Techniczne możliwości mieszkaniowego budownictwa uprzemysłowionego

Według obowiązujących wymagań normowych budynki wielkopłytowe powinny spełniać kryterium projektowego okresu użytkowania 50 lat, który nie jest równoważny z tzw. okresem życia. Wieloletnie obserwacje i działania diagnostyczne prowadzone przez środowiska inżynierskie pozwoliły na dostrzeżenie wielu nieprawidłowości w obszarze budownictwa uprzemysłowionego minionych lat, zaistniałych w różnych fazach procesów inwestycyjnych i niewątpliwie obniżających poziom niezawodności budowli, przede wszystkim ich walorów funkcjonalnych i użytkowych.

Budynki wielkopłytowe powinny obecnie podlegać okresowym przeglądom i kompleksowym ocenom stanu technicznego [1] - w zależności od wieku, nasycenia negatywnych oddziaływań w okresie eksploatacji i stopnia degradacji podstawowych elementów wykończeniowych i konstrukcyjnych. W działaniach tych pojawia się jednak problem braku dostatecznej wiedzy o stanie tej grupy budynków, wynikający często z trudności technicznych w ocenach diagnostycznych i rozproszenia katalogowej dokumentacji technicznej.

Współczesne wymagania stawiane budynkom w zakresie ich energooszczędności i parametrów izolacyjności cieplnej są znacznie bardziej restrykcyjne niż w okresie wznoszenia budynków wielkopłytowych, również z uwagi na dyrektywy unijne ograniczenia emisji CO₂ do atmosfery. Obecnie w ramach remontów bieżących część zarządców i właścicieli nieruchomości przeprowadza ponowne docieplenia budynków już wcześniej poddanych termomodernizacji, niewystarczającej jednak z uwagi na współcześnie stawiane wymagania.

W działaniach tych spotkać można również problemy natury technicznej. Nowe warstwy izolacyjne dodatkowo dociążają wieszaki betonowej warstwy fakturowej. W systemowych ścianach trójwarstwowych w skrajnych przypadkach nośność łączników może okazać się niewystarczająca (FOT. 1 i FOT. 2) i konieczne stanie się ich dodatkowe wzmocnienie.

Wskazane jest więc podjęcie dyskusji, aby również i w Polsce, wzorem państw Europy Zachodniej, akcja modernizacji budownictwa wielkopłytowego przyjęła formę kompleksowych programów centralnych w ramach określonych priorytetów i możliwości finansowych. Dotychczas jedynym działaniem w kraju był projekt termomodernizacji "wielkiej płyty" objęty rządowym patronatem wspierania inwestycji energooszczędnych i wkomponowanym w mechanizm gospodarki rynkowej.

Ocena stanu technicznego

Dokonując obecnie oceny stanu technicznego i bezpieczeństwa konstrukcji użytkowanych budynków wielkopłytowych, należy stwierdzić, czy obiekt spełnia wymagania formalne sformułowane w obowiązujących dzisiaj przepisach [1] oraz czy aktualny stan techniczny budynku nie odbiega zasadniczo od przyjętych rozwiązań projektowych. Szczególnym problemem z zakresu bezpieczeństwa konstrukcji budynków wielkopłytowych są trójwarstwowe prefabrykaty ścian zewnętrznych [2], [3].

Ocena stanu technicznego tych ścian była już wielokrotnie dokonywana. Z prowadzonych badań i dyskusji środowiskowych wynikają obecnie wątpliwości, czy ściany przed dodatkową termomodernizacją powinny podlegać obligatoryjnym działaniom eksperckim czy wręcz obowiązkowemu wzmocnieniu połączenia warstw ściennych i izolacyjnych dodatkowymi kotwami - FOT. 3, FOT. 4 i FOT. 5.

Specyfikacje techniczne w okresie wznoszenia "wielkiej płyty" wymagały stosowania wieszaków ze stali odpornych na korozję lub stali zwykłych węglowych z naddatkami na korozję (system OWT), czasowo również dopuszczano stale zwykłe węglowe z powłokami cynkowymi lub aluminiowymi. Dotychczas przeprowadzone w skali mikro badania in situ [3] wykazały, że na wieszaki stosowano stale zwykłe gatunków St0, St0SX, St0SY, stale odporne na korozję, stale chromowe (bez dodatków niklu) oraz stale gatunku H13N4G9.

Stale węglowe zwykłej jakości w warunkach eksploatacji budynków ulegają korozji powierzchniowej w warstwie izolacji, a obserwowany postęp korozji jest zwykle nieznaczny. Szczegółowe badania stanu łączników ścian trójwarstwowych wykonane w ITB pozwoliły zauważyć, że głównym problemem w budownictwie wielkopłytowym był brak stali nierdzewnej właściwej jakości do wykonania połączeń ścian (wieszaków i szpilek).

