Jože KOŽAR
RAZVOJ LESENE MODULARNE BIVALNE ENOTE
DIPLOMSKO DELO
Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja
Ljubljana, 2022
BIOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA LESARSTVO
Jože KOŽAR
RAZVOJ LESENE MODULARNE BIVALNE ENOTE
DIPLOMSKO DELO
Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja
DEVELOPMENT OF A WOODEN MODULAR LIVING UNIT
B. SC. THESIS
Professional Study Programmes
Ljubljana, 2022
Komisija za oceno in zagovor:
Predsednik:
Član:
Član:
Datum zagovora:
Jože Kožar
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA
ŠD Dv1
DK UDK 728.7(043.2)
KG lesena gradnja, razvoj, modularna bivalna enota, konstruiranje AV KOŽAR, Jože
SA KITEK KUZMAN, Manja (mentor)/ŠERNEK, Milan (recenzent) KZ SI-1000 Ljubljana, Rožna dolina c. VIII/34
ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Visokošolski študijski program 1. stopnje Lesarsko inženirstvo
LI 2022
IN RAZVOJ LESENE MODULARNE BIVALNE ENOTE TD Diplomsko delo (Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja) OP VII, 40 str., 57 sl., 4 pril., 19 vir.
IJ sl JI sl/en
AI Pri načrtovanju lesenih montažnih in skeletnih hiš se danes uporablja sodobna programska oprema, ki omogoča neposredno proizvodnjo na osnovi modela.
Prikazali smo proces razvoja in konstruiranje lesene modularne bivalne enote podjetja Riko hiše d.o.o.; od arhitekturne zasnove, izdelave konstrukcijske dokumentacije, izrisa spojev elementov, pridobivanja vseh dokumentov, potrebnih za gradnjo, izdelavo elementov in postavitev lesene modularne bivalne enote.
Predstavljena je izbira gradbenih materialov, ki so uporabljeni za izdelavo modularne enote. Konstrukcija je izrisana z računalniškim programom HSBCad za načrtovanje lesenih konstrukcij v montažni gradnji, ki nudi z raznolikimi CAD- funkcijami univerzalno orodje za idejne, projektne in delavniške načrte.
PP SI-1000 Ljubljana, Rožna dolina c. CIII/34
PB University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Wood Science and Technology, Professional Study Programme in Wood Engineering
PY 2022
TY DEVELOPMENT OF A WOODEN MODULAR LIVING UNIT
DT B. Sc. Thesis (Professional Study Programmes) NO VII, 40 p., 57 fig., 4 ann., 19 ref.
LA sl Al sl/en
AB Today, modern software is used to design prefabricated and timber-framed houses, allowing direct production based on a computer model. We have demonstrated the process of development and designing of a wooden modular living unit for Riko house d.o.o., and this thesis presents the process of obtaining all the documents necessary for the construction of the modular unit, from the architectural design and construction documentation, to drawing the joints of the elements. The structure is drawn using the computer program HSBCad for the design of the timber structures used in the prefabricated construction, which offers a universal tool for conceptual, design and shop drawings with a variety of CAD functions.
Str.
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA II
KEY WORDS DOCUMENTATION III
KAZALO VSEBINE IV KAZALO SLIK V
KAZALO PRILOG VII
1 UVOD ... 1
1.1 OPREDELITEVPROBLEMA ... 1
1.2 CILJNALOGE ... 1
1.3 HIPOTEZE ... 1
1.4 PODJETJERIKOHIŠED.O.O. ... 1
2 PREFABRIKACIJA ... 3
3 MODULARNA GRADNJA ... 5
4 REALIZIRANI PRIMERI MODULARNE GRADNJE DOMAČIH IN TUJIH IZVAJALCEV ... 7
4.1 REALIZIRANIPRIMERIDOMAČIHIZVAJALCEV ... 7
4.2 REALIZIRANIPRIMERIVTUJINI ... 10
5 MATERIALI IN METODE ... 13
5.1 MATERIALI ... 13
5.2 METODE ... 20
6 REZULTATI IN RAZPRAVA ... 24
6.1 IZDELAVAKONSTRUKCIJSKE DOKUMENTACIJE ... 24
6.1.1ARHITEKTURNAZASNOVA ... 25
6.1.2IZDELAVADELAVNIŠKIHNAČRTOV ... 25
6.1.3IZRISSPOJEVELEMENTOV: ... 29
6.2 IZDELAVAELEMENTOVMODULARNEENOTE ... 30
6.2.1OKVIRNESTENE ... 30
6.2.2MASIVNECLTSTENE ... 31
6.2.3DNO ... 33
6.2.4STROP ... 33
6.3 SESTAVAMODULARNEENOTE ... 33
6.5TRANSPORTINMONTAŽABIVALNEENOTE ... 38
7 ZAKLJUČEK ... 40
8 VIRI ... 41
Slika 4: Primer modularne hiše (Riko hiše d.o.o., 2021) 6 Slika 5: Inovativna modularna začasna knjižnica v Ljubljani (Ofis.si, 2017) 7 Slika 6: Modularna hiša Modeko podjetja Riko hiše d.o.o (Riko hiše d.o.o., 2021) 8
Slika 7: Lesen kubus (Riko hiše d.o.o., 2021) 8
Slika 8: Objekt D'EVA (Riko hiše d.o.o., 2009) 9
Slika 9: Modularna enota na Japonskem, podjetja Riko hiše d.o.o. (Riko hiše d.o.o., 2011) 9
Slika 10: Dom upokojencev Hallein (pm1.at, 2021) 10
Slika 11:Modularna hišica na drevesu Bert (citylife.si, 2019) 10 Slika 12: Gradnja modularne zgradbe v Kampu Wildalpen (Kitek Kuzman, 2016) 11 Slika 13: Stanovanjski blok Skagersvȁgen (Kitek Kuzman, 2016) 11 Slika 14: Modularni bloki za projekt Olimpijska vas v Torinu (Kitek Kuzman, 2016 ) 12
Slika 15: Križno lepljena plošča - CLT 13
Slika 16: Masivni profili obdelani na CNC (Riko hiše d.o.o., 2021) 14
Slika 17: OSB plošča 15
Slika 18: Mavčno-vlaknene plošče 15
Slika 19: Cementno iverna plošča, ki ji pogovorno rečemo tudi betonip plošče
(Betonyp.com, 2021) 16
Slika 20: Levo – kamena volna, desno – Bauder naklonska izolacija (Bauder.si, 2021) 16 Slika 21 : Levo - Bauder hidroizolacijska membrana, desno – modularna enota oblečena v
črno fasadno folijo 17
Slika 22: Horizontalna fasada NWS, RO1, RO2, RO3 (Riko hiše, d.o.o, 2021) 17 Slika 23: Spojni elementi: lepilni trak, vijak za izvedbo spoja masivnih plošč, kovinski
kotnik, vijaki 18
Slika 24: Požirke za električne vodnike in elektro doze 19
Slika 25: Stavbno pohištvo v modularni bivalni enoti - notranja vrata, balkonsko okno, talne obloge, rolete (Riko hiše d.o.o., Inles d.d., 2021) 19 Slika 26: Vgrajena spalnica in kuhinja (Riko hiše, d.o.o., 2021) 20
Slika 27: hsbcad WALL (cgsplus.si, 2021) 21
Slika 28: hsbcad ROOF & FLOOR (cgsplus.si, 2021) 21
Slika 29: hsbcad POST & BEAM (cgsplus.si, 2021) 21
Slika 30: hsbcad LOG (cgsplus.si, 2021) 22
Slika 31: hsbcad SIPS (cgsplus.si, 2021) 22
Slika 32: hsbcad CLT (cgsplus.si, 2021) 22
