczesnym tłoczeniu zawiesiny umożliwia wykonanie kolumny gruntowo-cementowej w kształcie walca. Jego średnica zależy od rodzaju gruntu i technologii iniekcji -wielkości ciśnienia, składu iniektu, a także średnicy dysz i czasu iniekcji. W ten sposób powstają kolumny średnicy od 40 do 180 cm.

rys. 1 Uszczelnienie wykopu w gruncie nawodnionym Oznaczenia: 1 - ściana szczelinowa, 2 - uszczelnienie dna wykopu iniekcjami wykonanymi metodą jet grouting, 3 - poziom wody gruntowej rys. 2 Wzmocnienie i uszczelnienie wału przeciw-powodziowego

Metoda jet grouting może być wykorzystana nie tylko przy wzmacnianiu wszelkiego rodzajów gruntów ale i przy wzmacnianiu oraz uszczelnianiu wału przeciwpowodziowego. Odbywa się to za pomocą przesłon filtracyjnych. Technologię iniekcji zastosowano na przykład do wykonania pionowej przesłony izolacyjnej w obwałowaniach stopnia wodnego na Zalewie Zegrzyńskim w miejscowości Dębe. Można ją także stosować przy wykonywaniu szczelnych wykopów w nawodnionych gruntach. Wykop otacza się ścianami szczelinowymi, a dno wypełnia kolumnami cementowo-gruntowymi nachodzącymi na siebie. Po wykonaniu ścian oraz iniekcji uszczelniających w dnie wykopu, można wypompować wodę i rozpocząć wybieranie gruntu.

rys. 3 Wzmacnianie gruntu pod budynkiem istniejącym rys. 4 Wzmocnienie gruntu pod budynkiem nowo wznoszonym

Zalety  
Proces tłoczenia iniektu można przerwać w dowolnym momencie. Pozwala to kształtować kolumny dowolnych wysokości. Aby wzmocnić podłoże pod fundamentem istniejącego budynku, należy, wiercąc pod kątem, wykonać kolumny ukośne. Dodatkową zaletą tej technologii jest to, że kolumny można wykonywać, wstawiając urządzenie do piwnic budynku, pod warunkiem jednak, że pomieszczenie ma wysokość co najmniej 1,5 metra. Pozwala to wzmacniać podłoże pod fundamentami budynków już stojących, także z pomieszczeń piwnic w centralnie położonych częściach budynku, tam gdzie nie ma dostępu od zewnątrz. Metoda ta, choć bardzo kosztowna, pozwala na wykonanie podziemnych kondygnacji w silnie nawodnionych, piaszczystych warstwach podłoża, gdy warstwa nieprzepuszczalnych gruntów znajduje się na znacznej głębokości. Mimo swoich zalet, technologia ta nie jest dostatecznie rozpowszechniona w Polsce. Stosuje ją zaledwie kilka przedsiębiorstw.


Aparatura  
Aparatura do wykonywania kolumn składa się z zestawu mieszalników szybko- i wolnoobrotowych, iniekcyjnej pompy wysokociśnieniowej i samojezdnej wiertnicy na podwoziu gąsienicowym. Wiertnica wyposażona jest w przewód wiertniczy zakończony dyszami. Na placu budowy musi znajdować się też silos na cement i zbiornik wody pojemności około 2000 litrów. Cały proces konstruowania kolumny kontrolowany jest automatycznie, co umożliwia właściwe jej wykonanie.


Surowiec  
Do wykonywania zaczynów iniekcyjnych cementowo-wodnych wykorzystuje się cement portlandzki marki 35 lub 45 oraz cementy hutnicze. W zależności od rodzaju podłoża gruntowego i składu zaczynu iniekcyjnego, uzyskuje się następujące wytrzymałości kolumn: w żwirze - do 20 MPa, w piasku - do 15 MPa, w pyle i glinie - do 8 MPa, w gruntach organicznych - do 5 MPa. Wytrzymałość kolumn zależy od doboru rodzaju cementu oraz stosunku c/w (cementu i wody).