Wykonane dotychczas badania w budynkach wielkopłytowych ujawniły pęknięcia wieszaków ze stali H13N4G9 (również kruche w wyniku korozji międzykrystalicznej) występujące w całym przekroju w miejscach zagięć i prostopadłe do osi prętów. Zastosowanie w łącznikach oszczędnościowej (przy zmniejszonej zawartości niklu do 4% i wprowadzeniu dodatku manganu) stali gatunku H13N4G9, przy nieprawidłowych procesach jej produkcji (brak odpuszczania i trawienia) i pomimo zachowania proporcji składu chemicznego, nie gwarantowało spełnienia wymagań w zakresie trwałości i wytrzymałości połączenia.

Podczas dotychczasowych badań ścian trójwarstwowych dostrzeżono dodatkowo zawyżenie (w stosunku do projektu) grubości betonu warstwy fakturowej przy zaniżonej grubości wełny mineralnej oraz nieprawidłowe położenie i zakotwienie wieszaków.

W ocenie izolacyjności cieplnej przegród budynków wielkopłytowych stwierdzono pogorszenia ich izolacyjności cieplnej z uwagi na stosowanie betonów o zwiększonej gęstości oraz różne wady wykonania lub uszkodzenia warstwy izolacji cieplnej.

Miejscami o najniższej izolacyjności były połączenia ścian szczytowych i podłużnych ze stropem nad piwnicą, złącza pionowe ścian ze ścianami logii, złącze pionowe ścian szczytowych z podłużnymi, gdzie nie stosowano izolacji cieplnej lub montowano wkładki styropianowe o grubości zaledwie 2 cm. W pomieszczeniach, w których intensywność wentylacji nie jest dostosowywana przez lokatorów do emisji wilgoci, prowadzi to na ogół do występowania powierzchniowej kondensacji powierzchniowej pary wodnej oraz rozwoju zagrzybienia.

Dokonując oceny technicznej konstrukcji budynku wielkopłytowego, zaobserwowano dotychczas występowanie zarysowań elementów i ich wzajemnych połączeń, które mogą mieć następujący charakter [2], [3]:

• rysy powierzchniowe: w złączach między prefabrykatami ściennymi i/lub stropowymi o szerokości rozwarcia poniżej 1,0 mm (ich obecność na ogół nie ma związku z bezpieczeństwem konstrukcji),
• rysy lokalne: w złączach prefabrykatów ściennych, a także w samych prefabrykatach, przechodzące przez całą szerokość złącza, ale ograniczone zasięgiem do jednej kondygnacji, szerokość rozwarcia do 3,0 mm (ocena skutków zjawiska powinna być dokonana przez rzeczoznawcę budowlanego),
• rysy strukturalne: w złączach lub prefabrykatach ściennych, sięgające przez całą grubość ściany, przechodzące z kondygnacji na kondygnacje i łączące się z rysami poziomymi w ścianie pod stropem o szerokości rozwarcia większej od 3,0 mm (występowanie takich rys w budynku wymaga podjęcia natychmiastowych środków zaradczych zapewniających bezpieczeństwo konstrukcji).

Przy ocenie stanu technicznego konstrukcji budynków jednym z elementów działań diagnostycznych [4] jest sprawdzenie zabezpieczenia konstrukcji przed skutkami oddziaływań wyjątkowych (np. uderzeniami, wybuchami gazowymi, aktami terrorystycznymi lub lokalizacją na terenach szkód górniczych). W takich sytuacjach niezbędne jest zapewnienie konstrukcji minimum bezpieczeństwa i stabilizacja nawet w przypadku zaistnienia lokalnych uszkodzeń i znaczących deformacji ustroju.

Ochrona przed hałasem i drganiami budynków wielkopłytowych polega na ocenie istniejących lub wprowadzeniu dodatkowych rozwiązań zabezpieczających przed [2]:

• przenikaniem do budynku hałasów zewnętrznych (np. komunikacyjnych),
• występowaniem hałasów pochodzących od źródeł wewnętrznych stanowiących techniczne wyposażenie budynku,
• rozprzestrzenianiem się hałasów bytowych związanych z użytkowaniem budynku zgodnie z jego przeznaczeniem,
• drganiami pochodzącymi od źródeł zewnętrznych (np. od tras komunikacyjnych) i wewnętrznych (np. od wyposażenia technicznego budynku) stwarzających dyskomfort dla użytkowników budynku.