Slika 33: Levo-3D risanje v programu HsbCad, desno – izbira obdelav v programu HsbCad 23 Slika 34: Začetna stran programa Ubakus, kjer vpišemo vse karakteristike stene
(Ubakus.com, 2021) 23
Slika 35:Modularni enoti podjetje Woodcube (Woodcube, 2021) 24
bivalne enote 25 Slika 37: Sestava zunanje masivne stene (Riko hiše, d.o.o., 2021) 26
Slika 38: Pridobljeni podatki v programu Ubakus 27
Slika 39: Načrt za sestavo konstrukcijske stene (Riko hiše, d.o.o., 2021) 28 Slika 40: 3D model lesene modularne bivalne enote (Riko hiše, d.o.o., 2021) 28 Slika 41: Detajl vijačenja T-spoja (Riko hiše, d.o.o., 2021) 29 Slika 42: Obdelava masivnih profilov na CNC stroju Hundegger 30 Slika 43: Napeljava inštalacij znotraj okvirne stene (Riko hiše, d.o.o., 2021) 31 Slika 44: Ročna obdelava masivnih sten (Riko hiše, d.o.o., 2021) 31 Slika 45: Obdelava plošč na CNC stroju in izvrtine za vtičnice 32 Slika 46: Izvedba spoja prečnika s sosednjim elementom stene 32 Slika 47: Bloki, ki služijo kot podkonstrukcija, in dno, ki je postavljeno na njih 33 Slika 48: Postavitev prvih sten na dno in pomožna povezava s poveznimi elementi 34 Slika 49: Montaža veznih elementov med konstrukcijskimi stenami 35 Slika 50: Izvedba tesnjenja med stenami in dnom (Riko hiše, d.o.o., 2021) 35 Slika 51: Levo - ravna streha, na kateri je položen stiropor, s katerim pridobimo 2 % padec, desno – načrt za postavitev naklonske izolacije (Riko hiše, d.o.o., 2021) 36 Slika 52: Levo - montaža zunanje izolacije, sredina - polaganje paroprepustne folije in podkonstrukcije za fasadno oblogo, desno – montaža fasadne obloge 36 Slika 53: Opravljanje meritev zrakotesnosti in vlage lesa na objektu (Riko hiše, d.o.o.,
2021) 37
Slika 54: Natovarjanje modularne enote na transportno prikolico 38 Slika 55: Transportiranje modularne enote z dvigalom na temeljno ploščo (Riko hiše,
d.o.o., 2021) 39
Slika 56: Povezava inštalacij modularne enote na ciljni lokaciji (Riko hiše, d.o.o., 2021) 39 Slika 57: Lesena modularna bivalna enota, pripravljena na bivanje (Riko hiše, d.o.o., 2021) 39
1 UVOD
1.1 OPREDELITEV PROBLEMA
Lesena gradnja je zaradi uporabe sodobne programske opreme z raznolikimi CAD in BIM funkcijami eden pogostih načinov gradnje, s katero se lahko izvede najzahtevnejše objekte, tako individualnega kot javnega značaja. Uporaba sodobne programske opreme v kombinaciji s CNC obdelovalnimi stroji omogoča natančno izvedbo vseh elementov ter enostavno in hitro sestavo na lokaciji. S podrobnim prikazom vse potrebne dokumentacije bomo predstavili lesen prefabriciran modularni objekt, ki ima velik potencial v prihodnosti v sodobni, fleksibilni leseni gradnji.
1.2 CILJ NALOGE
Cilj diplomskega dela je bil prikazati proces razvoja in konstruiranja lesene modularne bivalne enote; od arhitekturne zasnove, izdelave konstrukcijske dokumentacije, izrisa spojev elementov, pridobivanja vseh dokumentov, potrebnih za gradnjo, izdelavo elementov lesene modularne bivalne enote in njena montaža. Predstavljena je tudi izbira gradbenih materialov, ki so uporabljeni pri zasnovi modularne enote. Konstrukcija je izrisana s programsko opremo HSBCad za načrtovanje lesenih konstrukcij v montažni gradnji, ki nudi z raznolikimi CAD-funkcijami univerzalno orodje za idejne, projektne in delavniške načrte. Opisan je proces gradnje, transporta, postavitve in zaključnih del na terenu.
1.3 HIPOTEZE
Predvidevamo, da sodobna programska oprema za konstruiranje lesenih objektov skrajša čas izdelave konstrukcijske dokumentacije. Predvidevamo, da omogoča lažji prenos podatkov na CNC obdelovalni stroj, da je izgradnja in montaža objekta bolj natančna, ter da je pridobivanje potrebne dokumentacije preprostejše.
Predvidevamo, da sodobni CNC obdelovalni stroji skrajšajo izdelavo lesene modularne bivalne enote.
Leseno modularno bivalno enoto lahko načrtuje in izdela manjša skupina ljudi.
1.4 PODJETJE RIKO HIŠE D.O.O.
Podjetje Riko hiše d.o.o. je bilo ustanovljeno leta 1997. Je vodilni slovenski proizvajalec kakovostnih, individualno oblikovanih, nizkoenergijskih in ekoloških lesenih montažnih objektov. Pričeli so s proizvodnjo masivnih lesenih predizdelanih elementov, nato so prevzeli sistemski patent za proizvodnjo lesenih masivnih objektov, kasneje pa so k svojim konstrukcijskim rešitvam dodali tudi okvirne sisteme gradnje. Med svojim obratovanjem so se razvili v uspešno podjetje, ki odlično posluje doma in v tujini in dviguje bivanjske standarde. Spodbuja k novim presežkom v oblikovanju prostora in opozarja na rabo
opremili z modernimi CNC obdelovalnimi stroji, s pomočjo katerih lahko natančno in kvalitetno izdelujejo najrazličnejše lesene montažne objekte. Imajo natančno zastavljeno proizvodno linijo (slika 1) ter urejene skladiščne prostore za materiale in skladiščenje produktov, pripravljenih za odpremo (Riko hiše d.o.o.).
Slika 1: Levo – CNC linija za izdelavo masivnih sten in sestavo konstrukcijskih sten, sredina – miza za sestavljanje sten, desno – Hundegger linija za razrez elementov za konstrukcijske stene in ostrešja (Riko hiše d.o.o., 2021)
Načini lesene montažne gradnje se razlikujejo po stopnji izdelave elementov v tovarni in načinu sestavljanja teh elementov na terenu. Glede na to jih delimo na štiri večje skupine (Kitek Kuzman, 2008) (slika 2):
1. Elementni – iz posameznih elementov: način gradnje, pri katerem so objekti izdelani iz posameznih osnovnih elementov, ki se sestavijo na gradbišču.
2. Ploskovno povezje: način gradnje, kjer se objekt sestavi iz vnaprej sestavljenih etažnih ali večetažnih povezij.
3. Ploskovni panelni: način gradnje, pri katerem se objekt sestavi iz prefabriciranih malostenskih ali velikostenskih montažnih elementov.
4. Prostorski način gradnje, pri katerem se objekt sestavi iz predizdelanih celic: možne so tudi finalno izdelane celice v obliki modularnih hiš.
Največja stopnja prefabriciranosti je prisotna pri prostorskem ali celičnem načinu gradnje.
Vsak način ima svoje prednosti in slabosti.