Grunty nawodnione  
Technologię jet grouting można zastosować także w podłożach nawodnionych, w których natężenie przepływu wody wynosi do 10-2 cm/s. Kolumny gruntowo-cementowe mogą być zbrojone rurą grubościenną, sztywnym koszem zbudowanym z 4, 5 bądź 6 prętów lub centralnie umieszczonym profilem stalowym. Zbrojenie kolumny zwiększa jej nośność. Profile podwieszane na dźwigu zagłębia się, topiąc je w kolumnie. Istotne jest to, że podczas wykonywania iniekcji siła, z jaką zawiesina działa na grunt gwałtownie spada w odległości większej od planowanego promienia kolumny. Nie powoduje to niekontrolowanych przemieszczeń podłoża, które mogłyby stwarzać zagrożenie dla infrastruktury podziemnej.

Stosowanie materiałów budowlanych odpornych na wodę ogranicza szkody powodowane powodzią, dzięki czemu prace naprawcze mają mniejszy zakres.
W nowych domach budowanych na terenach zagrożonych powodzią powinno się stosować jak najwięcej materiałów wodoodpornych i jednocześnie unikać materiałów chłonących wodę.

Woda zalewająca budynek nie zawsze zagraża jego bezpieczeństwu. Zawsze jednak, dostając się do domu, powoduje liczne szkody. Materiały po zetknięciu się z wodą mogą ulegać uszkodzeniu lub zniszczeniu, zwłaszcza gdy nie były zabezpieczone przed zawilgoceniem. Dotyczy to wielu materiałów drzewnych, tkanin, wypraw gipsowych i metali nie zabezpieczonych przed korozją. Stosowanie materiałów budowlanych odpornych na wodę ogranicza szkody powodowane powodzią, dzięki czemu prace naprawcze mają mniejszy zakres.
W nowych domach budowanych na terenach zagrożonych powodzią powinno się stosować jak najwięcej materiałów wodoodpornych i jednocześnie unikać materiałów chłonących wodę.

Materiały budowlane a zakres zastosowania
materiał	Zastosowanie	zakres stosowania	wrażliwość na wodę
gips	gips szpachlowy, gips sztukatorski płyty gipsowo kartonowe gipsowe masy tynkarskie	tynki wewnętrzne, wykończenie ścian, ściany działowe	bardzo wrażliwe na wodę
wapno	zaprawa wapienna	tynki wewnętrzne	bardzo wrażliwe na wodę
wapno	cegły wapienno-piaskowe	mury nietynkowane	niewrażliwe lub tylko nieznacznie wrażliwe na wodę
cement	zaprawa cementowa	tynki wewnętrzne o dużej wytrzymałości, tynki ochronne	niewrażliwe lub tylko nieznacznie wrażliwe na wodę
cement	beton, pustaki betonowe	konstrukcje ścian i stropów	niewrażliwe lub tylko nieznacznie wrażliwe na wodę

Wybrane materiały budowlane odporne i nieodporne na wodę
materiały odporne na wodę	zakres zastosowania	materiały nieodporne na wodę
tynki mineralne na bazie cementu i wapna hydraulicznego, tynki z żywic syntetycznych, płyty włókno-cementowe	wykończenie ścian zewnętrznych	płyty drewniane, tynki wapienne
beton zwykły, beton lekki z kruszywem mineralnym, cegły (wapienno-piaskowe, ceramiczne), beton komórkowy, pustaki szklane	ściany	płyty gipsowe, ściany drewniane, bloczki i pustaki gipsowe
drewno (zabezpieczone), tworzywo sztuczne, aluminium	okna i drzwi	drewno (niezabezpieczone)
tynki mineralne cementowo wapienne z wapna hydraulicznego, płytki ścienne (glazura), klinkier	wykończenie ścian wewnętrznych	tynki gipsowe, tynki wapienne, płyty gipsowo-kartonowe, tapety, okładziny drewniane, okładziny korkowe
beton, jastrych cementowy, terakota, asfalt	posadzki	parkiet, wykładziny dywanowe, linoleum, korek, bruk drewniany

Nadziemna cześć budynku to przed wszystkim ściany. Biorąc pod uwagę ich powierzchnię duże znaczenie ma nie tylko ich solidność jako osłony przed warunkami atmosferycznymi czy jako wsparcie dla konstrukcji dachu ale i miejsce największych start ciepła. Ta ostatnia cecha jest szczególnie ważna w naszej strefie klimatycznej.