Podany zakres ochrony akustycznej uwzględniony jest w przepisach budowlanych poprzez określenie wymagań odnośnie parametrów akustycznych budynku. Wymagania te są niezależne od konstrukcji budynku, wynikają bowiem z potrzeb użytkowników budynku. Stopień uzyskanej ochrony akustycznej zależy natomiast od układów funkcjonalnych budynku, zastosowanych rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych i instalacyjnych, od usytuowania budynku w stosunku do źródeł hałasów zewnętrznych, a także w znacznym stopniu od jakości zastosowanych wyrobów budowlanych i instalacyjnych oraz jakości wykonawstwa całego obiektu.

Zużycie techniczne i trwałość

Budynki wielkopłytowe zrealizowane w latach 1960-1990 charakteryzują się niskim komfortem funkcjonalno-użytkowym mieszkań, nadmierną przewodnością cieplną przegród zewnętrznych, niedostatecznym stanem instalacji i urządzeń budowlanych oraz niską estetyką elewacji. Dalsze użytkowanie budynków z wielkiej płyty wiąże się z potrzebą przeprowadzenia oceny stanu technicznego i badań ich przydatności do użytkowania, z uwzględnieniem wielkości ponoszonych kosztów na prace konserwacyjne i naprawy bieżące.

Stan techniczny i wartość użytkowa budynków wielkopłytowych są ściśle uzależnione od ich zużycia technicznego, funkcjonalnego i środowiskowego [2], [5]. Zużycie techniczne (FOT. na górze i FOT. 7) wynika z wieku obiektu budowlanego, trwałości zastosowanych materiałów oraz elementów konstrukcyjnych i wykończeniowych, jakości wykonawstwa budowlanego, rozwiązań projektowych oraz prowadzonej gospodarki remontowej. Zużycie techniczne określa się procentowo (%) przy użyciu tzw. stopnia zużycia technicznego, który określa stan rzeczywisty obiektu i występujących w nim urządzeń.

Zużycie funkcjonalne wynika z porównania rozwiązań funkcjonalnych (normatywu projektowego), wyposażenia w urządzenia budowlane i sposobu wykończenia budynków wielkopłytowych do aktualnych przepisów techniczno-budowlanych oraz współczesnych wymagań i potrzeb preferowanych (tzw. ocena nowoczesności). Stopień zużycia funkcjonalnego określa się na podstawie oceny uwzględniającej m.in.: postęp technologiczny w budownictwie, brak możliwości dostosowania budynku do aktualnych potrzeb oraz zmiany w preferencjach społecznych i finansowych.

Stopień zużycia funkcjonalnego określa się w procentach (%) z uwagi na konieczne nakłady inwestycyjne, które należy ponieść na przystosowanie obiektu do nowej funkcji użytkowej, względnie do unowocześnienia wyposażenia technicznego w urządzenia budowlane.

Zużycie środowiskowe ma wpływ na warunki sanitarno-higieniczne oraz zdrowie użytkowników obiektu. Zużycie środowiska może występować w obiektach lub w ich otoczeniu i dotyczyć pogorszenia warunków bytowych lub zagrożenia dla higieny i zdrowia użytkowników (np. zawilgocenie, zagrzybienie), pogorszenia stosunków sąsiedzkich lub ogólnoludzkich, zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego, hałasu komunikacyjnego, drgań wywołanych przez pojazdy kołowe, oddziaływania zakładów przemysłowych, wpływu eksploatacji górniczej.

Stopień zużycia środowiskowego określa się w procentach (%) z uwagi na konieczność poniesienia nakładów inwestycyjnych, które należy ponieść dla spełnienia warunków podstawowych.

Dynamika procesów destrukcyjnych elementów konstrukcyjnych budynków zależy w znacznym stopniu od warunków ich eksploatacji. Zasadniczy wpływ na trwałość obiektów mają oddziaływania atmosferyczne w tym: opady, temperatura i jej wahania, zamarzanie i odmrażanie, oddziaływanie skroplonej pary, gazów i pyłów agresywnych [3].

Najbardziej narażone na wpływ tych czynników są elementy zewnętrzne budynków, tj. ściany elewacyjne, balkony, loggie, pokrycia dachowe oraz systemy odwodnień dachów i ścian; czynniki atmosferyczne mogą przenikać do wnętrza struktury elementów, np. przez nieprawidłowo ukształtowane złącza lub ich uszkodzenia. Niszczenie elementów następuje w wyniku łącznego działania czynników chemicznych i fizycznych, a szybkość degradacji zależy od rodzaju zastosowanych materiałów, ich jakości, staranności wykonania i możliwości zawilgacania. Dla istniejącego budynku, z określonym poziomem wad, szybkość degradacji jest zależna od ograniczenia dostępu wody do elementów konstrukcji, dlatego ważna jest sprawność systemu odwodnienia, dobra izolacja płyt balkonów i loggii, szczelność styków między płytami.