Glavne prednosti prefabricirane gradnje so:
- sama gradnja je veliko hitrejša, saj je veliko manj dela na gradbišču, ker so sklopi že predpripravljeni,
- premikanje delnih sklopov iz tovarne na gradbišče stane manj kot dostavljanje posameznih materialov za gradnjo na gradbišče,
- tovarniška orodja kot so žerjavi, tekoči trakovi itd. omogočajo hitrejšo in natančnejšo proizvodnjo,
- mize za stresanje, hidravlični preizkuševalniki itd. v tovarni zagotavljajo dodatno kakovost,
- tovarniška proizvodnja lahko olajša optimalno uporabo materialov, recikliranje, zajemanje hrupa … ,
- strojno premikanje sklopov in odsotnost vetra ter dežja izboljšata varnost na gradbišču.
Slabosti prefabricirane gradnje so:
- stroški prevoza za obsežne montažne sklope so lahko višji zaradi izrednih prevozov, kot za sestavne materiale, ki jih pogosto lahko bolj zapakirajo,
- za velike montažne sklope so potrebni večji žerjavi ter natančno merjenje in ravnanje, da se postavijo na mesto.
Slika 2: Shematski prikaz postopka prefabricirane gradnje (Moradibistouni in Gjerde, 2017)
Modularna gradnja je posebna oblika prostorskega sistema, ki so kot finalno izdelane celice, lahko s kritino in fasado, v nekaterih primerih pa tudi z notranjo opremo. Poljubno se nizajo v želeno kompozicijo, ki omogoča projektantu prilagajanje arhitekturne lupine značilnostim posameznih kulturnih krajin, kakor tudi specifičnim potrebam bodočega uporabnika.
Pri prostorskih sistemih se v tovarni izdelajo celice v celoti s stenami, stropom in tlakom, nato pa se na mestu gradnje sestavijo v objekt. Mere in teža takih elementov so omejene s transportnimi možnostmi. Nosilna konstrukcija je lahko okvirna, skeletna ali masivna.
Stranice celice imajo hkrati nosilno, delilno in izolacijsko funkcijo. Načrtovanje in izvedba sistema je najbolj kompleksna med vsemi sistemi. Stopnja prefabriciranosti je tu največja.
Celice so po statični zasnovi lahko samonosne ali pa jim nosilnost omogoča dodatna skeletna konstrukcija. Posebna oblika prostorskega sistema so modularne hiše kot finalno izdelane celice, lahko s kritino in fasado, v nekaterih primerih pa tudi z notranjo opremo.
Za to vrsto gradnje je značilno, da med seboj lahko sestavljamo samostojne in med seboj združljive enote, ki so izdelane iz različnih materialov. Modularne hiše lahko sestavljamo v višino in širino, kar omogoča neskončne možnosti postavitve (slika 3).
Slika 3: Prikaz različnih velikosti modularnih enot in njihovo združevanje (Kitek Kuzman, 2021)
Modularne enote se lahko uporabljajo v najrazličnejše namene, kot bivalne oz. začasne objekte, pisarniške prostore, vrtce, šole, cerkvene objekte, hotele, mobilne postaje, možna pa je tudi uporaba za trgovsko, prehrambeno in industrijsko dejavnost in podobno.
Danes v času naravnih nesreč imajo velik potencial, ker jih je mogoče postaviti v relativno kratkem času, gradnja je enostavna, objekte je mogoče razstaviti in postaviti znova na drugi lokaciji (rmbmodul.at) (slika 4).
Slika 4: Primer modularne hiše (Riko hiše d.o.o., 2021)
4 REALIZIRANI PRIMERI MODULARNE GRADNJE DOMAČIH IN TUJIH IZVAJALCEV
4.1 REALIZIRANI PRIMERI DOMAČIH IZVAJALCEV
Primeri so bili izbrani na podlagi raziskave realiziranih primerov slovenskih izvajalcev modularne gradnje. Osredotočil sem se predvsem na Riko hiše d.o.o., ki je vodilno podjetje na domačem trgu za izvedbo modularnih zgradb. Dodal sem tudi projekt arhitekturnega biroja Ofis, ki sodeluje z domačimi in tujimi izvajalci.
- INOVATIVNA ZAČASNA KNJIŽNICA V LJUBLJANI
Modularna bivalna enota, ki služi kot začasna knjižnica, je bila začasno postavljena na Ljubljanskem gradu. V celoti je izdelana iz slovenskega smrekovega lesa, zasnovali pa so jo v arhitekturnem biroju Ofis. Nastala je v sodelovanju z italijanskim podjetjem C+C, C28 in slovenskim mizarstvom Premiz. Osnovni model objekta je velikosti 4,50m x 2,50m x2,70m. Modul lahko zlagamo horizontalno ali vertikalno in tako objekt nadgradimo v dvojček oziroma trojček (Ofis, 2017) (Slika 5).
Slika 5: Inovativna modularna začasna knjižnica v Ljubljani (Ofis.si, 2017)
- MODULARNA HIŠA MODEKO
Modularna hiša Modeko (slika 6) je enodružinski objekt, ki ga je podjetje Riko hiše d.o.o.
postavilo v Slovenj Gradcu. Je prvi prototip tovrstne modularne bivalne enote, ki je nastal v sodelovanju z birojem Pillar in Javno agencijo za tehnološki razvoj.
Hiša ima med seboj povezane modularne enote v horizontalne in vertikalne nize, ki jih lahko kadarkoli še dodajo ali odstranijo (Riko hiše d.o.o.).
Slika 6: Modularna hiša Modeko podjetja Riko hiše d.o.o (Riko hiše d.o.o., 2021)
- LESEN KUBUS
V okolici Ljubljane je podjetje Riko hiše d.o.o. postavilo lesen kubus z macesnovo fasado, ki se nevtralno vklaplja v podeželsko okolje (slika 7). Kubus je pritlična stavba, preprosto a hkrati funkcionalno domovanje, ki si ga je želel starejši par (Riko hiše d.o.o.).
Slika 7: Lesen kubus (Riko hiše d.o.o., 2021)
- D'EVA
Objekt D'EVA je razvilo podjetje Riko hiše d.o.o. in lahko služi kot pisarna, kiosk, informacijska točka ali celo mala wellness oaza na domačem vrtu (slika 8). Postavljen je lahko samostojno kot tudi v sklopu več modularnih enot, ki se povezujejo v kakršen koli namen. Veliko zanimanja je požel na Design Week 2009 v Milanu ravno zaradi osnovne ideje in oblike (Riko hiše d.o.o., 2009).
Slika 8: Objekt D'EVA (Riko hiše d.o.o., 2009)
- RIKOVA MODULARNA ENOTA NA JAPONSKEM
Podjetje Riko hiše d.o.o. je izdelalo leseno modularno enoto (slika 9), ki je bila postavljena na Japonskem za tamkajšnjo ribiško skupnost Murohawa. Podjetje je za to priložnost razvilo za izvedbo enostaven prototip, primeren za transport na daljše razdalje in hkrati tudi udoben za bivanje. Konstrukcija enote je sestavljena iz lesenih nosilcev in stebrov, ki tvorijo skelet na osnovi treh različnih tipov prerezov elementov. Za ovoj stavbe so uporabili polnilo iz dveh ivernih plošč z vmesnim slojem toplotne izolacije (Riko hiše d.o.o., 2011).
Slika 9: Modularna enota na Japonskem, podjetja Riko hiše d.o.o. (Riko hiše d.o.o., 2011)
je iz 140-ih modularnih enot. Površina vsake enote je 4 x 8 metrov in le-te so vse vertikalno usmerjene. Je eden največjih projektov lesene gradnje s štirimi nadstropji v Avstriji (pm1.at).
