Jaka konstrukcja budynku w gospodarstwie?

Wbór technologii budowy budynku w gospodarstwie nie jest łatwy, bowiem należy uwzględnić takie czynniki, jak: koszty materiałów i wykonania, czas budowy i szybkość rozpoczęcia cyklu produkcyjnego, a także trwałość konstrukcji i łatwość utrzymania jej w czystości.

Tradycja czy nowoczesność?

Duży wpływ na powyższe kryteria związane z inwestycją w budynek inwentarski czy magazynowy ma wybrany system budowy.
Obecnie często obiekty są realizowane w systemie tradycyjnym unowocześnionym. Składają się z tradycyjnych materiałów ściennych (cegieł, bloczków) i materiałów prefabrykowanych, tworzących szkielet budowli.
Z kolei budowa w systemie uprzemysłowionym sprowadza się do wykorzystania prefabrykatów nie tylko do wznoszenia konstrukcji szkieletowej, ale także do wypełnienia ścian osłonowych. Wyprodukowane w fabryce metalowe lub żelbetowe elementy konstrukcyjne trzeba dostarczyć do gospodarstwa, a następnie zmontować całą konstrukcję na terenie budowy. Jest to niewątpliwie najszybszy sposób wznoszenia budynków, ale wiąże się z wyższymi kosztami, wynikającymi m.in. z użycia ciężkiego sprzętu do montażu konstrukcji, ale także odległości od wytwórni z uwagi na koszt transportu. Porównanie różnych konstrukcji zamieściliśmy w ramce na sąsiedniej stronie.
Zanim jednak będzie można przystąpić do wznoszenia ścian, musimy zadbać o solidny fundament.

Fundament pierwszą barierą?

Podstawową rolą fundamentu jest zapewnienie bezpiecznego przeniesienia obciążeń na grunt. Zaznaczmy, że Prawo budowlane nakłada na każdego inwestora (właściciela gospodarstwa) wykonanie badań geotechnicznych, których celem jest określenie nośności gruntu pod projektowanymi fundamentami oraz ustalenie warunków gruntowo-wodnych.
Projektowanie i wznoszenie budynku bez wymaganych badań geotechnicznych niesie ze sobą ryzyko powstania awarii lub katastrofy budowlanej. Dzieje się tak zazwyczaj, kiedy ławy fundamentowe są niewłaściwie zaprojektowane i nie są w stanie przenieść obciążeń budynku, jakie na nie działają.
Z kolei przewymiarowane fundamenty wprawdzie przenoszą bezpiecznie obciążenia na grunt, ale ich wykonanie może kosztować zbyt wiele i przekroczyć koszt badań gruntowych.

Ściany dla inwentarza

Wśród współczesnych budynków inwentarskich najczęściej spotykamy się z konstrukcją opartą na ścianach murowanych (z cegły wapienno-piaskowej, rzadziej z gazobetonu), często z izolacją termiczną.
Murowane ściany zewnętrzne (nośne) mogą być też wznoszone z dodatkowym elementem nośnym w postaci słupów żelbetowych. Słupy są ukrywane w ścianach murowanych (pozostawiane są tzw. strzępia, dzięki czemu wylewany słup może dobrze połączyć się ze ścianą).
Obliczenia konstrukcyjne ścian wykonuje się głównie w celu zapewnienia bezpieczeństwa późniejszej eksploatacji obiektu. Projektant powinien uwzględnić w obliczeniach specyfikę jego eksploatacji, wysokość pomieszczeń, warunki mikroklimatu wnętrz, materiały, z jakich ma być wykonana ściana. Ważna jest także  wytrzymałość ścian, technologia ich wznoszenia (cienkie czy normalne spoiny), wytrzymałość zaprawy, a nawet kwalifikacje jakimi dysponuje wykonawca.

Kształt dachu

Konstrukcje dachowe są w dużej mierze uzależnione od rozpiętości, czyli od szerokości budynku.
Wybór odpowiedniego typu konstrukcji dachowej ma istotny wpływ na kształtowanie wnętrza budynku pod względem funkcjonalnym i technologicznym. Najkorzystniejszy pod względem kształtowania funkcjonalnego i technologicznego jest układ jednonawowy, gdyż umożliwia swobodne kształtowanie wnętrza, które nie jest w żaden sposób ograniczone słupami. Dodatkową zaletą jest łatwość modernizacji lub adaptacji takich budynków do innych celów.
W budynkach jednonawowych najczęściej wykorzystuje się konstrukcje nośne wykonane z profili stalowych lub mieszane, np. żelbetowo-stalowe (słupy nośne wykonane z żelbetu, a dźwigary lub rygle dachowe ze stali).  Stalowe ramy konstrukcji nośnej budynku mogą być wykonywane z profili walcowanych, złożonych lub jako blachownice. Konstrukcja musi być odpowiednio dobrana pod względem wytrzymałościowym oraz przystosowana do montażu i transportu na budowę.
W budynkach trójnawowych i wielonawowych pojawiają się elementy konstrukcji wsporczej dachu. W tego typu budynkach często wykorzystuje się kilka materiałów budowlanych, np. słupy w ścianach zewnętrznych są żelbetowe, konstrukcja płatwi, kleszczy, słupów wewnętrznych jest stalowa, a krokwie mogą być drewniane lub stalowe.

