Pierwsze wzmianki o stropie Kleina sięgają początków XX wieku. Szczyt popularności tej konstrukcji ocenia się na okres PRL. Korzystano z tego rozwiązania w domach jednorodzinnych, szczególnie na ostatniej kondygnacji. Rozwiązanie było również często stosowane w trakcie remontów starych budynków. Stropy Kleina zastępowały uszkodzenia belek stropu, wykonanego z drewna. Sprawdzały się, gdy występował otwór w stropie (okno lub drzwi) w budynkach o konstrukcji murowanej. Stosowane były jako nadproża. Co warto wiedzieć pod kątem historycznym? Dawniej, była to nowoczesna technologia. Obecnie stosowana rzadko.
Strop Kleina i jego charakterystyka
Strop Kleina charakteryzuje nieskomplikowana konstrukcją. Wykonanie z belek stalowych oraz wypełnienia z cegły. Pomiędzy warstwami znajduje się izolacja. Belki to zwykle tzw. dwuteowniki. Wypełnienie z cegły tworzy płytę międzybelkową. Może być wykonania z cegły pełnej albo kratówki. Zbrojenie tworzą stalowe pręty o średnicy 5,5-8 mm (zależnie od obciążenia) lub płaskowniki o wymiarach 1×20 mm lub 2×30 mm. To tzw. bednarka.
Belki stalowe mają zakończenie skośne lub prostokątne. Kiedyś były używane naprzemiennie z szynami kolejowymi. Płyta międzybelkowa to zbrojone prętami stalowymi wypełnienie z cegieł. Siatka Rabitza lub Ledóchowskiego zapewnia przyczepność tynku wyprawy stropu. Owija się nią stopki belek.
Oparcie belek stalowych powinno być bardzo stabilne. Ważne, aby zostało prawidłowo zakotwione i omurowane na końcach. Na środku długości belek należy je podeprzeć stemplami. Dolna warstwa płyty stropowej musi być dodatkowo wzmocniona stalowymi prętami lub bednarką. To ważne, jeżeli chce się uniknąć uszkodzenia belek stropu. Przyczyną są występujące duże naprężenie zginające.
Zalety i wady stropu Kleina
Każde rozwiązanie konstrukcyjne ma zalety i wady. Nie ma rozwiązania idealnego. Również żadne nie jest charakteryzowane jedynie negatywnie. Strop Kleina posiada liczne atuty, jak i braki.
Zalety stropu Kleina
Niepalność
To bardzo duża zaleta. Dzisiaj ceniona mniej niż kiedyś. Pierwotnie stropy budynków były wykonywane z drewna. Drewno zwiększało negatywne skutki pożaru. Pożar powodował uszkodzenia belek stropu. Przy konstrukcji drewnianej ogień potrafi rozprzestrzeniać się bardzo szybko. To powodowało zajęcie się całej drewnianej konstrukcji w kilka chwil. Efektem tego były liczne uszkodzenia i ostatecznie zawalenie się budynku. Obecnie wiele innych rodzajów stropów charakteryzuje się niepalnością. Przykładem jest konstrukcja Rector. Dodatkowo cechuje ją niski ciężar, wysoka nośność, szybki i łatwy montaż. To spowodowało praktycznie całkowite wyparcie stosowania stropów Kleina. Zostały one zastąpione nowocześniejszą technologią.
Sztywność ścian nośnych
Większa sztywność ścian nośnych stanowi duży atut na tle drewnianych stropów. Stropy drewniane charakteryzuje mniejsze usztywnienie nośnych ścian, a to przekłada się na zmniejszoną stabilność budynku. Strop Kleina zdecydowanie poprawia sztywność całej konstrukcji. Pozwalają na to stalowe belki oraz płyty zbrojone i wypełnione cegłami. Wytrzymałe oparcie belek stalowych gwarantuje stabilność. Oczywiście największe znaczenie miało to kiedyś. Stropy Kleina znacząco obniżały ryzyko katastrofy budowlanej. Zapobiegały skrzywieniom oraz nierównomiernemu osiadaniu.
Możliwość dopasowania do obciążeń
Konstrukcja Kleina nie ma ściśle określonych parametrów, jeżeli chodzi o materiały, czy ich rozmieszczenie. Rozstaw belek stalowych na przykład można dostosować do zakładanych obciążeń. Mniejsze pomieszczenia i niewielkie obciążenia umożliwiają wykonanie lżejszej konstrukcji. Oznacza to niższe zagęszczenie belek oraz wykorzystanie ceglanej płyty. Większe wymogi determinują użycie mocniejszej konstrukcji. Parametry wytrzymałości oraz nośności muszą być wyśze. Można było to uzyskać dzięki gęstszemu rozmieszczeniu belek. Na przykład co 1 m. Pozwalało to na wykonanie konstrukcji stropu ciężkiego. Strop Kleina cechował się elastycznością wykonania. Pozwalał na uzyskanie stropów z różnymi parametrami wytrzymałościowymi, w zależności od potrzeb.
Niskie koszty wykonania
Realizacja konstrukcji Kleina charakteryzuje niski koszt. Wykorzystywane są materiały o niewygórowanych cenach, np. stalowe belki, pręty i bednarki, cegły, standardowa zaprawa. Niski koszt miał duże znaczenie w czasie PRL. To rozwiązanie było znacznie mniejszym obciążeniem portfela. Innowacyjne konstrukcje wymagały większych nakładów finansowych.