Slika 10: Dom upokojencev Hallein (pm1.at, 2021)
- MODULARNA HIŠICA NA DREVESU BERT
Modularno hišico na drevesu Bert (slika 11) je predstavil arhitekturni biro Precht iz Avstrije. Oblika te modularne hišice spominja na like iz animiranega filma Minioni.
Majhna hiša na drevesu stoji na okrogli površini. V notranjosti najdemo kuhinjo, dnevno sobo, spalnico in kopalnico. Hišica ima velika okrogla okna in balkone. Celotna hišica je izdelana iz lesa (Citylife, 2019).
Slika 11: Modularna hišica na drevesu Bert (citylife.si, 2019)
Kamp v Wildalpnu je zasnovan kot modularni sistem, sestavljen iz 5 nadstropij modulov (slika 12). Arhitekt zgradbe je Magnus Silfverhielm. Les za konstrukcijo je prispevalo podjetje Setra group. Fasadna obloga je izdelana iz surovih cedrovih plošč. Zgradba je nizkoenergijsko učinkovita (Kitek Kuzman, 2016).
Slika 12: Gradnja modularne zgradbe v Kampu Wildalpen (Kitek Kuzman, 2016)
- STANOVANJSKI BLOK SKAGERSVȀGEN
Stanovanjski blok Skagersvȁgen (slika 13) je bil zgrajen leta 2013 v Stokholmu na Švedskem. Sestavljen je iz 112 prefabriciranih enot, ki so postavljene v 3 nadstropja. Iz njih so izdelali 33 stanovanj. Celotna površina bivalnih območij je 4817 m2. Fasadna obloga je iz surove cedrovine. Pri projektu so sodelovali arhitekti OWC Björn Ahrenby, Joan Anguita in Anna Montagut (Kitek Kuzman, 2016).
Slika 13: Stanovanjski blok Skagersvȁgen (Kitek Kuzman, 2016)
Slika 14: Modularni bloki za projekt Olimpijska vas v Torinu (Kitek Kuzman, 2016 )
5.1 MATERIALI
Za izdelavo lesene modularne enote smo uporabili številnih različnih materialov.
Najpomembnejši materiali, ki so bili uporabljeni za izdelavo lesene modularne bivalne enote, so:
- križno lepljene plošče
Križno lepljene plošče ali Cross Laminated Timber (CLT) so osnovni material za izdelavo lesene modularne bivalne enote in se uporabljajo za zunanje in lahko tudi za notranje stene.
Sestavljene so iz lihega števila (3, 5, 7, 9) križno usmerjenih slojev med seboj zlepljenih smrekovih lamel. Njihova vlažnost je 12 ± 2 % lesne vlažnosti. Z vlažnostjo dosežejo naravno zaščito lesa. Imajo enakomerne in boljše deformacijske in mehanske lastnosti.
Izdelajo jih tako, da križno zložene lesene lamele zlepijo pod visokim tlakom v večji masivni element.
S križnim lepljenjem dosežemo obojesmerno oziroma ortogonalno nosilnost lesenih masivnih plošč, povečamo nosilnost in preprečimo cepitev v smeri pravokotno na vlakna lesa. Poleg tega dosežemo tudi dimenzijsko stabilnost. Proizvajalci CLT plošč uporabljajo za lepljenje enokomponentna poliuretanska lepila. Ta ne vsebujejo formaldehida, zato CLT plošče lahko primerjamo z naravnim masivnim lesom. CLT plošče lahko uporabljamo za stenske in tudi za stropne elemente, saj zaradi križno orientiranih lamel prenašajo obtežbo v dveh pravokotnih smereh. Imajo visoko požarno odpornost, 3-slojni ploskovni element ima požarno odpornost 30 min, s 5-slojnim elementom pa je možno doseči požarno odpornost do 60 minut (CBD d.o.o, 2021) (slika 15)
Slika 15: Križno lepljena plošča - CLT
Slika 16: Masivni profili obdelani na CNC (Riko hiše d.o.o., 2021)
- OSB plošče
OSB ali oriented strand board plošče (slika 17) so pomožni material za izdelavo modularnih enot in jim pravilno rečemo plošče z usmerjenim ploščatim iverjem. Za izdelavo modularne enote se uporabljajo plošče debeline 18 mm in 22 mm. OSB plošča je izdelana iz iveri iglavcev in mehkih listavcev. Sestavljena je iz treh slojev. Zunanja sloja vsebujeta velike iveri, notranji sloj pa je sestavljen iz majhnih do srednje velikih iveri.
Zlepljene so z melamin-formaldehidnim lepilom, fenol-formaldehidnim lepilom ali izocianatnim lepilom (Medved, 2019).
Slika 17: OSB plošča
- mavčne in mavčno-vlaknene plošče
Mavčne in mavčno-vlaknene plošče (slika 18) se uporabljajo za izgradnjo notranjih prostorov modularne enote. V prostorih, kjer je prisotna večja količina vlage (kopalnica, okolica lijakov …), se uporabljajo vlagoodporne mavčne plošče. S posebnim proizvodnim postopkom dosežemo, da so plošče trdne in odporne proti mehanskim obremenitvam.
Izdelane so iz papirnatih vlaken, mavca in vode. Mavčne in mavčno-vlaknene plošče so požarno odporne, toplotno in zvočno izolativne (Kalcer d.o.o., 2021).
Slika 18: Mavčno-vlaknene plošče
- cementno-iverne plošče
Cementno-iverne plošče (slika 19) so kakovosten gradbeni material z veliko pozitivnimi lastnostmi. So mešanica cementa, lesnih vlaken in dodatkov na vodni bazi. Njihova površina je na otip gladka. Je težko vnetljiva in odporna proti udarcem. Njihova prednost je, da imajo ekološke lastnosti, so negorljive, odporne proti podnebnim vplivom, zvočno izolativne, odporne proti nižjim temperaturam, ne vsebujejo azbesta in formaldehida, so higiensko neoporečne in odporne proti plesni. Uporabljajo se za oblaganje dna, kjer je stik
Slika 19: Cementno iverna plošča, ki ji pogovorno rečemo tudi betonip plošče (Betonyp.com, 2021)
- izolacijski materiali
Za toplotno izolacijo se najpogosteje uporablja kamena volna, STEICOflex 036 lesena volna, Bauder PIR FA (za izdelavo naklona na strehi) (slika 20) … Toplotna izolacija služi pozimi za preprečevanje prehajanja toplote izven bivalne enote, poleti pa služi za preprečevanje prehajanja toplote v bivalno enoto. Toplotne izolacije so izdelane iz negorljivih vlaken, med katerimi so zračni prostori (Knauf Insulation d.o.o., 2021).
Bauder pir naklonska izolacija EPS toplotna izolacija se uporablja za izvedbo naklona v sistemu ravnih streh, da meteorna voda nemoteno odteka s strehe.
Slika 20: Levo – kamena volna, desno – Bauder naklonska izolacija (Bauder.si, 2021)
- paroprepustne in neprepustne folije ter hidroizolacijska membrana (slika 21)
Paroprepustne in neprepustne folije (BauderTEC KSD DUO …) so umetni materiali, ki se uporabljajo za oblaganje zunanjih sten modularne enote. Naloga neprepustnih folij je, da preprečujejo uhajanje vlage v stavbo. Paroprepustne folije delujejo tako, da vodno paro iz stavbe prepuščajo, vanjo pa ne – so enostransko prepustne, nekatere pa vodno paro prepuščajo v obe smeri.