Ważnym zadaniem w trakcie projektowania budynków jest wybór optymalnego rozwiązania technicznego zewnętrznych ścian budynku. Projektant wraz z inwestorem muszą uwzględnić w już na etapie projektowania wymagania ochrony cieplnej. W wielu przypadkach górę bierze ekonomiczna krótkowzroczność i zapada decyzja o zastosowaniu technologii ścian jednowarstwowych bez izolacji. W ścianie warstwowej rozdzielone są funkcje dwóch lub nawet trzech materiałów. Jeden ma funkcję wyłącznie (lub głównie) konstrukcyjną, inny - funkcję wyłącznie izolacyjną, a ewentualnie jeszcze inny funkcję osłonowo-ozdobną. W związku z tym izolacyjność termiczna zależy w dominującej mierze od grubości warstwy materiału izolacyjnego. Mniejsza czy większa grubość tej warstwy nie zmienia konstrukcji ściany (pozostałych warstw) i kosztu jej wzniesienia. Zmiana cech izolacyjności termicznej wpływa tylko na koszt wykonania izolacji i w niewielkim stopniu wpływa na koszt wykonania całej ściany.
Nakłady inwestycyjne, a także czas zwrotu nakładów w poszczególnych wariantach grubości izolacji różnią się między sobą bardzo niewiele. Najwyższą ekonomiczną efektywność osiąga się przy grubości 14 cm przy której U=0,25, ale biorąc pod uwagę przewidywane zmiany wymagań i ocen wartości budynku inwestor może przyjąć np. wariant o grubości izolacji 18 cm i wartości U=0,20 przy zaledwie ok. 1,5% wzroście kosztu wykonania ściany.
W ścianie jednowarstwowej (jednomateriałowej) ten sam materiał spełnia funkcję konstrukcji i izolacji termicznej. A zatem izolacyjność termiczna ścian tego rodzaju jest wprost proporcjonalna do grubości całej ściany - zmiana cech izolacyjności termicznej wymaga zmiany grubości przegrody. Wpływa to wprost proporcjonalnie na koszt wykonania ściany. Nakłady inwestycyjne, a także czas zwrotu kosztów w poszczególnych wariantach grubości ściany różnią się między sobą bardzo znacznie. Ekonomicznie optymalna jest grubość 30 cm o współczynniku U=0,45. Jeżeli inwestor biorąc pod uwagę przewidywane zmiany wymagań i ocen wartości budynku będzie chciał przyjąć wariant o znacznie obniżonej wartości współczynnika U, to wiążę się to z kilkudziesięcioprocentowym wzrostem nakładów w stosunku do wariantu ekonomicznie optymalnego.
Przy bardzo niskich wartościach U ściana jednowarstwowa musiałaby mieć grubość, która z punktu widzenia warunków użytkowych i estetyki byłaby niekorzystna. Ściany zewnętrzne odpowiadające aktualnym wymaganiom ochrony cieplnej czyli z współczynnikiem przenikania ciepła na poziomie do Uk = 0,30 W/(m²K) dla budynków mieszkalnych lub do Uk= 0,45 W/(m²K) dla budynków użyteczności publicznej - mogą być wykonane zarówno w konstrukcji 1-warstwowej (jednomateriałowej) jak i w konstrukcji 2- lub 3-warstwowej. Dla ścian jednomateriałowych są to grubości ściany ok. 40 cm, a dla ścian wielowarstwowych warstwy izolacji termicznej ok. 12-14 cm.
Wybór rodzaju ściany do zastosowania w konkretnym budynku zależy od porównania nakładów inwestycyjnych w warunkach konkretnej lokalizacji oraz konkretnego wykonawcy i dostawcy, a także od preferencji inwestora.
Wyznaczenie najbardziej efektywniej ekonomicznie grubości warstwy izolacji termicznej wg kryterium najkrótszego czasu zwrotu poniesionych kosztów lub najniższych kosztów cyklu wieloletniego użytkowania powinna stanowić dla inwestora punkt wyjścia do podjęcia decyzji w sprawie wyboru konstrukcji ściany i grubości warstwy materiału izolującego termicznie. Przyjęte rozwiązanie musi także spełniać wymagania wynikające z warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki (to domena projektanta). Jednak na decyzje inwestora mogą i powinny mieć wpływ jeszcze inne argumenty wynikające z przewidywania zmian w bliskiej przyszłości.
Po pierwsze wprowadzenie w życie Dyrektywy nr 2002/91/EC Unii Europejskiej w sprawie jakości energetycznej budynków, a w szczególności przygotowywane wprowadzenie certyfikacji energetycznej budynków sprawi, że ich wartość rynkowa i poziom czynszu będą zależały w znacznym stopniu od klasy jakości energetycznej, która z kolei zależna będzie od poziomu ochrony cieplnej budynku. Prawdopodobnym skutkiem Dyrektywy będzie także dalsze obniżenie wymaganych współczynników przenikania przez przegrody oraz wymaganego poziomu sezonowego zapotrzebowania ciepła na ogrzewanie. A więc dla przystosowania się do przyszłych kryteriów oceny wartości budynków i przyszłych wymagań ochrony cieplnej należałoby już obecnie przyjmować większe grubości warstwy izolacji termicznej niż to wynika z oceny wg kryterium zwrotu poniesionych kosztów czy najniższych kosztów wieloletniego użytkowania.