Łatwa dostępność materiałów
Stropy Kleina są wykonywane z materiałów o dużej i łatwej dostępności. Największe znaczenie miało to w okresie PRL.
Możliwość samodzielnej budowy
Konstrukcję Kleina może wykonać metodą gospodarczą, czyli samodzielnie. Nie są wymagane szczególne umiejętności techniczne czy budowlane. Jedynie trzeba pamiętać, że strop powinien zostać zaprojektowany przez specjalistę, doświadczonego architekta. Koniecznie powinny zostać wykonane obliczenia wytrzymałościowe. Zapewni to konstrukcji prawidłową nośność.
Wady stropów Kleina
Czasochłonne prace
Strop Kleina charakteryzuje się budową bezpośrednio na budynku. Jest to związane z obligatoryjnym osadzeniem stalowych belek. Następnie wykonaniem ceglanej płyty, która była podparta deskowaniem. Do tego dochodziło dodatkowe wzmocnienie z wykorzystaniem stalowych elementów. W efekcie znacznie wydłużało to czas potrzebny do oddania budynku. Nowoczesne stropy wykonuje się szybciej. Również istnieje możliwość zamówienie ich jako gotowych konstrukcji. Dowiezione na plac budowy, wymagają jedynie zamontowania na budynku.
Brak opłacalności przy większych powierzchniach
Wykonanie konstrukcji Kleina na znacznych powierzchniach budynku wiąże się z dużym wydatkiem. To nieopłacalne rozwiązanie dla większych budynków gospodarczych, magazynów, hal lub domów jednorodzinnych o dużej powierzchni. Obecnie są dostępne rozwiązania znacznie tańsze i z lepszymi parametrami technicznymi.
Niepolecany dla rozpiętości większych niż 5 m
Stropy Kleina nie są zalecane w budynkach o szerokości pomieszczeń ponad 5 m. Powyżej tej wartości, konstrukcja musi być dodatkowo podparta. W przeciwnym razie jest narażona na ugięcia. To znacznie zwiększa ryzyko katastrofy budowlanej. Szczególnie po czasie, gdy stropy stracą na jakości i stanie technicznym.
Wymagane pełne deskowanie
Pełne deskowanie musi być podwieszone do dolnych belek stalowych. Służy jako zabezpieczenie ceglanej płyty. Minusem jest czas oczekiwania na związanie się materiałów. Problematyczny jest także wymóg stosowania deskowania. To znacznie wydłuża czas oczekiwania na odbiór budowli.
Rodzaje stropu Kleina
Strop Kleina może zostać wykonany w kilku wersjach. Na podstawie różnych wariantów wykonania, można wyodrębnić kilka rodzajów tej konstrukcji.
Rodzaje stropu Kleina w zależności od konstrukcji od spodu:
- Strop Kleina prosty. Charakteryzuje się płaską konstrukcją od spodu. Najczęściej stosowany w budynkach użytkowych oraz w domach jednorodzinnych.
- Strop Kleina łukowy. Charakteryzuje się ułożeniem cegieł między belkami w kształt łuku. Najczęściej stosowany w starszym budownictwie, m.in. w kamienicach, pałacach. Aktualnie w budynkach, które są stylizowane na zabytkowe.
Rodzaje stropu Kleina zależnie od wykonania płyty poziomej:
- Lekkie. Cegły układane „na płask”, grubość płyty wynosi 6,5 cm, czyli 1/4 cegły.
- Półciężkie. Płyta o grubości 1/4 cegły. Wzmocniona żeberkami z dwóch rzędów cegieł ułożonych „na rąb”.
- Ciężkie. Cegły układane „na rąb” na całym poziomie płyty, która ma grubość 12 cm, czyli 1/2 cegły.
Co warto wiedzieć o wyborze wykonania konstrukcji Kleina?
Lekkie stropy Kleina sprawdzają się w pomieszczeniach o mniejszej powierzchni. Mają niski ciężar oraz niewielką grubość. Charakteryzuje je mniejsza nośność oraz obniżona wytrzymałość. Półciężkie stropy można spotkać w budynkach gospodarczych oraz w domach jednorodzinnych. Ich parametry są wyższe. Ciężkie odznaczają się najwyższą nośnością i wytrzymałością. Mogą być wykorzystywane przy największych obciążeniach. Konstrukcja budynku powinna współgrać z konstrukcją stropu. Szczególną uwagę należy zwrócić na ściany nośne. Dostosowanie wszystkich elementów do siebie zapewni odpowiednie bezpieczeństwo i stabilność budynku.
Uszkodzenia stropu Kleina
Większe rozpiętości przyczyniają się do powstawania ugięć. Nie jest od razu potrzebny remont stropu Kleina, co warto wiedzieć. Często wystarczy konsultacja ze specjalistą. Może wskazać rozwiązania, które poprawią stabilność konstrukcji. Znaczne ugięcie wymaga, aby oparcie belek stalowych zostało dodatkowo wzmocnione. Może być konieczne podparcie od spodu. Warto również sprawdzić, w jakim stanie jest izolacja.
Może okazać się, że konstrukcja jest w złej kondycji, ma liczne uszkodzenia i trzeba rozważyć remont stropu Kleina. To niestety oznacza znaczny wydatek.