Drewno w budownictwie

W budownictwie rolniczym drewno wykorzystywane jest najczęściej do wykonywania elementów konstrukcji dachowych w postaci dźwigarów kratowych, głównie ze względu na niski ciężar takiej konstrukcji, możliwość prefabrykacji czy szybki montaż przez dekarzy.
Drewniane konstrukcje mają zastosowanie w budynkach gospodarczych oraz produkcyjnych, np. kurnikach, chlewniach, oczywiście po odpowiednim zabezpieczeniu przed korozją.
Rzadziej w konstrukcji budynków w gospodarstwie wykorzystuje się elementy z drewna klejonego (mimo wielu zalet), czego główną przyczyną jest wyższy koszt w stosunku do innych materiałów, np. stali.
Mniejsza popularność drewna w budownictwie rolniczym związana jest z jednej strony z kosztami wykonania konstrukcji, brakiem wyspecjalizowanych firm produkcyjnych i wykonawczych, a z drugiej strony błędnego przeświadczenia o niższej trwałości takich konstrukcji w stosunku do stali, żelbetu czy konstrukcji murowych.
               

Pomysł na magazyn

W dużych gospodarstwach, gdzie wymagana jest duża powierzchnia składowania, magazyny te wykonywane są najczęściej w konstrukcji stalowej, gdzie elementami nośnymi są stalowe słupy i rygle dachowe lub dźwigary kratowe stalowe z usztywnieniami w postaci ściągów dachowych i ściennych oraz ryglami ściennymi, do których mocowana jest blacha trapezowa stanowiąca wykończenie ścian.
W konstrukcji dachowej pojawiają się płatwie stalowe pełnościenne lub skratowane (rzadziej drewniane skratowane) stanowiące podparcie dla pokrycia dachowego.
Alternatywnym i znacznie tańszym rozwiązaniem może być wykorzystanie do magazynowania ściółki i siana, albo do innych celów lekkich hal namiotowych. Mają one jeszcze dodatkową zaletę – można je w dowolnym momencie rozmontować i przenieść w inne miejsce.

Izolacyjny budulec

W przypadku projektowania budynków inwentarskich należy przede wszystkim zadbać o odpowiednią przestrzeń dla zwierząt, powierzchnię dla ciągów technologicznych, a także zapewnienie odpowiednich parametrów mikroklimatu (temperatura, wilgotność, przepływ powietrza) wewnątrz budynku. Celem jest uzyskanie w budynku prawidłowego dobrostanu zwierząt.
Z tego względu ważne jest prawidłowe wykonanie ścian nie tylko pod względem nośności, trwałości, ale także pod względem cieplno-wilgotnościowym. Dobór materiałów w tej kwestii nie może być przypadkowy. 
Wewnątrz budynków dla drobiu i trzody chlewnej wymagana jest temperatura na poziomie 18-20C, czyli w zasadzie jest to zakres temperatur, jakie występują w budynkach mieszkalnych. Z tego względu można zastosować kryteria dla pomieszczeń gdzie wymagana jest temperatura > 16C. Współczynnik przenikania ciepła powinien tu wynosić U < 0,23 W/m2K. Co to oznacza?
W praktyce ściana budynku musi mieć odpowiednio dobraną izolację cieplną. Przykładowo ściany nośne zewnętrzne, np. z bloczków wapienno-piaskowych o grubości 24-25 cm wymagają docieplenia styropianem lub wełną mineralną o grubości 15-20 cm.

Dobór izolacji

Dobrze dobrana izolacja cieplna ścian i dachu nie powinna dopuścić do wykroplenia się pary wodnej na powierzchni przegrody ani w jej wnętrzu (kondensacja pary wodnej). Często więc budynki inwentarskie mają ściany trójwarstwowe, ale to podnosi koszt budowy.
W przypadku budynków inwentarskich wykonanych w szkielecie stalowym bardzo często zewnętrzne ściany osłonowe wykonuje się z płyt warstwowych. Szczególnie są one stosowane w budynkach dla drobiu, ale także budynkach przechowalniczych, np. przechowalniach ziemniaków, owoców. Płyty warstwowe charakteryzują się niską masą, małą pojemnością cieplną, dzięki czemu szybko można osiągnąć żądaną temperaturę wewnątrz pomieszczenia z pominięciem bezwładności cieplnej konstrukcji nośnej.

Szybka budowa i produkcja

Wykonanie obudowy budynku inwentarskiego lub przechowalni z płyt warstwowych ma wiele zalet. Należą do nich: szybki montaż, ograniczone prace betonowe (jedynie fundamenty i ściany fundamentowe z cokołem), możliwość szybkiego uruchomienia produkcji.
Jak w każdym przypadku istnieją też i wady, a mianowicie w budynkach dla zwierząt i magazynowania, (np. warzyw, owoców) należy wykonać dodatkowe pokrycie ścian od wewnątrz materiałami odpornymi na środki odkażające i ułatwiające utrzymanie w czystości.