Open Access (Artykuł w pliku PDF)

Wooden modular construction as an innovative solution for schools of the future

dr inż. Dorota Kram, prof. PK, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0003-3580-7237
dr inż. Katarzyna Nowak, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0003-4902-4751
mgr inż. Klaudia Śliwa-Wieczorek, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0002-4148-1491
dr inż. arch. Hanna Hrehorowicz-Gaber, prof. PK, Politechnika Krakowska, Wydział Architektury
ORCID: 0000-0002-1567-6172
dr hab. inż. arch. Rafał Błazy, prof. PK, Politechnika Krakowska, Wydział Architektury
ORCID: 0000-0002-0466-8855
mgr inż. arch. Alicja Hrehorowicz-Nowak, Politechnika Krakowska, Wydział Architektury
ORCID: 0000-0002-4664-9740
dr inż. arch. Jakub Błachut, Politechnika Krakowska, Wydział Architektury ORCID: 0000-0002-8523-1910
dr inż. arch. Mariusz Łysień, Politechnika Krakowska, Wydział Architektury ORCID: 0000-0002-7500-4036
dr inż. arch. Agnieszka Ciepiela, Politechnika Krakowska, Wydział Architektury ORCID: 0000-0002-3280-4674
mgr inż. arch. Jerzy Dudek, Politechnika Krakowska, Wydział Architektury ORCID: 0000-0002-1541-9512

Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2023.12.06
Doniesienie naukowe

Streszczenie. W artykule dokonano przeglądu i oceny dostępnych rozwiązań konstrukcyjnych oraz wybranych zagadnień fizyki budowli dotyczących budownictwa modułowego realizowanego na bazie drewna, które wpisuje się w trendy budownictwa zrównoważonego. Przedstawiono innowacyjną metodę łączenia elementów za pomocą poliuretanowych złączy podatnych (PZP), zdolnych do przenoszenia obciążeń i dużych deformacji z zachowaniem ich szczelności, która dodatkowo pozwala na demontaż konstrukcji. Porównano wartości współczynnika przenikania ciepła U [W/m2K] zewnętrznej pionowej przegrody modułu z drewna w zależności od zastosowanego rozwiązania.
Słowa kluczowe: budownictwo modułowe; konstrukcje drewniane; analiza cieplna; budownictwo ekologiczne; poliuretanowe złącza podatne.

Abstract. The article reviews and evaluates available construction solutions and selected building physics issues for modular construction based on wood, which meets the trends of sustainable construction. An innovative method of connecting elements using Polyurethane Flexible Joints (PZP) is presented, capable of carrying loads and large deformations while maintaining their tightness, which additionally allows for the disassembly of the structure. The values of the heat transfer coefficient U [W/m2K] were compared for the external vertical partition of the module depending on the solution used.
Keywords: modular construction; timber structures; thermal analysis; ecological building; polyurethane flexible joints.