Po drugie można przewidywać, że zmiany cen nośników energii w przyszłości, w kolejnych latach będą przebiegać w ten sposób, że szybciej będzie wzrastać cena energii niż cena robót budowlanych. W związku z tym rosnąć będzie wpływ kosztów eksploatacyjnych a to oznacza, że w kolejnych latach optymalne ekonomicznie będą większe grubości warstw izolacji.
Po trzecie w tych symulacjach zasadnicze znaczenie ma przyjmowana stopa dyskontowa. W przedstawionych powyżej przykładach przyjęto stopę 6% odpowiadającą aktualnym warunkom gospodarki w Polsce. W miarę stabilizacji gospodarki stopy dyskontowe będą obniżane, a czym niższa stopa - tym mniejsza różnica pomiędzy kosztami ponoszonymi w różnym czasie, a wiec coraz większe znaczenie ma suma wieloletnich kosztów eksploatacyjnych. Zatem w miarę stabilizacji gospodarki opłacalne będą większe grubości warstw izolacji termicznej.
Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe przewidywania dotyczące zmian sytuacji w bliskiej przyszłości optymalna przegroda powinna mieć współczynnik U na poziomie niższym niż 0,30, a więc 0,25-0,20 W/(m²K) lub nawet poniżej tej wartości. Ściany odpowiadające tym wymaganiom są łatwe do zrealizowania w konstrukcji wielowarstwowej (2 lub 3 warstwowej). Osiąga się to przy zastosowaniu 14-20 cm warstwy materiału izolacyjnego o współczynniku lambda=0,040 a przy zastosowaniu materiału np. o wartości lambda=0,034 warstwy odpowiednio mniejszej grubości (12-16 cm). Ściana wzniesiona w technologii jednowarstwowej, o wartości współczynnika U na poziomie 0,25 - 0,20 W/(m²K), byłaby rozwiązaniem trudnym do zrealizowania. Przegroda taka musiałaby mieć grubość trudną do zaakceptowania (np. 60 do 80 cm) i byłaby znacznie droższą w budowie niż ściana wielowarstwowa.
Jeżeli w ścianach o wysokich wymaganiach izolacyjności termicznej miały by być zastosowane konstrukcje z ceramiki poryzowanej lub z betonu komórkowego, to powinny być łączone z warstwami materiału izolacyjnego (wełna mineralna, styropian) czyli powinny być stosowane jako element ściany wielowarstwowej.

