Nowoczesne materiały w budowie hal stalowych: izolacje, powłoki i pokrycia dachowe

W budownictwie przemysłowym zmiana nie przychodzi z dnia na dzień, a nowe materiały i technologie nie pojawiają się tak często, jak w świecie AGD czy choćby w branży samochodowej. Są efektem badań i testów oraz zrealizowanych na przestrzeni wielu lat projektów. Dlatego mówiąc o innowacyjnych materiałach budowlanych powinniśmy spodziewać się nowoczesnych procesów ich wytwarzania oraz zoptymalizowanych właściwości technicznych.

Proces budowy hali przemysłowej staje się coraz bardziej wymagający. Jest to spowodowane z jednej strony prawem budowlanym, nakładającym na powstające budynki szereg wymagań dotyczących niskiej, a w perspektywie wręcz zerowej, ich energochłonności. Z drugiej natomiast – wymaganiami inwestorów, którzy chcą budować i użytkować obiekty przyjazne środowisku, czyli takie, które wykonane są z ekologicznych materiałów i przy wykorzystaniu zaawansowanych technologii. Dodatkowo poszukują obiektów oferujących niskie koszty eksploatacji oraz ich długą żywotność. W tym artykule przyglądamy się najważniejszym materiałom, z których – jako generalny wykonawca – korzystamy na co dzień, budując nowoczesne hale przemysłowe dla naszych klientów.

Innowacyjne materiały w konstrukcji i wykończeniu hal stalowych

Współczesna hala przemysłowa to konstrukcja złożona z wielu elementów, z których każdy ma określoną funkcję i znaczący wpływ na efekt końcowy inwestycji, czyli jej trwałość, efektywność energetyczną oraz komfort i bezpieczeństwo użytkowania.

Kluczowymi elementami są konstrukcja dachu, słupy żelbetowe stanowiące trzon budynku, oraz materiały do obudowy ścian i pokrycia dachowe stalowe wraz z produktami izolacyjnymi, które razem chronią obiekt przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, odgrywają ogromną rolę w ograniczeniu wymiany ciepła z otoczeniem oraz zapewniają komfort akustyczny. W Commercecon stawiamy na skuteczne rozwiązania, które zaimplementowaliśmy w dziesiątkach realizacji. Ich wspólnym mianownikiem są trwałość, wysoka jakość wykonania, szybkość montażu oraz zgodność z wymaganiami nowoczesnego, zrównoważonego budownictwa przemysłowego.

Powłoki ochronne i antykorozyjne dla stali

Stal, obok prefabrykowanych elementów żelbetowych, jest dziś najpopularniejszym materiałem, z jakiego wykonuje się konstrukcję nośną hal wielkopowierzchniowych. Dzięki dużej wytrzymałości i sztywności pozwala osiągać duże rozpiętości konstrukcyjne i efektywnie wykorzystywać przestrzeń, jaką oferują hale stalowe. Materiały takie jak stal mają jednak wadę – są podatne na korozję, co – z inżynierskiego punktu widzenia – jest zjawiskiem niebezpiecznym. Postępujący proces korozji powoduje osłabienie stalowych elementów, co zmniejsza ich wytrzymałość. Dlatego odpowiednie powłoki antykorozyjne zabezpieczające przed rdzą są kluczowe dla trwałości konstrukcji hali, a tym samym bezpieczeństwa jej użytkowania. Zabezpieczenia, zgodnie z wymaganiami projektowymi, wykonuje się już w procesie wytwarzania elementów u wytwórcy. Do najpopularniejszych metod zalicza się malowanie oraz cynkowanie stali.

W malowaniu wykorzystuje się farby: alkidowe, epoksydowe, poliuretanowe, poliwinylowe i silikonowe. Niezależnie od wybranego rodzaju powłok antykorozyjnych, kluczowe jest odpowiednie przygotowanie powierzchni. Usuwa się z niej zanieczyszczenia, a następnie poddaje się piaskowaniu i śrutowaniu, by nadać jej odpowiednią chropowatość, a co za tym idzie – zwiększyć jej przyczepność.

Drugą grupę popularnych rozwiązań stanowi cynkowanie. Proces ten polega na pokryciu stali szczelną powłoką cynku odcinającą materiał od kontaktu z korozyjnym środowiskiem. Wyróżnia się dwa procesy pokrywania stali cynkiem: cynkowanie ogniowe oraz cynkowanie galwaniczne.

Pokrycia dachowe – jak wybrać najlepsze dla hali

Dach jest kluczowym elementem konstrukcyjnym każdego budynku. Stoi na pierwszej linii frontu w walce z negatywnymi zjawiskami pogodowymi – utrzymuje ciężar opadów, chroni przed hałasem i zabezpiecza przed stratami ciepła, które – według niektórych źródeł – mogą sięgać nawet 30% całkowitej utraty energii cieplnej budynku. Dlatego przy tak określonej jego funkcji, szczególną rolę przypisuje się dziś właściwościom termoizolacyjnym dachu. I to właśnie o nich możemy mówić w kontekście innowacji materiałowych. Nowoczesne budownictwo przemysłowe stawia na dwa rozwiązania w zakresie izolacji hali stalowej – wełnę mineralną oraz piankę PIR (poliizocyjanurowa).

Od lat wiodącym materiałem do izolacji dachów płaskich, które są cechą charakterystyczną wielkopowierzchniowych hal przemysłowych, jest wełna mineralna. Ceni się ją nie tylko za właściwości termoizolacyjne, ale przede wszystkim za doskonałe parametry odporności ogniowej oraz ważną rolę w akustyce budynku – jej naturalna zdolność pochłaniania dźwięku skutecznie minimalizuje hałas zarówno wydostający się z obiektu, jak i ten dochodzący z zewnątrz.

