Balkony prefabrykowane - rodzaje i charakterystyka konstrukcji

W budownictwie mieszkaniowym coraz częściej odchodzi się od wykonywania tradycyjnych balkonów i wykorzystuje balkony prefabrykowane. Popularność prefabrykatów wynika z licznych korzyści dla inwestorów i wykonawców, m.in. ze skrócenia harmonogramu robót i związanych z tym oszczędności, a także z ułatwienia realizacji poszczególnych etapów montażu na placu budowy.

Spis treści

1. Rodzaje i charakterystyka balkonów
2. Zastosowanie płyt balkonowych
3. Korzyści i ograniczenia
4. Perspektywy rozwoju konstrukcji prefabrykowanych balkonów

Pojęcie prefabrykacji odnosi się do takiego projektowania i wykonywania różnych elementów budowlanych, które cechują się:

• podziałem na części i elementy funkcjonalne;
• specjalizacją wykonawstwa (produkcja, transport, montaż);
• mechanizacją robót;
• ograniczeniem robót na budowie do samego montażu.

W dużym uproszczeniu można stwierdzić, że balkony prefabrykowane są to gotowe elementy przytwierdzane do zewnętrznej ściany budynku, zwykle wykonywane na indywidualne zamówienie, ściśle według wymagań projektowych.

Balkony prefabrykowane wykorzystuje się przede wszystkim przy budowie nowych obiektów, ale niekiedy także podczas remontów i modernizacji starych budowli. Montowane są w budynkach mieszkalnych na osiedlach deweloperskich, czasami też w budownictwie jednorodzinnym, w obiektach komercyjnych i przemysłowych. Tak wszechstronne zastosowanie czyni je uniwersalnymi elementami architektonicznymi.

Rodzaje i charakterystyka balkonów

W zależności od specyfiki danego obiektu i jego przeznaczenia można wyróżnić wiele rodzajów tego typu konstrukcji. Wybór danego rozwiązania zwykle uwarunkowany jest ograniczeniami technicznymi projektu. W zależności od technologii balkony prefabrykowane można podzielić na: wspornikowe z wkładką termoizolacyjną, podparte oraz podwieszane.

Ze względu na lokalizację wyróżnia się balkony: narożne, zgrupowane, odizolowane zewnętrznymi schowkami czy typu loggie.

Balkony wspornikowe

W budownictwie mieszkaniowym w Polsce najczęściej spotyka się balkony wspornikowe utwierdzane w stropach kondygnacji lub w ścianach nośnych tak, aby zapewnić solidne zakotwienie płyty balkonowej. Powszechne jest zastosowanie konstrukcji żelbetowej – zbrojenie płyty stropu łączy się z wysuniętą płytą wspornikową balkonu za pomocą specjalnych łączników termoizolacyjnych. Materiałem budowlanym wykorzystywanym do wyrobu balkonów prefabrykowanych wspornikowych jest beton licowy, który nie wymaga dodatkowej impregnacji lub malowania.

Istotnym elementem tego typu prefabrykowanych płyt balkonowych są systemy łączników (zwane też izokorbami lub isocorbami) z wkładką termiczną eliminującą powstawanie mostków termicznych pomiędzy płytą balkonową a stropem. Taki system montażowy nie tylko chroni przed przenikaniem ciepła w miejscu połączenia. Zapewnia również stabilne mocowanie, a w wielu przypadkach pełni także funkcję zabezpieczenia przeciwogniowego. To jednak nie wszystko.

Należy pamiętać, że straty ciepła w obszarach mostków termicznych powodują obniżenie temperatury powierzchni i wytrącanie się na nich kondensatu. W zależności od wilgotności względnej na powierzchni przegrody może dojść do rozwoju pleśni. Zastosowanie nośnych elementów termoizolacyjnych (izokorb) w połączeniu z odpowiednią analizą obliczeniową wpływa na obniżenie zapotrzebowania na energię pierwotną, ułatwia też optymalne projektowanie powłoki budynku i dobór wyposażenia technicznego. Łączniki izolacyjne skutecznie zmniejszają również ryzyko powstawania pleśni.

Zaletą balkonów prefabrykowanych jest możliwość uzyskania jednorodnych kształtów i rozmiarów tego typu konstrukcji, ponieważ płyty są fabrycznie odlewane z jednej formy. Taką techniką wykonuje się różne rodzaje balkonów, np. płaskie, narożne, z gotowymi spadkami (zapewniającymi odprowadzanie wody opadowej) i rynnami czy z kotwami do montażu balustrady. Poza tym większość producentów zapewnia możliwość realizacji okołokołnierzowania, struktur antypoślizgowych, kapinosów czy wymaganych zaokrągleń.

Balkony podparte

Balkony podparte opiera się na stropie budynku oraz na słupach – stalowych, żelbetowych bądź drewnianych – umieszczonych na niezależnych fundamentach. W tym przypadku również stosuje się ww. łączniki termoizolacyjne. Przy czym połączenie z budynkiem ma tu na celu jedynie stabilizację konstrukcji – zapobieganie odchylaniu się jej na boki. Tego typu balkony można łatwo wbudować w już istniejących obiektach. Mogą też stanowić samonośne konstrukcje dostawne, łatwe do kształtowania. Odmianą balkonów podpartych są loggie oparte na ścianach budynku.