W budynkach wielkopłytowych (również innych) fundamenty i ściany piwnic są narażone na działanie wód gruntowych i gruntów, powinny więc być skutecznie izolowane od tego oddziaływania, gdyż nawet wody o niskiej agresywności mogą powodują poważną destrukcję betonu. Doświadczenia wskazują, że izolacje przeciwwilgociowe ścian piwnicznych w budynkach wiekowych są nierzadko w niedostatecznym stanie technicznym. Sytuacja taka może generować uszkodzenia również i innych, naziemnych części budynków. Istotnym elementem destrukcji ścian powyżej poziomu terenu jest oddziaływanie chlorków pochodzących od środków odladzających, szczególnie w obszarach bezpośredniego sąsiedztwa ciągów komunikacyjnych [3].

Wewnątrz budynków temperatura i wilgotność są na ogół na stałym poziomie i nie obserwuje się rozwoju korozji w tych warunkach. Problemy występują w przypadkach, gdy ściany zewnętrzne w pewnych strefach przemarzają lub są zawilgocone, wówczas wewnątrz budynku mogą wystąpić niekorzystne zjawiska. Znaczną część budynków wzniesionych w konstrukcjach wielkopłytowych docieplono, co spowodowało poprawę warunków cieplno-wilgotnościowych w pomieszczeniach oraz wyeliminowano zawilgocenie wodami opadowymi ścian od zewnątrz.

Ocena trwałości budynków, ze względu na konieczność uwzględnienia korelacji wielu czynników agresywnych, stanowi złożone i trudne zagadnienie. Dotychczasowe doświadczenia z awarii i katastrof (wybuchów gazu i destrukcji części ścian) wskazują, że konstrukcje budynków wielkopłytowych, z uwagi na okres użytkowania, zostały zaprojektowano w sposób prawidłowy. Istotnym problemem dla oceny trwałości mogą być szczegóły niewłaściwego wykonania prefabrykatów oraz montażu, który w okresie wznoszenia "wielkiej płyty" znacząco odbiegał od zasad zapewnienia jakości podczas realizacji robót budowlanych.

Wieloletnie doświadczenia wskazują, że trwałość budynków określoną jako zdolność budynku do spełniania wymaganych funkcji przez określony czas w warunkach oddziaływania czynników środowiskowych można ocenić na co najmniej 100 lat, z zastrzeżeniem dla tych elementów, w których dostrzec można efekty błędów produkcji prefabrykatów, ich montażu, stosowania niewłaściwych materiałów oraz zaniedbań konserwacyjnych i naprawczych (podczas remontów bieżących i kapitalnych).

Ocena bezpieczeństwa

Podstawowym elementem oceny jest stan techniczny ścian zewnętrznych, w szczególności możliwość powstania zagrożenia wynikającego z konstrukcji połączenia warstw fakturowych ścian trójwarstwowych (FOT. 8).

Dotychczasowe doświadczenie pozwalają twierdzić, że stan ten może być niedostateczne z uwagi na występowanie nieprawidłowych łączników stalowych i nadmierne obciążenia (również termiczne) [3].

Brak dostatecznej wiedzy dotyczącej skali stosowanych wieszaków ze stali H13N4G9, lokalizacji i efektywności kotwienia wieszaków oraz zakresu stosowanych wzmocnień połączenia warstw ściennych, wpływa zasadniczo na decyzję projektanta dociepleń, który musi ocenić stan łączników i podjąć decyzję o dodatkowym wzmocnieniu.

Oprócz stanu wieszaków rzeczoznawca powinien uwzględnić jakość wykonania płyt ściennych, występowanie korków betonowych przy wieszakach itp.

Dotychczasowa analiza statystyczna awarii i katastrof budowlanych wskazuje również, że w obszarze budownictwa uprzemysłowionego zagrożenie utraty nośności i/lub stateczności elementów ustroju konstrukcyjnego praktycznie nie występuje. Zważywszy jednak na losowy charakter wadliwości elementów, montażu itp. oraz postępujący proces starzenia zagadnienie bezpieczeństwa powinno być priorytetem działalności inżynierskiej w skali krajowej.

Obserwacje zaistniałych zdarzeń pozwalają również twierdzić, że zagrożenie w mieszkalnych budynkach wielkopłytowych może wynikać z awarii instalacji gazowych, elektrycznych i in.

