Co to jest strop Kleina?

Strop stanowi jeden z istotnych elementów konstrukcyjnych budynku. W XX wieku szczególną popularnością cieszył się strop Kleina. Ten tradycyjny strop stalowo-ceramiczny wyróżniał się wysoką estetyką i stosunkowo prostą budową, pozwalającą na wzmocnienie zniszczonych, drewnianych konstrukcji.

Choć obecnie tego typu rozwiązanie jest już rzadkością, to warto przyjrzeć się bliżej temu rozwiązaniu. Czym dokładnie jest strop Kleina i dlaczego obecnie nie stosuje się tego rozwiązania architektonicznego?

Strop Kleina – co to jest?

Stropy Kleina po raz pierwszy zostały zastosowane na początku XX wieku. Należą do kategorii stropów belkowych, w których głównym elementem nośnym są stalowe belki, rozłożone w sposób równoległy, tak by umożliwić skuteczne podparcie elementów wypełniających i podłóg.

Klasyczne stropy Kleina wykonane są z dwuteowych belek stalowych. Na ich dolnych stopkach opiera się płyta ceramiczna, wykonana z cegieł pełnych lub z otworami. Dla wzmocnienia konstrukcji płyta ceramiczna dodatkowo zbrojona jest płaskownikami lub prętami okrągłymi, które zapewniają pełną stabilizację i nośność konstrukcji.

Wielkość cegieł i ich kształt uzależniony jest od rozstawu belek oraz przewidywanych obciążeń. Całość konstrukcji zwykle wykańczano tradycyjnym tynkiem cementowo-wapiennym. Z uwagi na specyficzną konstrukcję, stropy Kleina wymagają dodatkowej, solidnej warstwy izolacji akustycznej, która zapobiegnie przenoszeniu dźwięku z górnej kondygnacji. W tym celu zwykle wykorzystywano materiały granulowane, takie jak wełny mineralne, polistyren czy włókna celulozy.

Co wyróżnia stropy Kleina?

Tym, co wpłynęło na wysoką popularność stropów Kleina, jest ich niepalność oraz maksymalne usztywnienie konstrukcji ścian nośnych (w zestawieniu z powszechnie stosowanymi w XX wieku stropami drewnianymi). Co więcej, rozwiązanie to okazało się wysoce ekonomiczne. Sposób wykonania stropu Kleina i rodzaj zastosowanych materiałów można z łatwością dopasować do przewidywanych obciążeń występujących m.in. między piętrami czy nad ostatnią kondygnacją.

Strop Kleina – rodzaje

Duży wpływ na popularność stropów Kleina bez wątpienia miała możliwość zastosowania różnorodnych wariantów wykończenia. Te zwracały szczególną uwagę od spodu (jako sufit), przybierając postać:

- Stropu Kleina prostego – jako klasyczny sufit, strop Kleina płaski miał całkowicie płaską, równą powierzchnię. To wariant, który najczęściej stosowano w domach jednorodzinnych i budynkach użytkowych.

- Strop Kleina łukowy – zwracał uwagę specyficzną konstrukcją, w której cegły pomiędzy poszczególnymi belkami układane były w delikatne (lub wyraźne) łuki. Tego typu rozwiązanie stosowano w pałacach i kamienicach. Również obecnie stropy Kleina łukowe cieszą się zainteresowaniem, w przypadku budynków stylizowanych na zabytkowe.

- Strop Kleina lekki – stosowane przede wszystkim w niewielkich pomieszczeniach. Z uwagi na niewielką grubość, wyróżniają się znacznie niższym ciężarem, co równocześnie przekłada się na mniejszą nośność.

- Strop Kleina półciężki – wyróżnia się znacznie większą nośnością i wytrzymałością, przez co był powszechnie stosowany w domach jednorodzinnych i budynkach gospodarczych.