Balkony podwieszane

Balkony podwieszane mocowane są do ścian konstrukcyjnych przy pomocy cięgien stalowych lub stalowych elementów z zastrzałami i belkami od spodu płyty. Takie balkony wyróżniają się dużą lekkością i łatwym montażem. Z reguły wykonywane są ze stali nierdzewnej z elementami szkła i drewna.

Przeczytaj również:

• Balkon podwieszany czy balkon dostawny? Jak dobudować balkon w bloku - formalności, koszty
• Technologie prefabrykacji w budynkach wielorodzinnych. Dlaczego warto je stosować?
• Prefabrykaty. Jak projektuje się i buduje domy z prefabrykatów? Przykłady realizacji

Zastosowanie płyt balkonowych

Prefabrykowane płyty balkonowe mają szerokie zastosowanie przede wszystkim w budownictwie mieszkaniowym wielorodzinnym i jednorodzinnym realizowanym przez deweloperów. Rzadziej stosowane są w obiektach użyteczności publicznej i przemysłowych. Teoretycznie takie konstrukcje można stosować także w projektach domów prywatnych, ale trzeba liczyć się z tym, że wybór prefabrykatów pociągnie za sobą znacznie wyższe koszty.

Nieco inaczej jest wówczas, gdy cały budynek wykonuje się z gotowych modułów. Niemniej jednak prefabrykaty sprawdzają się tam, gdzie liczy się krótki czas realizacji, czyli głównie w przypadku inwestycji deweloperskich.

Korzyści i ograniczenia

Popularność balkonów prefabrykowanych wynika głównie z licznych korzyści płynących z zastosowania takich konstrukcji, zarówno dla inwestorów, wykonawców, jak i pracowników budowlanych. Można to zaobserwować szczególnie w odniesieniu do dużych inwestycji deweloperskich, takich jak pojedyncze bloki czy rozbudowane osiedla mieszkaniowe.

Jedną z najistotniejszych zalet jest możliwość skrócenia harmonogramu budowy za sprawą ograniczenia zakresu prac wykonywanych na miejscu i przeniesienia wielu czynności do zakładów produkcyjnych. Nadzór przez fabrykę oznacza też mniejsze ryzyko uszkodzenia komponentów i lepszą jakość końcowego produktu. Wynika to ze specyfiki warunków w zakładach – w szczególności wyeliminowania problemu zawilgocenia, zmiennej temperatury otoczenia, zanieczyszczeń, pyłu czy kurzu. Dodatkowo restrykcyjne procedury zakładowe skuteczniej kontrolują (a tym samym chronią) pracowników przed obrażeniami w miejscu pracy.

Należy również zwrócić uwagę na aspekty środowiskowe prefabrykowanych konstrukcji balkonowych. Zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju przygotowanie gotowych płyt balkonowych w zakładzie produkcyjnym ułatwia optymalizację wykorzystywanego materiału, a także ogranicza ilość powstających odpadów i wpływa na ich racjonalne zagospodarowanie.

Starannie zaplanowany proces wyrobu komponentów prefabrykowanych zgodnie z wymaganiami przyczynia się do zmniejszenia zużycia wody oraz zredukowania produktów ubocznych i odpadów do minimum. Podczas wznoszenia obiektów z wykorzystaniem prefabrykatów do budynku wprowadza się znacznie mniejszą ilość wody (w porównaniu z tradycyjną technologią), co zmniejsza ryzyko błędów przy pracach wykończeniowych i zaistnienia warunków pogarszających właściwości konstrukcji.

Kolejną istotną korzyścią jest możliwość ograniczenia skomplikowanych prac zbrojarskich, szalunkowych i betonowania na wysokości. Zapewnia to porządek na placu budowy, zmniejsza zużycie wielu zasobów i zapotrzebowanie na niektóre maszyny budowlane i urządzenia. Znacznie łatwiej jest wtedy skoordynować pracę poszczególnych ekip wykonawców.

Nie sposób pominąć funkcji nowoczesnych łączników termoizolacyjnych, które nie tylko zapobiegają tworzeniu się mostków cieplnych, grzybów i pleśni, ale też umożliwiają uzyskanie smuklejszej konstrukcji ścian zewnętrznych. Element ten dostępny jest na rynku także w wersji z ochroną przeciwpożarową. Zastosowanie betonu wodoszczelnego sprawia, że podczas montażu konieczne jest już tylko uszczelnienie połączenia z budynkiem. Na uwagę zasługuje także szybki i stosunkowo prosty montaż.