Kierunki i możliwości techniczne modernizacji

Specyfika konstrukcji budynków wielkopłytowych po niemal 50 latach eksploatacji wymaga niejednokrotnie podjęcia prac remontowych oraz modernizacyjnych w celu wyeliminowania ryzyka powstania zagrożenia z uwagi na wady wykonawcze i materiałowe czy też poprzez wdrażanie restrykcyjnych przepisów i warunków technicznych, np. w odniesieniu do standardów energetycznych i ochrony cieplnej.

Modernizacja budownictwa wielkopłytowego wydaje się natomiast konieczna z uwagi na oczekiwania poprawy parametrów funkcjonalno-użytkowych w dostosowaniu do aktualnych standardów (wielkość pomieszczeń, oświetlenie naturalne, wentylacja i in.) oraz barier życiowych i komunikacyjnych dla osób niepełnosprawnych i poruszające się na wózkach inwalidzkich.

Realizacja powyższego wymaga racjonalnych działań władz centralnych i samorządowych, organów samorządu zawodowego architektów i inżynierów budownictwa, jednostek naukowo-badawczych i rzeczoznawców budowlanych, przez opracowanie procedur diagnostyki i oceny stanu technicznego budownictwa wielkopłytowego ze wskazaniem działań w celu zapewnienia niezawodności stanu techniczno-użytkowego oraz typowych projektów naprawy i ewentualnych wzmocnień elementów budynków wielkopłytowych.

Modernizacja budynków wielkopłytowych z uwagi na współczesne wymagania powinna bezwzględnie obejmować:

• termomodernizację budynków wielkopłytowych, dotychczas nieocieplonych, których montaż został zakończony do 31 grudnia 1981 r., oraz budynków realizowanych do końca lat 90. XX w., dostosowanych do wymagań i warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki, oraz metodyki obliczania charakterystyki energetycznej budynku,
• demontaż elewacji z płyt azbestowo-cementowych na istniejących budynkach i wyrobów zawierających azbest (balustrady, ścianki loggii, przewody kominowe) z opracowaniem zasad utylizacji szkodliwych substancji, zgodnie z "Programem usuwania azbestu i wyrobów zawierających azbest stosowanych na terytorium Polski do 2032 r.", przyjętym przez Radę Ministrów 14 maja 2002 r.,
• wymianę stolarki okiennej w mieszkaniach i na klatach schodowych na energooszczędną w budynkach objętych termomodernizacją po 2014 r. oraz skorodowanych przewodów instalacji wodno-kanalizacyjnej, gazowej i grzewczej z dostosowaniem ich do aktualnych przepisów techniczno-budowlanych,
• dostosowanie systemu ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej przez racjonalne wykorzystanie, odnawialnych źródeł energii w zaopatrzeniu w ciepło,
• wymianę w budynkach (mieszkaniach i na klatach schodowych) aluminiowej instalacji elektrycznej,
• rezygnację z gazu w użytkowanych budynkach wysokich i wysokościowych i przejście na zasilanie elektryczne trójfazowe urządzeń kuchennych i podgrzewaczy elektrycznych ciepłej wody użytkowej,
• unowocześnienie wentylacji naturalnej grawitacyjnej i mechanicznej (nawiewno-wywiewnej) po termomodernizacji budynków w dostosowaniu do wymagań i warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki.

Z uwagi na oczekiwania społeczne, ale i również wymagania funkcjonalno-użytkowe kierunki działań modernizacyjnych w obszarze budownictwa wielkopłytowego mogą również uwzględniać poniższe aspekty:

• nadbudowy dodatkowych kondygnacji,
• zmiany kształtu dachów pozwalających na powstawanie powierzchni mieszkalnych na poddaszach lub utworzenie drugiego poziomu mieszkań dwupoziomowych,
• przebudowy wejść do budynków i klatek schodowych dostosowujących je do potrzeb osób niepełnosprawnych,
• przekształcenie struktury mieszkań poprzez łączenie zbyt małych mieszkań lub poprawę funkcjonalności mieszkań [6],
• przebudowę układów komunikacyjnych budynków poprzez likwidację układów korytarzowych lub zwiększenie liczby klatek i wind,
• budowę dodatkowych wind w budynkach pięciokondygnacyjnych,
• przebudowę budynków poprzez korektę wielkości budynków oraz/lub dobudowę nowych lub fragmentów lub częściowe wyburzenie lub przekształcenia elewacji (FOT. 9 i FOT. 10),
• dodatkowe wprowadzenie niższej zabudowy mieszkaniowo-usługowej.