- Strop Kleina ciężki – to rodzaj stropu dedykowany do szczególnych obciążeń. Wyróżnia się najwyższym poziomem wytrzymałości i nośności, dzięki czemu sprawdzi się wszędzie tam, gdzie występują wysokie obciążenia. Warto jednak pamiętać, że aby tego typu strop mógł uzyskać określone parametry, musi współgrać z całą konstrukcją budynku, w tym w szczególności z jego ścianami nośnymi.

Strop Kleina – zastosowanie

Obecnie stropy Kleina stanowią prawdziwą rzadkość w budownictwie. Jednak niekiedy, w szczególności w budownictwie stylizowanym na zabytkowe, w dalszym ciągu możemy spotkać tego typu konstrukcje.

Dodatkowo, stropy Kleina często stosowane są jako dodatkowe wzmocnienie stropu w obiektach zabytkowych, w których doszło do postępującego kruszenia się stropu.

Jeszcze w XX wieku, tego typu rozwiązanie powszechnie stosowano w domach jednorodzinnych, kamienicach, budynkach gospodarczych i budynkach rolnych. Co ciekawe, konstrukcja stropów Kleina wykorzystywana była również podczas budowy balkonów. Obecnie można ją zauważyć w starszych kamienicach i budynkach mieszkalnych z minionego wieku.

W nowoczesnym budownictwie stropy Kleina zostały wyparte przez nowe technologie, wyróżniające się znacznie wyższymi parametrami technicznymi.

Zalety i wady stropów Kleina

Na popularność stropów Kleina wpływ miała długa lista zalet tego typu rozwiązania. Cechy te były szczególnie korzystne, w zestawieniu z wcześniej powszechnie stosowanymi stropami drewnianymi. Wśród tych szczególnie istotnych zalet, wymienić można m.in. takie cechy, jak:

- Niepalność – w porównaniu ze stropami drewnianymi, stropy Kleina zapewniały znacznie wyższe poczucie bezpieczeństwa. Konstrukcje z drewna narażone były na doszczętne zniszczenia, w przypadku wystąpienia pożaru. Wówczas nowoczesne stropy Kleina stanowiły zmianę o 180 stopni. Zastosowanie niepalnych materiałów sprawiało, że konstrukcja była niemal w pełni odporna na zniszczenia wywołane pożarem. Obecnie cecha ta powoli odchodzi na dalszy plan. Nowoczesne technologie, podobnie jak stropy Kleina wyróżniają się wysoką odpornością na działanie ognia.

- Wysoka sztywność ścian nośnych – odpowiednio wykonane stropy Kleina pozwalają na skuteczne usztywnienie konstrukcji ścian nośnych, szczególnie w zestawieniu ze stropami wykonanymi z drewna. Cecha ta pozwoliła na uzyskanie znacznie większej stabilności budynku, sprawiając, że te w znacznie mniejszym stopniu narażone były na skrzywienie, nierówne osiadanie, a w niektórych przypadkach również na katastrofy budowlane.

- Możliwość dostosowania do rzeczywistych potrzeb – różnorodne techniki wykonywania stropów Kleina pozwalały na skuteczne dopasowanie rozwiązań do rzeczywistych potrzeb. To z kolei pozwoliło na realne obniżenie kosztów budowy, szczególnie w przypadku mniejszych pomieszczeń, w których występujące obciążenie było nieznaczne.

- Niskie koszty – materiały wykorzystywane do budowy stropów Kleina wyróżniają się wysoką dostępnością, co w sposób jednoznaczny wpłynęło na niższą cenę. Zaleta ta była szczególnie istotna w okresie PRL-u, kiedy to rozpoczęto budowę domów wielorodzinnych na masową skalę.

- Możliwość samodzielnej budowy – stropy Kleina z uwagi na prostą konstrukcję mogły być w całości wykonywane w oparciu o system gospodarczy. Wykonanie solidnego stropu nie wymagało dysponowania odpowiednimi narzędziami czy wieloletnim doświadczeniem budowlanym.