Konstrukcje pneumatyczne -najpopularniejsze z nich oparte są na sile ciśnienia, która powoduje usztywnienie elementów konstrukcyjnych bądź całego dachu. Odbywa się to poprzez wprowadzenie nadciśnienia w całym wnętrzu budynku. Głównymi elementami tych konstrukcji są: membrana, liny naciągające powierzchnię oraz pierścień (najczęściej żelbetowy), w którym są zamocowane liny. W skład wyposażenia wchodzą również wentylatory tłoczące do wnętrza powietrze. Ciśnienie wywołane we wnętrzu obiektu jest prawie wcale niewyczuwalne dla człowieka. Konstrukcja pneumatyczna jest lekka, estetyczna i bezpieczna. Membrany są najczęściej ognioodporne, bardzo trwałe, wykonane z mocnych materiałów, które trudno przeciąć nawet specjalistycznymi narzędziami.

Ze względu na materiał, z którego zostały wykonane, ściany dzielimy na:

• kamienne,

• ceramiczne (murowane z cegieł i pustaków),

• betonowe (monolityczne, prefabrykowane lub murowane z elementów betonowych),

• gipsowe,

• drewniane o konstrukcji pełnej (ściany wieńcowe), szkieletowej i płytowej,

• inne - np. szklane.

Ze względu na funkcję ściany dzielimy na:

ściany konstrukcyjne (nośne) - ściany przenoszące na fundament lub inne elementy budowli ciężar własny i obciążenia pochodzące od innych elementów (np. dachów, stropów, balkonów), a także parcie wiatru, gruntu, materiałów sypkich i cieczy; ściany konstrukcyjne dzielą się na jedno- i wielowarstwowe,

ściany osłonowe - ściany izolacyjne zewnętrzne o małym ciężarze i małym współczynniku przenikania ciepła, wykonane z elementów budowlanych o strukturze warstwowej, komórkowej, żebrowo-warstwowej lub szkieletowej, zamocowanych do stropów, słupów lub ścian poprzecznych,

ściany działowe - ściany izolacyjne wewnętrzne o małej grubości i małym ciężarze, rozdzielające pomieszczenia, głównie pełnią funkcję przegrody wzrokowej i akustycznej,

ściany samonośne - przenoszą jedynie ciężar własny.

Strop - poziomy element konstrukcyjny dzielący budynek na kondygnacje, przenoszący na elementy pionowe (ściany, słupy) ciężar własny i obciążenia użytkowe.

Zadaniem stropu jest również zwiększenie sztywności przestrzennej budynku. Ponadto stanowi on ochronę przed przenikaniem dźwięku i rozprzestrzenianiem się pożaru dla pomieszczeń na poszczególnych kondygnacjach. Na górnej powierzchni stropu układa się podłogę, dolna najczęściej pokrywana jest tynkiem lub stosuje się na niej tzw. sufit podwieszany.

Podział stropów ze względu na rodzaj rozwiązania konstrukcyjnego:

belkowe - elementy nośne stanowią belki ułożone równolegle,

płytowe - elementem nośnym jest płyta oparta bezpośrednio na ścianach lub słupach,

płytowo-belkowe - elementem nośnym jest płyta oparta na belkach ułożonych równolegle, zamocowanych na ścianach, bądź płyta opierająca się na ruszcie z belek,

gęstożebrowe - elementem nośnym są żebra oparte na ścianach; pomiędzy żebrami umieszcza się pustaki ceramiczne lub betonowe; osiowy rozstaw belek lub żeber jest nie większy niż 90 cm,

zespolone - przykładem tego typu stropów jest Filigran; konstrukcja zespolona składa się z:

- elementów prefabrykowanych, które stanowią płyty stropowe grubości 5-7 cm,
- warstwy monolitycznej wykonanej na placu budowy wraz
ze zbrojeniem podporowym lub przęsłowym; warstwa ta po związaniu z prefabrykatem i stwardnieniu stanowi jednolitą płytę o cechach elementu monolitycznego; prefabrykowana płyta stropowa pełni funkcję deskowania traconego w czasie betonowania konstrukcji stropu na budowie; styki płyt zbrojone są na budowie, co zapobiega powstawaniu zjawiska "klawiszowania" (brak rys między prefabrykatami).