Planując modernizację budynków wielkopłytowych, należy brać pod uwagę fakt, że stan gospodarki krajowej, stosunki własnościowe zasobów budownictwa i wielkie niezaspokojone potrzeby mieszkaniowe stwarzają poważne bariery aktywności wobec "wielkiej płyty" i w najbliższej przyszłości nie należy się liczyć z masowymi rozbiórkami budynków czy zespołów osiedlowych.

Na pewno zasobność mieszkańców nie będzie również w najbliższym czasie sprzyjać modernizacji budynków. Natomiast bieżące remonty nie załatwią poprawy jakości budynków wielkopłytowych, z uwagi na stan techniczny, do jakiego dopuszczono w latach ubiegłych oraz nie poprawią rozwiązań funkcjonalno-użytkowych.

Modernizacje w skali jednego mieszkania nie rozwiążą wielu problemów technicznych, dlatego minimalna skala modernizacji technicznej to cały budynek. Oczywiście jeden budynek na osiedlu nie rozwiązuje problemów społecznych mieszkańców całego osiedla - ideałem byłyby pełne programy rewitalizacyjne obejmujące zabudowę osiedla.

Modernizację budynków wielkopłytowych (w różnym stopniu) podjęto przed laty w krajach europejskich pomimo stwierdzeń o wystarczającym poziomie bezpieczeństwa konstrukcji. W Polsce, poza systemem dofinansowania dociepleń budynków, nie powstał żaden kompleksowy program modernizacji budownictwa wielkopłytowego.

Zwiększanie izolacyjności termicznej ścian zewnętrznych nie wywołuje istotnych zmian w konstrukcji nośnej budynków, poza niewielkim dociążeniem połączenia warstw ścian zewnętrznych (konieczność wzmocnienia za pomocą dodatkowych łączników stalowych). Zastosowane wzmocnienia połączeń są również celowe z powodu domniemanego zastosowania w procesie produkcji prefabrykatów, łączników z niewłaściwego gatunku stali, błędów w rozmieszczeniu i średnicach łączników. Uwzględnić należy również możliwość dodatkowego obciążenia ścian kolektorami słonecznymi lub innymi urządzeniami montowanymi w przyszłości.

Zmiany układów funkcjonalnych mieszkań w ich obrysie lub łączenie mieszkań w poziomie wymagają wprowadzania nowych otworów w ścianach nośnych. Ograniczeniem wykonania takich otworów jest zachowanie bezpieczeństwa, gdyż może to powodować koncentrację naprężeń i zmianę ich rozkładu.

Wprowadzanie zmian funkcji użytkowych w parterze (zamiana mieszkań na pomieszczenia usługowe) z reguły wymaga wykonania dodatkowych otworów o szerokości powyżej 1,0 m, co powoduje duży wzrost naprężeń, a w konsekwencji konieczność wykonania dodatkowych obliczeń, w tym sprawdzenie sztywności przestrzennej oraz wykonania w ścianach nośnych odpowiednich wzmocnień.

W przypadku, gdy przewiduje się dużą liczbę dodatkowych otworów, poza drzwiowymi, wynikającymi z modernizacji wentylacji czy zastosowaniem klimatyzacji, poza sprawdzeniem nośności na obciążenia pionowe, należy dokonać analizy spełnienia wymagań z zakresu sztywności przestrzennej budynku.

W projektowaniu nowych otworów w ścianach konstrukcyjnych szczególny sens ma uwzględnienie współpracy przestrzennej ścian poprzecznych i podłużnych.

Przy modernizacji budynków wielkopłytowych można liczyć się z potrzebą poszerzenia lub podwyższenia istniejących otworów [6]. W przypadku takich zmian konieczne jest wykonanie obliczeń konstrukcyjnych dla nowego układu, np. gdy podwyższenie otworu powoduje wycięcie prętów zbrojeniowych z dolnej strefy nadproża. Dodatkowe otwory w stropach budynków wielkopłytowych można wykonywać analogicznie jak w innych stropach żelbetowych, uwzględniając przy tym położenie i wielkość otworów oraz rodzaj stropu (prefabrykaty wielkopłytowe, płyty kanałowe).

Częstym rozwiązaniem stosowanym przy modernizacji budynków wielkopłytowych jest ich nadbudowa, co zazwyczaj wiąże się z koniecznością wprowadzenia zmian w najwyższej istniejącej kondygnacji i wymaga obliczeń sprawdzających czy ściany nośne i fundamenty bezpiecznie przeniosą dodatkowe obciążenia [2].