Slika 21: Levo - Bauder hidroizolacijska membrana, desno – modularna enota oblečena v črno fasadno folijo
- fasadne obloge in podkonstrukcija:
Podkonstrukcija fasadnih oblog je izdelana iz smrekovih profilov pravokotnega prereza z 12 ± 2 % lesne vlažnosti. Fasadne obloge so večinoma izdelane iz macesnovega lesa, posušenega na 12 ± 2 % lesne vlažnosti. Njihov prerez je različnih oblik (slika 22).
Nekatere fasadne obloge se pritrdijo premazane z zaščitnimi sredstvi pred zunanjimi vplivi, nekatere pa se pritrdijo brez zaščite (odvisno od želje stranke).
Slika 22: Horizontalna fasada NWS, RO1, RO2, RO3 (Riko hiše, d.o.o, 2021)
• različni jekleni nosilci
• lesene in kovinske vezi
• lepilni trakovi
• tesnilne mase
Slika 23: Spojni elementi: lepilni trak, vijak za izvedbo spoja masivnih plošč, kovinski kotnik, vijaki
(požirke za električne vodnike, elektro doze in razvodnice, …) (slika 24)
Slika 24: Požirke za električne vodnike in elektro doze
- stavbno pohištvo (vrata, okna, stopnice, talne obloge, …) (slika 25)
Slika 25: Stavbno pohištvo v modularni bivalni enoti - notranja vrata, balkonsko okno, talne obloge, rolete
(Riko hiše d.o.o., Inles d.d., 2021)
- pohištvo in oprema (slika 26)
Po želji naročnika se bivalno enoto lahko opremi tudi s pohištvom in ostalo opremo, da se lahko takoj vseli, lahko pa za to naročnik poskrbi sam. Pohištvo izdelajo zunanji sodelavci in ga pridejo vgraditi, ko je bivalna enota že dokončana.
Slika 26: Vgrajena spalnica in kuhinja (Riko hiše, d.o.o., 2021)
5.2 METODE
Pri konstruiranju lesenih montažnih hiš se danes uporabljajo sodobni računalniški programi, ki omogočajo neposredno proizvodnjo na osnovi modela. V našem primeru gre za program nemškega izvora z imenom HSB Cad: Poznamo še druge, ki so v našem prostoru tudi široko uporabljeni kot npr. Sema in Dietrich. Prednost tovrstnih programov je vizualizacija končne podobe objekta. Na podlagi končnega izrisa se s pomočjo programa pridobi podatek o predvideni količini vgrajenega materiala in s tem ceni objekta, ki je ključnega pomena za izvajalca in investitorja. Velika prednost, ki jo program omogoča, je tudi prenos celotnega projekta na računalniško vodene stroje CNC (angl. Computer Numerical Control).
Osnovne informacije o programskem orodju za načrtovanje lesenih konstrukcij HSB Cad:
HSB Cad je sodobna programska oprema, s pomočjo katere izrišemo vse skice, načrte, detajle, 3D risbe … Deluje na platformi AutoCAD Architecture. HSB dodatek deluje na osnovi računalniškega programa AutoCad in pride do izraza pri 3D risanju konstrukcij in ki nam s svojimi funkcijami močno olajša delo. Celoten programski paket zaokrožuje 9 posameznih modulov ter 7 dodatnih vmesnikov za krmiljenje strojev.
Hsbcad moduli:
- hsbcad WALL
Hsbcad Wall (slika 27) je modul, s katerim načrtujemo okvirne in kompozitne stene iz lahkega jekla in lesa. S pomočjo predhodno določenih T-spojev, oblik vogalov in odprtin nam omogoča popolnoma avtomatizirano izdelavo sten.
Slika 27: hsbcad WALL (cgsplus.si, 2021)
- hsbcad ROOF & FLOOR
Modul, s katerim načrtujemo stropne in strešne elemente. Poleg načrtovanja plošč nam omogoča tudi avtomatski popis vseh pripadajočih povezovalnih elementov (slika 28).
Slika 28: hsbcad ROOF & FLOOR (cgsplus.si, 2021)
- hsbcad POST & BEAM
S tem modulom načrtujemo ostrešja in lesene nosilce s pripravljenimi obdelavami (čelni spoji, vijaki, utrori ...). S pomočjo dodatnega modula hsbcad CAM lahko obdelane elemente izvozimo v datoteke za krmiljenje strojev (slika 29).
Slika 29: hsbcad POST & BEAM (cgsplus.si, 2021)
- hsbcad LOG
Modul, s katerim lahko načrtujemo stene iz brun, pripravo brun za proizvodnjo in pripravo natančne dokumentacije za montažo (slika 30).
- hsbcad SIPS
Modul, s katerim načrtujemo kompozitno sestavljene elemente (slika 31).
Slika 31: hsbcad SIPS (cgsplus.si, 2021)
- hsbcad CLT
Modul, s katerim lahko ustvarimo kakršenkoli model iz CLT plošč. Njegova knjižnica vsebuje stranske, talne in stropne lesene elemente (slika 32).
Slika 32: hsbcad CLT (cgsplus.si, 2021)
Program ima funkcijo uporabe layerjev, ki nam je v veliko pomoč. To je funkcija, s katero lahko zakrijemo posamezne komponente pri risanju 3D slike in načrtov. Npr. fasadno oblogo damo v layer 1, podkonstrukcijo fasadne obloge v layer 2, masivne stene v layer 3 in tako naprej. To pomeni, da če želimo pregledati podkonstrukcijo fasadnih oblog, samo izklopimo layer fasadne obloge in se nam le ta ''skrije'' in imamo celoten pregled nad podkonstrukcijo. Izklapljamo lahko poljubno število layerjev in si s tem pomagamo pri risanju in izdelavi načrtov, da lahko postopoma po korakih prikažemo, kako sestaviti določen element in vsak korak kotiramo.
V tem programu je mogoče določiti tudi določene obdelave, ki jih lahko izvede CNC stroj.
Nekatere obdelave ima program že shranjene v svoji knjižnici obdelav. Potrebno jih je le prilagoditi, kar pomeni, da je potrebno določiti velikosti čepov, njihovo usmerjenost, smer obdelave in ostale funkcije, ki jih stroj, na katerega bomo izvozili podatke, lahko izvede (slika 33) (CGS plus d.o.o., 2017).
Slika 33: Levo-3D risanje v programu HsbCad, desno – izbira obdelav v programu HsbCad
Programsko orodje Ubakus:
Programsko orodje Ubakus nam izračuna toplotno prehodnost skozi stene. Program deluje tako, da v okenca po vrsti vpišemo materiale, kakor si sledijo v steni iz notranje proti zunanji strani (slika 34). Za vsak material tudi določimo debelino. Določimo tudi temperaturo in zračno vlažnost na zunanji in notranji strani stene. Program nam izračuna, kako učinkovito je stena sestavljena, poda nam tudi slikovno gradivo, kjer nam pokaže, kje lahko pride do kondenzacije, če sestava stene ni pravilna. S pomočjo tega programa lahko pridobimo tudi podatke, kot je prispevek k učinku tople grede (ocenijo se emisije toplogrednih plinov med proizvodnjo komponente in med njeno uporabo v obdobju 30 let), kondenzacijska voda ( pod določenimi okoliščinami v zimskem času lahko para v steni kondenzira), kako pride do vlažnosti lesa v steni in koliko časa je potrebno, da se ta osuši, zmogljivost shranjevanja toplote (koliko toplote komponenta absorbira, ko se notranja temperatura poveča za 1 °C, zunanja pa ostane enaka) .