Do innych ważnych zalet balkonów prefabrykowanych można zaliczyć m.in.:

• odporność na działanie czynników atmosferycznych (mrozoodporność i wodoszczelność);
• szybką realizację;
• mniejszy nakład pracy;
• precyzję i jakość wykonania;
• większe bezpieczeństwo na placu budowy;
• brak konieczności dodatkowej obróbki;
• zmniejszone wydatki na wynajem niektórych maszyn i urządzeń;
• szeroki wybór dodatkowych elementów wykończenia (np. powłoka antypoślizgowa);
• indywidualne dostosowanie parametrów;
• powtarzalność i zachowanie walorów estetycznych (odlewanie z tych samych form gwarantuje uzyskanie identycznych płyt);
• doradztwo i obsługę (wiele firm zapewnia wykonanie projektu, magazynowanie, transport).

Jednym z największych ograniczeń związanych z inwestycją w balkony prefabrykowane jest stosunkowo wysoki koszt inwestycyjny i eksploatacyjny. Za obszar problematyczny można uznać przewóz prefabrykatów, który ze względu na masę, kształt i ich wymiary wymaga specjalistycznych środków transportu, a także odpowiedniego sprzętu do rozładunku i montażu.

Przeszkodę może również stanowić znaczna odległość transportu i związane z tym dodatkowe koszty oraz konieczność budowy dróg transportowych. Biorąc pod uwagę aspekty ekonomiczne, można stwierdzić, że balkony prefabrykowane są stosunkowo drogie, a nakładów finansowych na realizację projektu nie można rozłożyć w czasie.

W przypadku dużych inwestycji deweloperskich można jednak znacznie przyspieszyć czas realizacji poszczególnych etapów budowy, dzięki czemu takie rozwiązanie jest opłacalne. Jest tak, ponieważ mniejsze zużycie materiałów, skrócenie czasu budowy i ograniczenie zapotrzebowania na pracę ludzi amortyzuje wyższe koszty transportu. W indywidualnych projektach domów, w których szybkość wznoszenia budynku nie ma aż takiego znaczenia, zwykle zastosowanie prefabrykatów pociąga za sobą o wiele wyższe koszty niż w przypadku budownictwa tradycyjnego.

Kolejnym utrudnieniem jest konieczność zachowania ostrożności podczas obchodzenia się z prefabrykowanym betonem. Zazwyczaj prefabrykaty są ciężkie i duże, co utrudnia swobodną manipulację nimi. Do przenoszenia tych elementów na budowie używa się żurawi przenośnych lub wieżowych.

Należy także zwrócić uwagę na ograniczenia architektoniczne – zastosowanie elementów prefabrykowanych może stanowić duże wyzwanie w przypadku niektórych skomplikowanych projektów. Trudności mogą także pojawić się wtedy, gdy zajdzie potrzeba zmodyfikowania konstrukcji.

Niezmiernie duże znaczenie dla stabilności konstrukcji balkonów prefabrykowanych ma odpowiedni montaż i jakość wykonanego połączenia. Miejsca zespolenia balkonu ze stropem to także potencjalny obszar tworzenia się mostków termicznych oraz przedostawania się wilgoci. Konieczne jest zatem zastosowanie skutecznych łączników termoizolacyjnych i zadbanie o ich solidne mocowanie. Istotna w tej kwestii jest rola osoby nadzorującej i doświadczenie ekipy montażowej.

Decydując się na wznoszenie obiektów w technologii prefabrykacji, należy zawsze być świadomym zagrożeń, jakie niesie specyfika tych budynków. W związku z ryzykiem niedokładnego montażu czy zastosowania materiałów o gorszych właściwościach niż projektowane należy przed realizacją bardzo dokładnie przeanalizować możliwe niekorzystne i niebezpieczne sytuacje oraz odpowiednio im zapobiegać.

Perspektywy rozwoju konstrukcji prefabrykowanych balkonów

Rozwój materiałowy w prefabrykacji elementów budowlanych zmierza do zwiększenia wykorzystania betonów o ultrawysokiej wytrzymałości, a także zastosowania innowacyjnych spoiw (np. geopolimerów). W przyszłości można również spodziewać się wzrostu zainteresowania betonem ze stalowym zbrojeniem rozproszonym czy ze zbrojeniem niemetalowym (z bazaltu, kevlaru, włókna szklanego). Dynamicznie rozwijającą się grupą materiałów budowlanych są też domieszki chemiczne, które stanowią bardzo ważny składnik nowoczesnych betonów.

Naukowcy i specjaliści wiążą duże nadzieje z metodami produkcji prefabrykatów za pomocą technik druku 3D. W ten sposób możliwe byłoby wytwarzanie płyt o skomplikowanym kształcie, co przy obecnej technologii jest z reguły zbyt trudne i nieopłacalne w wykonaniu.

Nie wolno zapomnieć o kwestii zrównoważonego rozwoju w budownictwie prefabrykowanym. W obliczu rosnącego zainteresowania ekologią można przypuszczać, że prefabrykacja płyt balkonowych będzie zmierzać w kierunku lepszego zagospodarowania materiałów odpadowych, w tym recyklingu i ograniczenia ilości produktów ubocznych. Jednym z kierunków rozwoju materiałowego w prefabrykacji jest także dążenie do obniżenia śladu węglowego poprzez zastosowanie betonów nisko- i zeroemisyjnych.

inż. Marianna Leśniewicz