Konieczność oszczędzania energii skłania do budowy domów, których ściany i dach są bardzo dobrze izolowane termicznie. W powszechnym przekonaniu prowadzi to znacznego pogrubienia przegród zewnętrznych oraz zwiększenia całkowitych wydatków na nowy dom. Tymczasem wcale tak być nie musi.
Wynaleziona przez Jerzego Zajdlera nowatorska technologia szkieletu drewnianego ze sprężonym styropianem pozwala na wznoszenie tanich i szybkich w budowie domów o niemal zerowym zapotrzebowaniu na energię. Z tego powodu jest ona idealnym rozwiązaniem dla Autonomicznych Domów Dostępnych.
Ograniczenia tradycyjnej technologii szkieletowej
Od XIX wieku w zachodniej cywilizacji najpopularniejszym sposobem budowania domów jednorodzinnych jest konstrukcja w formie lekkiego szkieletu drewnianego, zwana popularnie kanadyjską. Technologia ta bardzo dobrze dostosowuje się do wzrastających wymagań efektywności energetycznej, znajdujących swój wyraz we wciąż aktualizowanych przepisach budowlanych wielu krajów.
Prekursorem idei budownictwa niskoenergetycznego na bazie lekkiego szkieletu drewnianego jest – powstały w latach 70 ubiegłego wieku – kanadyjski standard R 2000. Do dziś technologia ta z dodatkowymi warstwami materiału izolacyjnego jest najefektywniejszym ekonomicznie sposobem budowy przegród zewnętrznych dla budownictwa „niemal zero energetycznego”, które wg Dyrektywy 31/2010/UE ma być standardem w Unii Europejskiej po 2020 roku.
Niestety konstrukcje te mają istotną wadę. Są nią zmiany objętości najpopularniejszych materiałów izolacyjnych, stosowanych do izolacji szkieletu drewnianego (wełny mineralne i celulozowe). Powodują one pojawienie się z czasem mostków cieplnych w górnych fragmentach przegród budowlanych.
Istota wynalazku
Wynalazek Jerzego Zajdlera polega na sprężeniu styropianowych kształtek pomiędzy ryglami i słupami szkieletowej konstrukcji drewnianej (Fot. 1). Prefabrykaty wykonane w tej technologii zachowują idealną szczelność termiczną i powietrzną w całym cyklu w okresie eksploatacji.
Wielkopowierzchniowe elementy ścian zewnętrznych, połaci dachu i paneli stropowych wykonywane są w warunkach fabrycznych na specjalnie do tego celu opracowanym stole montażowym.
Wymiary prefabrykatów ograniczają jedynie wymagania transportowe. Z tego względu przyjęto jako graniczne wymiary pojedynczych elementów 12 m x 2,8 m.
Charakterystyka nowej technologii
Technologia Zajdlera, która może mieć także zastosowanie przy nadbudowach, zarówno w budownictwie jednorodzinnym, jak i wielorodzinnym, ma szereg zalet.
Niski koszt budowy. Dzięki wykorzystaniu właściwości konstrukcyjnych sprężonego styropianu i wynikającej z tego nadzwyczajnej sztywności prefabrykatów oszczędza się do 40% drewna w stosunku do tradycyjnej technologii kanadyjskiej. Obniża to istotnie koszty budowania domów w tym systemie. Wysoka sztywność konstrukcji powoduje, że nie występuje tutaj zjawisko pękania płyt gipsowo-kartonowych, zdarzające się w domach „kanadyjskich”.
Krótki czas realizacji. Technologię charakteryzuje niska pracochłonność prefabrykacji i szybki montaż na placu budowy. Czteroosobowa brygada jest w stanie w 3 dni robocze wykonać prefabrykowane elementy dla domu o powierzchni około 160 m². Natomiast montaż budynku w stanie surowym realizowany jest bezpośrednio ze środka transportu (Fot. 2) i trwa jeden dzień.
Ekologia i bezpieczeństwo. Warto podkreślić znakomite własności izolacyjne takich przegród. Wykonując zewnętrzną warstwę izolacyjną ze styropianu o λ = 0,033 W/(mK), możemy uzyskać ścianę zewnętrzną o grubości zaledwie 40 cm o rewelacyjnie niskim współczynniku przenikania ciepła U = 0,09 W/(m²K)! Sandwiczowa konstrukcja ścian, dzięki wykonaniu wewnętrznych warstw z płyt g-k i przekładki z wełny mineralnej, zapewnia im bardzo dobre parametry odporności ogniowej.
Niskie koszty i doskonała izolacyjność przegród budowlanych nowej technologii znakomicie ułatwi rozpowszechnienie budownictwa o niemal zerowym zapotrzebowaniu na energię także w krajach mniej zamożnych.
Warto też podkreślić, że domy wzniesione w tej technologii mogą być rozebrane i zmontowane w innym miejscu.
Na każdej działce
Optymalnym sposobem posadowienia budynku w technologii Zajdlera jest betonowa płyta fundamentowa. Lekka konstrukcja i wysoka sztywność bryły budynku pozwala jednak także na posadowienie go na betonowych słupkach.
Rozwiązanie takie, które było już stosowane (zwłaszcza w dawnym budownictwie wiejskim), ma wiele zalet, wśród których jest doskonałe zabezpieczenie domu (podobnie jak płyta fundamentowa) przed migracją radioaktywnego radonu z gruntu do budynku.
* * *
Pierwszy dom w technologii sprężonego szkieletu drewnianego wybudowano pod Warszawą w 2012 roku (Fot. 3-5). Po dwóch latach eksploatacji nie zaobserwowano ani jednego pęknięcia na ścianach i skosach dachu, wykończonych od wewnątrz płytami gipsowo-kartonowymi.
Autor: Ludomir Duda