Istnieją też możliwości uzyskania dodatkowych powierzchni mieszkalnych poprzez zmiany kształtu dachu i wykorzystanie poddasza. Wstępnie można przyjąć, że w istniejących budynkach, wykonanych w powszechnie stosowanych systemach, nadbudowa dodatkowej kondygnacji czy wykorzystanie poddaszy na cele mieszkalne nie będzie powodować zagrożenia bezpieczeństwa konstrukcji. W tych przypadkach konieczne jest, z uwagi na możliwość wystąpienia zmiany obciążeń, sprawdzenie nośności istniejącego stropu nad ostatnią kondygnacją. Zawsze racjonalnym rozwiązaniem będzie zastosowanie lekkich materiałów pozwalających na maksymalne zmniejszenie dodatkowego obciążenia na istniejącą konstrukcję.

Dobudowa dodatkowej kondygnacji oraz wykorzystanie poddasza na mieszkania może wymagać zainstalowania dźwigu osobowego, w przypadku, gdy różnica poziomów posadzek pomiędzy pierwszą a najwyższą kondygnacją nadziemną przekracza 9,5 m. Drugim istotnym powodem modernizacji dźwigów osobowych jest potrzeba dostosowania ich do potrzeb osób niepełnosprawnych, gdyż obecnie stosowane nie spełniają warunków minimalnej powierzchni kabiny. Jedną z możliwości technicznych jest przebudowa szybu dźwigowego i likwidacja przylegającego zsypu śmieciowego.

Jednakże wbudowanie dźwigu osobowego w budynek lub powiększenie jego powierzchni będzie się wiązało z poważnymi zmianami w konstrukcji budynku i może powodować konieczność wzmocnienia niektórych elementów konstrukcji. Dobudowa dźwigu do budynku nie będzie miała wpływu na konstrukcję nośną, ale będzie wymagać wykonania połączenia z budynkiem w sposób zapewniający nieprzenoszenie się drgań przekraczających wartości dopuszczalne, określone w wymaganiach normowych.

Postulaty urozmaicenia monotonnych elewacji budynków wielkopłytowych wiążą się często z propozycjami wykonania dodatkowych balkonów czy loggii oraz zmian istniejących balustrad. Zmiana starych balustrad ażurowych czy płytowych na nowe ażurowe nie stanowi problemu technicznego. W przypadku dodatkowych balkonów praktycznie, z przyczyn konstrukcyjnych, mogą to być balkony dostawiane (podpierane), złożone z płyt podestowych i pionowych elementów wsporczych w postaci słupów lub elementów pasmowych, a nie balkonów wspornikowych [4].

Z uwagi na konieczność zmniejszenia strat ciepła i części związanych z nimi kosztów eksploatacyjnych wiele budynków wielkopłytowych zmodernizowano w ostatnich latach, stosując, w różnym zakresie i kolejności, docieplenia przegród, wymianę okien i drzwi oraz wymianę lub usprawnienia instalacji grzewczych. Jednocześnie zmianom uległy zachowania użytkowników prowadzące do mniejszego wykorzystania energii, nawet kosztem komfortu cieplnego i jakości powietrza w pomieszczeniach. Stopniowo zaostrzające się wymagania w zakresie izolacyjności cieplnej przegród wymuszają stosowanie dociepleń przegród o coraz większym oporze cieplnym.

Podsumowanie

Wieloletnie obserwacje zachowania się budynków z prefabrykowanych żelbetowych elementów wielkowymiarowych, poddanych nawet obciążeniom wyjątkowym wskazują, że nie następuje ich destrukcja w takim stopniu, aby stanowiła czynnik inicjujący powstanie zagrożenia bezpieczeństwu użytkowania tego typu budynków. Konstrukcje użytkowanych obecnie budynków wielkopłytowych spełniają również współczesne wymagania bezpieczeństwa.

Obecnie nie ma wystarczającego uzasadnienie merytorycznego, również możliwości finansowych, by podejmować działania zmierzające do masowej rozbiórki obecnie użytkowanych budynków wykonanych w technologii wielkopłytowej. Bezwzględnie należy jednak opracować (w sposób instytucjonalny):

• szczegółowe procedury diagnostyczne i metody monitoringu stanu technicznego użytkowanych budynków (z uwagi na zawodność lub niewielką wiarygodność metod dotychczas stosowanych),
• metody oceny stanu technicznego konstrukcji wskazujące stopień zużycia technicznego i poziom niezawodności ustroju konstrukcyjnego (ocena bezpieczeństwa),
• technicznie możliwe rozwiązania konstrukcyjne umożliwiające modernizację budynków, służące poprawie warunków funkcjonalno-użytkowych.