Literatura
[1] https://www.krakow.pl/aktualnosci/ 277569,34,komunikat,indeks_zdrowych_miast _2023__krakow_z_najlepsza_edukacja. html /dostęp 01.12.2023 r.
[2] Bertram N, Fuchs S, Mischke J, Palter R, Strube G, Woetzel J. Modular construction: From projects to products. McKinsey & Company: Capital Projects & Infrastructure. 2019; 1 – 34.
[3] Choi JO, O’Connor JT, KimT.W. Recipes for cost and schedule successes in industrial modular projects: Qualitative comparative analysis. Journal of Construction Engineering and Management. 2016; https://doi. org/10.1061/(ASCE) CO. 1943-7862.000117.
[4] Garusinghe GDAU, Perera BAKS, Weerapperuma US. Integrating circular economy principles in modular construction to enhance sustainability. Sustainability. 2023; https://doi. org/10.3390/su151511730.
[5] Turner C, Oyekan J, Stergioulas LK. Distributed manufacturing: A new digital framework for sustainable modular construction. Sustainability. 2021; https://doi. org/10.3390/su13031515.
[6] Hsu PY, Aurisicchio M, Angeloudis P. Risk- -averse supply chain for modular construction projects. Automation in Construction. 2019; https://doi.org/10.1016/j.autcon. 2019.102898.
[7] https://www.gmp.de/en/projects/3247/westend- -modular-school-campus/dostęp: 30.11.2023 r.
[8] https://ecologiq. pl/realizacje-publiczne/?realization_ kind=educational#filters-section/dostęp: 30.11.2023 r.
[9] Kotradyova V, Vavrinsky E, Kalinakova B, Petro D, Jansakova K, Boles M, Svobodova H. Wood and its impact on humans and environment quality in health care facilities. International journal of environmental research and public health. 2019; doi: 10.3390/ijerph16183496.
[10] https://www.storaenso.com/en/products/ mass-timber-construction/building-concepts/ school-buildings/dostęp 31.11.2023 r.
[11] Nawrot J. Wpływ wyboru konstrukcji stropu w szkieletowych budynkach stalowych na poziom oddziaływania na środowisko. Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym. 2017.https://doi.org/10.17512/bozpe.2017.2.08.
[12] Kram D. Drewno naturalnym surowcem współczesnego budownictwa. Czasopismo Techniczne. Architektura. 2011; 108 (2-A/1), 123-131. ISSN 1897-6271.
[13] PN-EN 14080:2013 Konstrukcje drewniane – Drewno klejone warstwowo i konstrukcyjnie sklejone drewno lite – Wymagania.
[14] PN-EN 15497:2014 Konstrukcyjne drewno lite łączone na złącza klinowe – Wymagania jakościowe i minimalne wymagania produkcyjne.
[15] PN-EN 16351:2021 Konstrukcje drewniane – Drewno klejone krzyżowo.
[16] Koronaki A, Bukauskas A, Aftab J, Darshil US, Ramage MH. Prefabricated Engineered Timber Schools in the United Kingdom: Challenges and Opportunities. Sustainability. 2021; https://doi. org/10.3390/su132212864.
[17] PN-EN 1995-1-1:2010 – Eurokod 5 – Projektowanie konstrukcji drewnianych – Część 1- 1: Postanowienia ogólne – Regóły ogólne i reguły dotyczące budynków.
[18] Blazy R, Hrehorowicz-Gaber H, Błachut J, Ciepiela A, Łysień M, Dudek J, Hrehorowicz- -Nowak A. Planistyczne aspekty lokalizacji modułowego systemu Zielonej Klasy dla wybranych szkół na terenie Krakowa, Builder. 2023; https://doi. org/10.5604/01.3001.0054.0135.
[19] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. 2022.1225.
[20] PN-EN 1990 – Eurokod 0 – Podstawy projektowania konstrukcji.
[21] Azinović B, Kramar M, Pazlar T, Sustersic I, Gams M, Kwiecień A, Weckendorf J. Experimental and numerical analysis of flexible polymer connections for CLT buildings. In Proceedings of theWorld Conference on Timber Engineering. 2018; Seoul, Republic of Korea (pp. 20-23).
[22] Pečnik JG, Gavrić I, Sebera V, Kržan M, Kwiecień A, Zając B, Azinović, B. Mechanical performance of timber connectionsmade of thick flexible polyurethane adhesives. Engineering Structures. 2021;https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.113125.
[23] Śliwa-Wieczorek K, Derkowski W, Binder E, Kwiecień A, Zając B, Halilovic E, Lotinac S. 202, Shear Stiffness and Capacity of Poly Urethane Flexible Joint in Timber-Concrete Composites. In International Symposiumof the International Federation for StructuralConcrete. 2020; https://link. springer. com/chapter/10.1007/978-3-031-32519-9_46.

Przyjęto do druku: 20.11.2023 r.

Materiały Budowlane 12/2023, strona 27-32 (spis treści >>)