Slika 34: Začetna stran programa Ubakus, kjer vpišemo vse karakteristike stene (Ubakus.com, 2021)
Pred samim načrtovanjem smo se najprej skupaj z arhitekti, projektanti, tehnologi in ekonomisti dogovorili, kako se bomo lotili projekta in izpolnili listino Zahtevek za razvoj, ki je potreben za razvoj novega projekta.
Zahtevek za razvoj podjetja Riko hiše d.o.o. za leseno modularno bivalno enoto je v prilogi- oznaka A.
Opravili smo raziskavo trga. Z raziskavo trga smo pridobili vse informacije, ki smo jih potrebovali za začetek. Izvedeli smo, kaj je že na trgu, raziskali, kaj kupci potrebujejo oziroma želijo in raziskali tržišče, na katerega bi lahko še prodrli. Po raziskavi trga smo ugotovili, da je na trgu že precej podjetij, ki se ukvarjajo z izdelavo lesenih modularnih bivalnih enot. Najbolj znani ponudniki so Riko hiše d.o.o., Woodcube (slika 35), Livemodal, Livingsmod, Lumar,… in imajo že dolgo tradicijo v izdelavi lesenih modularnih bivalnih enot.
Slika 35: Modularni enoti podjetje Woodcube (Woodcube, 2021)
Ko je bil zahtevek za razvoj odobren, smo pričeli z arhitekturno zasnovo naše ideje.
Najprej smo narisali nekaj idejnih skic, ki so se med seboj razlikovale. Idejne skice smo dali na vpogled ekipi v podjetju, sestavljeni iz konstruktorjev, tehnologov, arhitektov, projektantov in ekonomov. Presodili so, katera od idejnih skic se jim je zdela najbolj primerna in je imela največji potencial. Ideje so se razlikovale po sestavi sten, razporeditvi prostorov, vgrajenem pohištvu in terasi.
Ko smo izbrali idejno skico, smo jo s pomočjo strokovnjakov še dodelali. Za začetek ji je bilo potrebno določiti zunanje dimenzije, ki so bile: dolžina 12 m, širina 3,5 m in višina 3,2 m. Zunanje dimenzije smo določili na podlagi transportne prikolice in pravilnika o transportiranju večjih tovorov (izredni prevoz). Nato je bilo potrebno določiti postavitev sten oziroma razporeditev prostorov, kakšna bo sestava notranjih sten, zunanjih sten, dna in stropa, katere materiale se bo uporabljalo za izdelavo, kakšno notranje in stavbno pohištvo bo vgrajeno, kje in katere inštalacije bodo napeljane. Pred tem je bilo pomembno določiti tudi končno ceno izdelka, zato, da smo bili omejeni z izbiro materialov in zahtevnostjo izdelave.
Ko smo se dogovorili o končni ideji, smo se pričeli pripravljati na realizacijo projekta. Ker smo želeli, da je projekt zaključen v roku, smo zanj pripravili tudi terminski plan (slika 36), ki smo se ga skozi celoten projekt tudi držali.
Slika 36: Levo - arhitekturna zasnova, desno - terminski plan za izdelavo lesene modularne bivalne enote
6.1.2 IZDELAVA DELAVNIŠKIH NAČRTOV
Konstrukcijsko dokumentacijo smo izdelali s pomočjo sodobne programske opreme Ubakus in HSB Cad.
Sestavo notranjih in zunanjih sten smo določili na podlagi izkušenj, ki so se v preteklosti najbolje obnesle. Za zunanje stene smo določili, da bodo masivne (slika 37), notranje stene
Slika 37: Sestava zunanje masivne stene (Riko hiše, d.o.o., 2021)
Več sestav notranjih sten podjetja Riko hiše d.o.o. je v prilogi – oznaka B.
Za preverjanje sestave sten smo uporabili programsko opremo Ubakus (slika 38), s katero smo pridobili toplotno prevodnost sten. Najprej smo določili osnovno konstrukcijo, kako si sledijo posamezni sloji v steni in iz katerih materialov so, nato pa smo te materiale kombinirali med sabo, dodajali in odstranjevali različne folije, izolacije in ostale materiale, tako da smo dobili čim nižjo vrednost toplotne prevodnosti. S pomočjo programske opreme Ubakus smo tudi ugotovili, ali je kombinacija materialov pravilna, da ne bi kasneje prišlo do kondenziranja znotraj stene in posledično do propadanja materialov.
Slika 38: Pridobljeni podatki v programu Ubakus
Program je prikazal, da bo prišlo do kondenziranja, zato je bilo potrebno spremeniti sestavo stene. Delali smo različne kombinacije stene, in prišli do najprimernejše stene za mobilno enoto. Iz notranjega proti zunanjemu sloju zunanje stene je prvi sloj 100 mm debela CLT plošča, sledi 160 mm debela izolacija iz kamene volne, UV zaščitna folija ter fasada s podkonstrukcijo.
Konstruiranje je bilo izvedeno z računalniško programsko opremo HSBCad. Ta program nam je z naprednimi funkcijami ponujal prilagodljive programske rešitve za gradnjo lesenih objektov in močno olajšal delo, saj smo si z raznolikimi CAD funkcijami pomagali pri načrtovanju lesenih konstrukcij in izdelavi načrtov (slika 39). Za osnovno 2D risanje
kosov, njihove dimenzije, kakšne so dimenzije z nadmerami in koliko materiala se bo porabilo za izdelavo enote.
Slika 39: Načrt za sestavo konstrukcijske stene (Riko hiše, d.o.o., 2021)
Več načrtov za izdelavo lesene modularne bivalne enote je v prilogi – oznaka C.
Konstrukcijsko dokumentacijo je bilo treba poslati tudi statiku, ki je preveril, če vse ustreza standardom in je dimenzijsko primerno za fizično izdelavo.
6.1.3 IZRIS SPOJEV ELEMENTOV:
Spoje elementov smo izrisali v programu AutoCad, s pomočjo dodatka HSB. Spoje elementov smo pogovorno imenovali detajli. Potrebno je bilo izrisati vse spoje, ki so del bivalne enote. Večino spojev smo kopirali iz knjižnice podjetja Riko hiše d.o.o., v katero so bili dodani že v preteklosti pri preteklih projektih in jih le prilagodili naši modularni enoti. Pri risanju spojev smo morali upoštevati vse tolerance, predpisane za določen element. Tudi načrte spojev smo poslali statiku, da je preveril njihovo trdnost.
Spoji, ki so bili prisotni v modularni enoti:
- spoj med dnom in zunanjo steno, - spoj med dnom in notranjo steno,
- spoj med zunanjo in notranjo steno (T spoj in vogalni spoj), - spoj med zunanjima stenama,
- spoj med notranjima stenama (T spoj in vogalni spoj), - spoj med zunanjo steno in streho,
- spoj med notranjo steno in streho.
Večina spojev je povezanih z lesnimi vijaki (slika 41), sidri, nekateri pa so bili spojeni tudi s kombinacijo kovinskih kotnikov ali vijakov z matico, ki se jo usidra v že naprej pripravljeni izvrtini.
Slika 41: Detajl vijačenja T-spoja (Riko hiše, d.o.o., 2021)
izdelavo masivnih sten, mavčne plošče, različne paroprepustne in neprepustne folije, električni vodniki in ostali elektro material.