Na szczególną uwagę zasługuje sprawa modernizacji ścian zewnętrznych, zarówno z uwagi na potrzebę zmniejszenia energochłonności budynków, jak i dlatego, że ściany te są elementem najbardziej wrażliwym na możliwość wystąpienia awarii. Odrębnie należy traktować ocenę stanu technicznego wszystkich instalacji budynku, dźwigów oraz okien. Te elementy budynku z reguły nie odpowiadają współczesnym wymaganiom, obecny ich stan techniczny jest niedostateczny i nie do zaakceptowania.

Modernizacja budynków wielkopłytowych przez zwiększenie izolacyjności cieplnej przegród umożliwia ograniczenie strat ciepła i części związanych z nimi kosztów eksploatacyjnych. Dodatkowo pozytywnie wpływa na stan cieplno-wilgotnościowy przegród, a przez to na ich trwałość oraz komfort cieplny i jakość środowiska w pomieszczeniach.

Jednak nowe wymagania izolacyjności cieplnej przegród w odniesieniu do budynków poddawanych przebudowie wymuszają stosowanie nowych złożonych systemów izolacji cieplnej ścian zewnętrznych o znacznie większym oporze cieplnym niż dotychczas, co w przypadku wykorzystania tradycyjnych materiałów do izolacji cieplnej oznacza konieczność zwiększenia grubości warstwy docieplającej.

Każda renowacja obiektów wielkopłytowych musi być poprzedzona kompleksową analizą stanu technicznego konstrukcji i oceną możliwości zmian funkcjonalnych w takich budynkach. Analiza stanu konstrukcji jest niezbędnym elementem planowanych działań związanych z renowacją i powinna być wykonywana na podstawie dokumentacji budynku przez specjalistów z odpowiednimi uprawnieniami. Nie należy wykluczać konieczności rozbiórki budynków, których renowacja jest nieopłacalna.

Po ocenie pozytywnej stanu konstrukcji należy zaplanować zakres modernizacji technicznej, którą powinny poprzedzić badania in situ na obiekcie w zakresie praktycznie wszystkich wymagań podstawowych, które powinni prowadzić i wspomagać specjaliści z różnych dziedzin budownictwa. Na podstawie kompleksowej oceny stanu budynku i możliwości wyeliminowania wszystkich zagrożeń powinien powstać projekt uwzględniający cały zakres niezbędnych prac. Do realizacji renowacji należy stosować sprawdzone rozwiązania i wyroby wprowadzone do obrotu zgodnie z przepisami prawa.

Zdaniem ITB (na podstawie dotychczas przeprowadzonych badań) stosowane rozwiązania materiałowe łączników ścian trójwarstwowych nie gwarantują zapewnienia trwałości połączeń przez następne kilkadziesiąt lat eksploatacji budynku - dlatego wymagają one dodatkowego wzmocnienia.

Artykuł był referowany na 62. Konferencji Naukowej KILIW PAN oraz KN PZTIB – Krynica 2016

Literatura

1. Ustawa z dnia 17 lipca 1994 r. - Prawo budowlane (DzU z 2006 r., nr 156, poz. 1118).
2. L. Runkiewicz i in., "Diagnostyka i modernizacja budynków wielko płytowych", "Przegląd budowlany" nr 85/2014 cz. 1-2.
3. M. Wójtowicz, "Trwałość budynków wielkopłytowych w świetle badań", XIII Konferencja naukowo-techniczna Warsztat pracy rzeczoznawcy budowlanego, Cedzyna 2014.
4. J. Szulc, "Współczesne procedury diagnostyczne i kierunki modernizacji budownictwa wielkopłytowego", III Ogólnopolska Konferencja: Problemy techniczno-prawne utrzymania obiektów budowlanych, GUNB Warszawa 2016.
5. Z. Dzierżewicz, W. Starosolski, "Budownictwo wielkopłytowe realizowane w Polsce w latach 1970–1990, charakterystyka materiałowo-konstrukcyjna, ocena trwałości konstrukcji oraz przystosowanie do współczesnych wymagań i potrzeb", konferencja pt. "Dostosowanie wielkopłytowego budownictwa mieszkaniowego do współczesnych wymagań i potrzeb", Katowice 2014.
6. A. Cholewicki, T. Chyży, J. Szulc, "Nowe otwory w ścianach konstrukcyjnych budynków wielkopłytowych", ITB, Warszawa 2003.
7. A. Podhorecki i in., "Problematyka dotycząca rewitalizacji budynków wielkopłytowych", Ogólnopolska konferencja "Problemy techniczno-prawne utrzymania obiektów budowlanych", GUNB Warszawa 2012.
8. J. Dębowski, "Cała prawda o budynkach wielkopłytowych", "Przegląd Budowlany", nr 9/2012.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!