Element prefabrykowany (prefabrykat) - element wykonany poza miejscem jego wbudowania, stosowany w zasadzie bez zmiany kształtu i wymiarów.

Konstrukcje drewniane

System blokowy - ściany wieńcowe - elementami ściennymi są poziome bale o różnych przekrojach (od okrąglaków do przekrojów z wyprofilowanym wpustem i wypustem); bale wiązane są w węgłach (narożach) na łącza ciesielskie (tzw. jaskółczy ogon); system ten wymaga przygotowania długich (na długość całej ściany) i prostych bali (w celu zabezpieczenia przed powstawaniem zbyt dużych szczelin między nimi).

System dylowy - ściany sumikowo-łątkowe - wznosi się je, układając krótkie poziome bale (sumiki) między pionowymi słupami (łątkami), które umieszcza się w ścianach w rozstawie 2 m i po obu stronach otworów drzwiowych i okiennych; sumiki są odpowiednio wyprofilowane, aby pasowały do rowków wyciętych w łątkach, dodatkowo są połączone ze sobą za pomocą kołków; konstrukcja taka w połączeniu z balami poziomymi - dolną podwaliną i górnym oczepem - zapewnia właściwą sztywność ściany; ściany wybudowane z bali grubości 22 cm nie wymagają ocieplenia, cieńsze ociepla się od środka wełną mineralną.

Mur pruski (potoczne określenie ściany ryglowej, zwanej też ścianą sztachulcową lub fachówką) - rodzaj ściany szkieletowej wypełnionej murem z cegły, czasem gliny i trzciny (dawniej). Konstrukcja muru pruskiego jest widoczna, często impregnowana i może być traktowana jako element dekoracyjny.

Historyczny rozwój dachu jest ściśle związany z rozwojem domów. Pierwsze domostwa stanowiły jaskinie oraz dachy osłonowe. W okresie, w którym ludziom przestały wystarczać jaskinie jako zabezpieczenie przed deszczem i wiatrem, zaczęto budować jednopołaciowe szałasy składające się z żerdzi i drągów. Ich pokrycie stanowiła trawa, wrzos lub skóry zwierzęce. Kolejnym etapem były ziemianki mieszkalne z dachami jednopołaciowymi lub wielospadowymi sięgającymi ziemi. Wraz z budową prostopadłych ścian domy zaczęły przybierać znane nam obecnie kształty. Domy budowane na palach z wkopanymi w ziemię drągami były prekursorami wznoszonych ponad ziemię konstrukcji szkieletowo-stropowych. Do pokrywania dachów, w tym okresie, stosowano głównie miękkie materiały jak: słoma, trzcina, trawa oraz wrzos.

Ręczna maszyna do produkcji dachówek z roku 1940

Przykłady pierwszych dachów

Za pierwszą innowację w zakresie krycia dachów można uznać zasadę krycia w łuskę. Do tego celu stosowano ciosane płyty kamienne lub obrabiane gonty drewniane. Około roku 1000 p.n.e. weszły do użytku pierwsze dachówki profilowane. Pierwsze formy dachówek to "mnich mniszka", rozpowszechnione dzięki starożytnym Rzymianom na terenie całego basenu Morza Śródziemnego.
Już w starożytnym Rzymie stosowano beton jako materiał budowlany. Najbardziej znanym przykładem jest Panteon, wzniesiony w technice "Opus Caementitum" w latach 115 do 126 n.e. Do dzisiaj wywiera on swoje piętno w krajobrazie dachów w Rzymie.
Panteon - budowla mająca 2000 lat - stanowi przykład długowieczności materiału budowlanego jakim jest beton. Wraz z upadkiem Cesarstwa Rzymskiego różnorodne techniki budowlane stosowane przez rzymskich inżynierów odeszły w zapomnienie.