6.2.1 OKVIRNE STENE
Najprej smo v proizvodno halo dostavili smrekove profile pravokotnega prereza dolžine 13 metrov. Vsak profil smo vstavili na transporter CNC stroja znamke Hundegger, ki je namensko izdelan za izdelavo elementov skeletnih okvirnih sten. CNC stroj je lesene profile razžagal na določeno dolžino in izdelal vse izvrtine in izreze, ki služijo za pomoč pri sestavi skeleta in napeljavi inštalacij, ki so v steni (slika 42). Vsak element je bil tudi označen s kodo, iz katere razberemo številko elementa, njegove dimenzije in projekt, kateremu pripada. S temi oznakami smo tudi lažje identificirali element in ga s pomočjo načrta pravilno vgradili v steno.
Slika 42: Obdelava masivnih profilov na CNC stroju Hundegger
Pripravljene elemente smo s transportnim vozičkom dostavili do mesta, kjer smo jih sestavili in dobili skelet stene. Na vrhu skeleta smo privijačili tudi namenski vijak za transport z dvigali. Z mostnim dvigalom smo skelet stene transportirali na mesto, kjer smo
pričeli z montažo mavčnih plošč iz ene strani stene. Mavčne plošče smo pritrdili s sponkami s pnevmatsko pištolo ter z vijaki, namenjenimi za pritrditev mavčnih plošč. Z vijaki smo pritrdili tiste plošče, ki jih je potrebno kasneje še demontirati zaradi same montaže v enoto. V mavčne plošče smo naredili tudi izvrtine za vsa stikala, vtičnice, vodo, elektro doze in razvodnice. Ko je bila ena stran stene obložena z mavčnimi ploščami, smo vse prazne prostore zapolnili z izolacijo in nato še drugo stran stene obložili z mavčnimi ploščami. Tako je bila konstrukcijska stena pripravljena za montažo.
Slika 43: Napeljava inštalacij znotraj okvirne stene (Riko hiše, d.o.o., 2021)
6.2.2 MASIVNE CLT STENE
V proizvodno halo smo dostavili surovo CLT ploščo dimenzij 12,5 x 3,2 m in debeline 100 mm ter jo z mostnim dvigalom postavili na obdelovalno mizo CNC stroja. Večje stene smo zaradi velikosti obdelovali ročno s pomočjo večjih ročnih strojev in načrtov (slika 44), manjše pa smo obdelali na CNC stroju.
Slika 44: Ročna obdelava masivnih sten (Riko hiše, d.o.o., 2021)
tudi nanesli lepilo in spoj zabrusili, da le-ta ni bil viden.
Slika 45: Obdelava plošč na CNC stroju in izvrtine za vtičnice
Slika 46: Izvedba spoja prečnika s sosednjim elementom stene
Po CNC obdelavi je bilo potrebno plošči zbrusiti površine, ki so kasneje v bivalni enoti vidne. V masivne CLT stene smo inštalacijo vgrajevali, ko smo pričeli sestavljati enoto.
Dno smo izdelali na podoben način kot okvirne stene. Najprej smo iz masivnih smrekovih profilov, ki so bili vnaprej obdelani na CNC stroju, sestavili ogrodje in iz ene strani obložili in s sponkami pritrdili OSB plošče. V prazne prostore smo vstavili izolacijo. Nato smo tudi drugo stran obložili z OSB ploščo. Spodnja stran dna je obdana še z mavčno vlaknenimi ploščami, da je onemogočeno prehajanje vlage iz tal (zemlja, temeljna plošča
…), dno pa je tudi bolj mehansko zaščiteno.
6.2.4 STROP
Strop smo izdelali iz CLT plošče. V ploščah smo izdelali izvrtine, skozi katere smo napeljali elektroinštalacije, ki so napeljane po stropu do elektro omarice.
6.3 SESTAVA MODULARNE ENOTE
Preden smo začeli sestavljati modularno enoto, je bilo potrebno pripraviti začasno podkonstrukcijo, na kateri je kasneje modularna enota stala in je služila kot pomožni temelj. Podkonstrukcijo je bilo potrebno pripraviti zato, da smo lahko po končani sestavi pod njo zapeljali transportno prikolico, s katero smo transportirali enoto. Sestavljena je bila iz velikih lesenih blokov, ki so držali enoto na določeni višini. Bloke je bilo potrebno zmanevrirati, da smo lahko nanje z dvigalom postavili dno enote in je le-to bilo v ravnini (slika 47).
Slika 47: Bloki, ki služijo kot podkonstrukcija, in dno, ki je postavljeno na njih
Slika 48: Postavitev prvih sten na dno in pomožna povezava s poveznimi elementi
Ko so bile zunanje stene pritrjene, smo pričeli še z montažo notranjih sten. Te smo postopoma vstavljali v enoto, jih povezali z veznimi elementi (slika 49) in povezali tudi vse cevne inštalacije, ki potekajo po stenah.
Med sestavo sten je bilo potrebno poskrbeti tudi za tesnjenje (slika 50). Tesnjenje med stenami smo izvedli zaradi raztezanja masivnih sten, do katerega pride ob spremembi vlažnosti, zaradi česar bi se lahko pojavile špranje, ki niso zaželjene.
Slika 49: Montaža veznih elementov med konstrukcijskimi stenami
Slika 50: Izvedba tesnjenja med stenami in dnom (Riko hiše, d.o.o., 2021)
Na postavljene stene je bilo potrebno montirati še strop oz. ravno streho. Strop smo dvignili z dvigalom, ga postavili na stene ter pritrdili z vijaki in kovinskimi kotniki. Na strehi smo najprej položili izolacijo iz kamene volne, nato pa še stiroporne naklonske plošče, s čimer smo dobili 2 % padec, da lahko voda odteka. Plošče smo položili tako, da deževnica odteka proti sredini stranice v žleb (slika 51). Za kritino se uporabi hidroizolacijska membrana, ki ne prepušča vode in dobro blaži udarce debelih kapelj in toče. To smo izvedli tako, da smo membrano razvili po strehi in jo s pomočjo naprave, ki piha vroč zrak, zvarili skupaj. Z varjenjem smo dosegli dve funkciji, dobili smo enotno površino ter streho zatesnili in s tem preprečili vdor deževnice v bivalno enoto.
Slika 51: Levo - ravna streha, na kateri je položen stiropor, s katerim pridobimo 2 % padec, desno – načrt za
postavitev naklonske izolacije (Riko hiše, d.o.o., 2021)
Istočasno so na enoti potekala še ostala zaključna dela, kot je montaža zunanje izolacije in priprave sten za montažo fasadnih oblog. Pod to spada napeljava črne fasadne folije in pritrditev podkonstrukcije (slika 52). Črna fasadna folija je služila kot ozadje za fasadno oblogo, tako fasada pride bolj do izraza, ozadje je enakomerno, hkrati pa tudi varuje izolacijo pred zunanjimi vplivi. V notranjosti enote so zunanji izvajalci oblagali mavčne plošče, brusili in pobarvali masivne stene, montirali vtičnice in stikala. Po montaži lesene fasadne obloge smo poskrbeli še za odtočne cevi, ki skrbijo za odvodnjavanje deževnice s strehe. Montirali smo še stavbno pohištvo in notranje pohištvo, ki so ga izdelali zunanji sodelavci. Tako je bila sestava modularne bivalne enote zaključena.
Slika 52: Levo - montaža zunanje izolacije, sredina - polaganje paroprepustne folije in podkonstrukcije za fasadno oblogo, desno – montaža fasadne obloge
izvajali meritve, s katerimi smo preverjali stanje lesa, vgrajenega v bivalno enoto. V času izdelave bivalne enote smo merili vlažnost lesa z uporovnim higrometrom na več različnih mestih.