Do zalet tego produktu możemy jeszcze zaliczyć wytrzymałość na obciążenia mechaniczne. Dlaczego to takie ważne? Na konstrukcję dachu, w trakcie wielu lat użytkowania obiektu, oddziałują różne siły nacisku. Są to opady atmosferyczne oraz coraz częściej panele fotowoltaiczne, a także obciążenia wynikające z przeprowadzanych prac serwisowych  umieszczonej na dachu aparatury technicznej. Właściwie dobrane płyty z wełny mineralnej pozwolą sprostać wymaganiom w zakresie wytrzymałości mechanicznej.

Innym materiałem powszechnie stosowanym do pokrycia dachów stalowych nowoczesnych hal przemysłowych są płyty z pianki PIR. To rozwiązanie bezkonkurencyjne pod względem termoizolacyjności – dzięki wyjątkowo niskiemu współczynnikowi przewodzenia ciepła, płyty te zapewniają doskonałą barierę termiczną przy – co bardzo ważne – minimalnej grubości przegrody.

Oznacza to konkretne korzyści w procesie inwestycyjnym. Cieńsze i lżejsze płyty pozwalają na znaczącą redukcję kosztów transportu (więcej mkw. materiału w jednym ładunku), a także odciążenie konstrukcji nośnej dachu. Dodatkowo, wysoka sztywność i niska waga elementów przyspieszają ich montaż, skracając tym samym czas realizacji inwestycji. Warto jednak pamiętać, że choć pianka PIR jest materiałem o świetnych właściwościach izolacyjnych i odporności mechanicznej, to w przypadku inwestycji o wysokich wymaganiach ognioodporności może mieć ograniczone zastosowanie.

Rodzaje izolacji termicznych i akustycznych – obudowa ścian

Obudowa ścian jest tym elementem konstrukcyjnym, w którym w ostatnich dekadach wprowadzono najwięcej innowacyjnych rozwiązań.

W latach ’90 na budowach dominowała konstrukcja blacha-wełna-blacha. I choć charakteryzowała się dużą elastycznością w kształtowaniu poziomu termoizolacyjności (warstwę materiału izolacyjnego dobierało się indywidulanie do potrzeb), to jej ogromnym mankamentem, z dzisiejszej perspektywy, były mostki cieplne oraz pracochłonny montaż bez możliwości automatyzacji. Wiązało się to z wysokimi kosztami robocizny i długim czasem, w jakim realizowało się hale stalowe. Materiały zmieniały się jednak z czasem, a tym, który pozwolił zrobić krok w kierunku nowoczesności na ścianach była kaseta stalowa z wełną mineralną, która ostatecznie została zastąpiona gotowymi płytami warstwowymi. Dziś są one niekwestionowanym liderem w zakresie izolacji hali stalowej podczas wykonywania obudowy ścian wielkopowierzchniowych hal.

Innowacyjność płyt polega na właściwościach termoizolacyjnych oraz na sposobie ich montażu – szybkim i umożliwiającym układanie płyt nie tylko w poziomie, ale i pionie. Dzięki temu prace związane z obudową hal znacząco przyspieszyły, wpływając zarówno na krótszy czas realizacji inwestycji, jak i mniejsze jej koszty.

W kontekście innowacyjności płyt warstwowych warto jeszcze zwrócić uwagę na kilka innych kwestii. Pierwszą z nich jest estetyka, która stwarza możliwość budowania rozpoznawalności marki klienta. Oczywiście nie jest ona kluczowa z technicznego punktu widzenia, ale w obliczu wymagań urbanistycznych – konieczności wpisywania obiektów przemysłowych w otaczający krajobraz, odgrywa coraz ważniejszą rolę. W ostatnich latach czołowi producenci inwestowali w różnorodność kolorystyczną i strukturalną materiału, jego fakturę oraz powłoki lakiernicze. Dzięki innowacjom na tym polu, nowoczesne hale przemysłowe nie są już dziś wyłącznie nudnymi szarymi budynkami, a stają się ciekawymi architektonicznie bryłami będącymi wizytówką firm, które w nich działają.

Drugą jest coraz bardziej przyjazny środowisku proces ich wytwarzania. Liderem na tym polu jest firma RUUKKI, która wprowadziła ofertę RUUKKI LowCarbon, w skład której wchodzą zarówno ścienne płyty warstwowe, jak i pokrycia dachowe stalowe. Do produkcji płyt wykorzystuje się wysokiej jakości stal produkowaną w piecach elektrycznych, z poddanego recyklingowi złomu stalowego, która posiada takie same właściwości jak stal standardowa. Do tego w procesie produkcji wykorzystywana jest wyłącznie energia pochodząca ze źródeł odnawialnych oraz biogazu.
Ale w stronę ekologii w procesie produkcyjnym idą także wiodący producenci płyt z pianki PIR. Wdrażają oni rozwiązania, w których tradycyjne surowce ropopochodne zastępowane są komponentami z recyklingu – na przykład przetworzonymi odpadami z tworzyw sztucznych (PET).

Co więcej, nowoczesny proces produkcji opiera się na wykorzystaniu czynników spieniających o zerowym potencjale niszczenia warstwy ozonowej oraz energii ze źródeł odnawialnych. Dzięki temu, wybierając płyty PIR nowej generacji, otrzymujemy materiał, który nie tylko redukuje zużycie energii w budynku, ale sam powstaje w procesie o znacznie obniżonym śladzie węglowym.