Od XIII w możemy zaobserwować gwałtowny rozwój technik konstrukcyjnych i budowlanych. Rozwój konstrukcji szkieletowej zakończył się ok. 1600 roku. W późniejszym okresie zmieniały się jedynie architektoniczne elementy dekoracyjne budynków. W średniowieczu w związku z ogromnym zagrożeniem pożarami coraz większe uznanie zaczęły zyskiwać dachówki. W XVIII wieku francuski inżynier Belidor stworzył mieszankę składająca się z zaprawy i grubych frakcji kruszyw, którą nazwał betonem. Do ponownego odkrycia technologii betonu, zapomnianej od czasów rzymskich przyczynili się francuscy inżynierowie Monier i Lambot. Od 1824 roku, gdy Anglik Joseph Aspdin opatentował produkcję cementu portlandzkiego, ta gałąź produkcji nabrała dużego znaczenia.

W Niemczech produkcja dachówek cementowych zaczęła się rozpowszechniać od 1844 roku. Jej prekursorem był Adolf Kroher, który oprócz wielu prefabrykatów betonowych rozpoczął również produkcję dachówek. Do dzisiaj można oglądać dach wykonany przed 150 laty z dachówek cementowych, który dotąd doskonale spełnia swoją rolę. Na przełomie XIX i XX wieku w Anglii dachówki cementowe stały się najczęściej stosowanym pokryciem dachowym, a ich produkcja została zautomatyzowana.

Przykłady dachówek cementowych z XIX w	Adolf Kroher	W pełni funkcjonalne pokrycie dachowe po 150 latach
Dach pokryty strzechą	Dom pokryty dachówką cementową w połowie XIX w	Dachówka "S" z drugiej połowy XIX w
Dachy pokryte dachówką "Mnich Mniszka"	Wnętrze Panteonu w Rzymie	Dachy pokryte ciosanymi płytami kamiennymi

Budynki pasywne

Dobrze zaprojektowany budynek musi spełniać wiele bardzo istotnych warunków, często wykluczających się wzajemnie. Architekt - obok swojej wizji budynku - musi uwzględnić szereg zagadnień, na które składają się wymagania funkcjonalne, techniczne, ekonomiczne, prawne, dopasowanie do kontekstu miejsca itd. Projektowanie wymaga zazwyczaj współpracy wielu osób, które mają wpływ na kształt obiektu. Dlatego proces projektowania jest bardzo skomplikowany oraz wymaga dużo wiedzy i doświadczenia.

Projektanci budynków pasywnych poza wszystkimi powyżej wymienionymi wymaganiami, które są miarą dobrego projektu, muszą wypełnić szereg innych wymogów, związanych z zakładanym wysokim standardem poszanowania energii. Z tego względu ich zadaniem jest położyć nacisk na te czynniki kształtujące architekturę, które mają bezpośredni wpływ na bilans energetyczny obiektu.

Niezaprzeczalnie należy do nich ukształtowanie bryły budynku. Obiekt o możliwie zwartej i prostej formie ma korzystną proporcję przegród zewnętrznych do kubatury, a co za tym idzie mniejsze straty cieplne spowodowane przenikaniem ciepła przez te przegrody.

Niezmiernie istotne jest zorientowanie budynku względem stron świata. Duże powierzchnie przeszkleń winny być grupowane na elewacjach południowych, co gwarantuje, że straty wynikające z przenikania ciepła przez okna bilansowane będą zyskami pochodzącymi od promieniowania słonecznego wpadającego przez okna. Na elewacjach inaczej zorientowanych względem stron świata winno się w miarę możliwości unikać umieszczania okien.

Istotne jest, aby duże przeszklenia zaopatrzone były w różnego rodzaju żaluzje, markizy lub rolety, które w sezonie letnim będą chronić przed przegrzaniem. Funkcję tę z powodzeniem mogą także pełnić wysunięte okapy czy odpowiednio ukształtowane balkony.