Jak widać, lista zalet stropów Kleina jest naprawdę imponująca. Co więc sprawiło, że rozwiązanie to zostało wyparte przez nowoczesne technologie? Aby to ocenić, warto dokładnie zapoznać się z listą wad stropów Kleina:

- Czasochłonne prace budowlane – szczególnie w zestawieniu z nowoczesnymi technologiami. Stropy Kleina budowane są bezpośrednio na budynku. Wymagają wcześniejszego, odpowiedniego osadzenia belek stalowych i wykonania solidnej płyty z cegieł. To znacząco wydłuża czas całej realizacji, co w dobie dostępnych rozwiązań prefabrykowanych nie stanowi realnej konkurencji.

- Przy większych powierzchniach nieopłacalne – choć materiały wykorzystywane do budowy stropów Kleina są dostępne na szeroką skalę, co znacząco wpływa na niższy koszt, to w przypadku większych konstrukcji może się okazać mało opłacalnym rozwiązaniem. Istotny wpływ na ostateczny koszt wykonania stropu Kleina mają koszty robocizny. Z uwagi na szeroki zakres prac, te mogą znacząco podnieść koszt całej inwestycji, sprawiając, że ta stanie się mniej korzystna, w zestawieniu z nowoczesnymi metodami budowy stropów.

- Narażony na ugięcia – choć stropy Kleina jeszcze niedawno były powszechnie stosowanym rozwiązaniem, to nie są w pełni uniwersalne. W przypadku rozpiętości, wynoszącej powyżej 5 metrów, konstrukcja stropu Kleina wymagała dodatkowego podparcia. Brak zastosowania dodatkowego wzmocnienia sprawia, że konstrukcja budynku jest bardziej narażona na ugięcia, a niekiedy również zwiększa ryzyko wystąpienia katastrofy budowlanej.

- Wymagają pełnego deskowania – staranne zabezpieczenie płyty ceglanej wymaga dodatkowego wzmocnienia konstrukcji od spodu, poprzez wykonanie pełnego deskowania, podwieszonego do dolnych belek stropu. To przekłada się nie tylko na znaczące wydłużenie prac, ale również zwiększenie kosztów inwestycyjnych.

Dlaczego stropy Kleina zostały wyparte z nowoczesnego budownictwa?

Choć lista zalet stropów Kleina prezentuje się naprawdę imponująco, to warto pamiętać, że te odnoszą się w głównej mierze do wcześniej stosowanych technologii drewnianych, na tle których stropy Kleina wypadały naprawdę korzystnie. Rozwój budownictwa sprawił, że obecnie stropy Kleina nie stanowią przewagi.

Obecnie, planując budowę domu jednorodzinnego, obiektu przemysłowego lub budynku gospodarczego zdecydować się można na zastosowanie znacznie nowocześniejszych rozwiązań, które pozwolą na uzyskanie jeszcze lepszych parametrów technicznych, często przy znacznie niższym koszcie budowy.

Warto jednak docenić ten relikt przeszłości i w przypadku obiektów, w których zastosowano stropy Kleina, zdecydować się na kompleksowy remont. To sprawi, że budynek nie straci swojego pierwotnego charakteru, a jednocześnie zachowa wyjątkowy styl i utrzyma wysoką funkcjonalność.

Jak wzmocnić strop Kleina?

W przypadku planowanego remontu stropu Kleina warto w pierwszej kolejności zadbać o jego wzmocnienie. W tym celu zaleca się oparcie belek stalowych o wieniec żelbetowy. Zastosowanie tego rozwiązania pozwoli wzmocnić konstrukcję ścian i przenieść siły, dotychczas skupione na końcach belek, na znacznie większą płaszczyznę muru.

W przypadku niewielkich zniszczeń, w których doszło do utraty nośności na poziomie nie wyższym niż 20%, wystarczającym wzmocnieniem może się okazać dodatkowe obetonowanie górnych stref stalowych belek. Działanie to pozwoli na poszerzenie strefy ściskania, zwiększając tym samym ramię sił wewnętrznych. Alternatywnie można się zdecydować na zastosowanie wzmocnienia poprzez zespolenie belek stalowych z monolityczną płytą żelbetową.