Ko smo imeli postavljeno dno, stene in strop, smo izvedli tudi test zrakotesnosti oziroma Blower door test.
- TEST ZRAKOTESNOSTI (BLOWER DOOR TEST):
Namen blower door testa je locirati napake, ki jih izvajalec hiše lahko odpravi.
Bloweer door je velik kalibriran ventilator, povezan z računalnikom in merilci tlakov (Slika 53). Ventilator je potrebno najprej začasno namestiti na vhodna vrata, da lahko izmerimo netesnost hiše, kar nam pomaga pri iskanju špranj, kjer zrak uhaja. Ventilatorju prilagajamo hitrost vrtenja in s tem uravnavamo razliko zračnega tlaka med okolico in stavbo. Preden pričnemo z izvajanjem testa, moramo v stavbi zapreti vse zunanje odprtine kot so okna, vrata, prezračevalne cevi in kanalizacijski oddihi. V notranjosti stavbe je treba odpreti vsa vrata, da dosežemo enak zračni tlak v celotni stavbi. V odprtino od vhodnih vrat vstavimo kovinski okvir, prilagodljiv glede na odprtino. Nato v odprtino vstavimo ventilator Blower door. Ventilator, računalnik in merilne instrumente med seboj povežemo in pričnemo z merjenjem zračnega tlaka zunaj hiše, v hiši in v ventilatorju. Z ekrana odčitamo, koliko zraka stavba spušča in če so rezultati previsoki, se lotimo iskanja mest, kjer zrak uhaja. Pri tem si pomagamo z anemometrom, s katerim merimo hitrost zraka v določeni točki. Preverimo vse stike sten, stropa in tal, okna, vrata, elektro cevi in ostale točke, kjer je možnost uhajanja zraka. Špranje lahko iščemo tudi s pomočjo generatorja megle. Prostor v stavbi popolnoma zameglimo in nato zunaj opazujemo, kje uhaja megla in tiste točke zatesnimo. (zimic.si)
Slika 53: Opravljanje meritev zrakotesnosti in vlage lesa na objektu (Riko hiše, d.o.o., 2021)
bloki, ki smo jih postavili pred začetkom sestave kot pomožni temelj (slika 54).
Transportno prikolico smo dvignili, tako da se je enota usedla nanjo in odstranili lesene bloke, ki so služili za pomožni temelj. Modularno bivalno enoto je bilo treba še povezati s transportnimi trakovi in fiksno pritrditi na transportno prikolico. Tako pripravljeno enoto je tovornjak odpeljal na ciljno lokacijo.
Slika 54: Natovarjanje modularne enote na transportno prikolico
Pred pričetkom montaže bivalne enote je bilo treba najprej pripraviti temelj, na katerega smo postavili enoto. Temeljenje lahko izvedemo na več načinov: betonska plošča, točkovni temelji, pasovni montažni temelji, palična konstrukcija …
Pri pripravi temeljenja je nujno načrtovati še priklope za inštalacije, ki smo jih kasneje povezali s priklopi na enoti.
Ko je tovornjak prispel na končno lokacijo, smo najprej zavarovali okolje. Bivalni enoti smo odstranili povezovalne trakove in PE cerado. S pomožnimi dvigali smo jo dvignili in zelo previdno postavili na pripravljen temelj (slika 55). Priključili smo jo na vse inštalacije (slika 56) in bivalno enoto dokončno pripravili za vselitev (slika 57).
Slika 55: Transportiranje modularne enote z dvigalom na temeljno ploščo (Riko hiše, d.o.o., 2021)
Slika 56: Povezava inštalacij modularne enote na ciljni lokaciji (Riko hiše, d.o.o., 2021)
Slika 57: Lesena modularna bivalna enota, pripravljena na bivanje (Riko hiše, d.o.o., 2021)
dvigal in podobno.
Ostale hipoteze lahko potrdimo, da bi bilo v prihodnosti potrebno še izboljšati digitalno proizvodnjo. Projektanti bi morali v prihodnosti modelirati BIM modele v CAD programih, iz katerih se da uvoziti BIM model v programe, ki so namenjeni modeliranju konstrukcij in programe, ki so kompatibilni s CNC stroji. Prednosti, ki nam jih prinese tovrstno modeliranje, so:
- Hitrejše modeliranje (v konstrukcijskem programu bi se poglobili le v detajle spojev),
- Hitrejša izdelava ponudb (v kratkem času imamo konkretno ponudbo objekta, - Natančna izdelava ponudbe (minimalne razlike med predračunsko in obračunsko
vrednostjo objekta).
Gradnja z lesom – izziv in priložnost za Slovenijo (ed. Manja Kitek Kuzman).
2008. Ljubljana, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo: 309 str.
Kitek Kuzman M. 2010. Les v sodobni slovenski arhitekturi, 1. del. Ljubljana, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo in Fakulteta za arhitekturo: 129 str.
Kitek Kuzman M. 2012. Lesene konstrukcije v stanovanjski in javni gradnji.
Ljubljana, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo: 145 str.
Kitek Kuzman M. 2015. Les v sodobni slovenski arhitekturi, 2. del. Ljubljana, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Fakulteta za arhitekturo: 184 str.
Marčič M. 2019. Modularna gradnja- gradbeni sistem prihodnosti. Gradbenik, 7/8: 22-23 Mehlin J. 2016. Bim za proizvodnjo in uporabo programa Dietrich's. Diplomska
naloga. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo
Medved S. 2019, Gradivo in zapiski iz predavanj pri predmetu Vlaknati in iverni lesni ploščni kompoziti
Zbačnik Senegačnik M. 2007. Pasivna hiša. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za arhitekturo: 130 str.
Bauder. Proizvodi za ravne strehe.
https://www.bauder.si/si/ravna-streha/proizvodi-za-ravne-strehe.html (dec. 2021) Betonyp. http://www.betonyp.com/ (dec. 2021)
Cetris. https://www.cetris.cz/en/ (dec. 2021)
CGS olus d.o.o. Hsbcad, Programska oprema za načrtovanje lesenih konstrukcij v montažni gradnji.
https://cgsplus.si/projektiranje/hsbcad/ (dec. 2021) Citylife. Modularna hiša na drevesu kot iz risanke.
https://www.citylife.si/lifestyle/modularna-hisa-na-drevesu-kot-iz-risanke (dec. 2021) Knauf Insulation d.o.o. https://www.knaufinsulation.si/ (dec. 2021)
https://www.pm1.at/en/projects/hallein-retirement-home (dec. 2021) Riko hiše d.o.o.
https://www.riko-hise.si/sl/ (dec. 2021)
Shematski prikaz postopka prefabricirane gradnje (2017)
https://www.researchgate.net/figure/Different-types-of-prefabrication-Source- Moradibistouni-and-Gjerde-2017_fig1_330970744
Ubakus
https://www.ubakus.de/u-wert-rechner/
Woodcube
https://www.wood-cube.com/#modelle (dec. 2021)
Zahvaljujem se mentorici prof. dr. Manji Kitek Kuzman za pomoč, potrpežljivost in vodenje med pisanjem diplomske naloge ter recenzentu prof. dr. Milanu Šerneku.
Posebej bi se rad zahvalil tudi dipl. inž. Mihu Jeraju in podjetju Riko hiše d.o.o. za pomoč in pridobitev gradiva za pisanje diplomske naloge.
Zahvaljujem se tudi svojim staršem, ker so mi omogočili študij in podpirali pri tem.