W trakcie planowania funkcji budynku winno się brać pod uwagę charakterystykę cieplną pomieszczeń, grupując je w miarę możliwości w taki sposób, aby funkcje higieniczno-sanitarne wymagające największej temperatury zlokalizowane były z dala od przegród zewnętrznych. Ma to na celu unikanie sytuacji, w których doprowadza się do najwyższych różnic temperatur po dwóch stronach przegrody zewnętrznej, co generowałoby stosunkowo najwyższe straty cieplne. Analogicznie najkorzystniejszą lokalizacją dla pomieszczeń gospodarczych, klatek schodowych itp. będzie część północna budynku przy ścianie zewnętrznej. Wymienione pomieszczenia nie potrzebują doświetlenia, co jest zbieżne z założeniem ograniczania przeszkleń w tej części budynku. Ponadto pomieszczenia te, ze względu na wymaganą najniższą temperaturę wśród wszystkich pomieszczeń w budynku, tworzą swego rodzaju strefę bufora cieplnego. Od strony elewacji południowej korzystne jest zlokalizowanie bufora termalnego w postaci ogrodu zimowego. Nie wymaga on ogrzewania jak pomieszczenia mieszkalne, natomiast ze względu na duży procent przeszklenia może być istotnym przekaźnikiem darmowej energii pochodzącej z promieniowania słonecznego.

Bardzo pomocne dla zapewnienia odpowiednich temperatur w budynku pasywnym w ciągu całego roku może okazać się właściwe zaprojektowanie zieleni na działce. Zasadzenie drzew liściastych przed elewacją południową gwarantuje zacienianie w sezonie letnim, kiedy istotna jest ochrona przed wysokimi temperaturami. W okresie zimowym, kiedy rośliny gubią liście, przez niezacieniane okna wpada promieniowanie słoneczne, które stanowi istotne źródło ciepła w bilansie energetycznym budynku. Z kolei od strony północnej budynku korzystniejsza jest zieleń iglasta, która stanowi strefę buforową przed elewacją chroniąc ją w ten sposób przez zimnymi wiatrami mogącymi wychładzać budynek.
Ważne jest, aby na etapie projektowania wziąć pod uwagę wszystkie przytoczone zalecenia. Nic nie stoi jednak na przeszkodzie, aby stosując się do nich nie stworzyć obiektu bardzo nowoczesnego lub mocno osadzonego w tradycji, w zależności od kontekstu architektonicznego i urbanistycznego, funkcji oraz pomysłu architekta i oczekiwań inwestora. Za uniwersalnością idei budownictwa pasywnego może przemawiać fakt, że do chwili obecnej powstało w tej konwencji wiele budynków o mocno zróżnicowanej funkcji takich jak szkoły, przedszkola, obiekty sportowe, administracyjne i biurowe oraz domy mieszkalne jedno i wielorodzinne.

Schemat wykorzystania zieleni liściastej do zacienienia budynku w okresie letnim

Wysunięty okap chroni w lecie okno przed promieniami słonecznymi. Natomiast w okresie zimowym gdy słońce jest nisko jego promienie swobodnie docierają do wnętrza budynku

Dla budynków pasywnych najkorzystniejsze jest zlokalizowanie większości okien na ścianach południowych oraz ograniczanie ich liczby na innych elewacjach. Rozwiązanie takie gwarantuje największe zyski pochodzące od promieniowania słonecznego. W budownictwie pasywnym, okna - z resztą podobnie jak pozostałe przegrody zewnętrzne budynku, muszą charakteryzować się wyjątkowo niskim współczynnikiem przenikania ciepła, co z kolei powoduje konieczność stosowania zaawansowanych technicznie rozwiązań. W budynkach pasywnych stosuje się zarówno stolarkę drewnianą jak i PCV. Rama ze względu na współczynnik przewodzenia ciepła jest obecnie najsłabszym elementem okna. Fakt ten spowodował konieczność opracowania ramy specjalnego typu, zaopatrzonej we wkładkę termiczną ograniczającą straty cieplne.

WWW. Muratorplus.pl

WWW.budynkipasywne.pl

WWW.Fengshui.antylich.pl

Artykuły murator (E. Trusiewicz, K. Traczyński)

Zdięcia „Braas”

17

---