AD ALTA 

 

JOURNAL OF INTERDISCIPLINARY RESEARCH

 

 

 

CONSTRUCTION-TECHNICAL SPECIFICS OF A PREFABRICATED WOOD CONSTRUCTION 
SYSTEM 
 

a

JOZEF ŠVAJLENKA, 

b

 

MÁRIA KOZLOVSKÁ 

Technical University of Košice, Faculty of Civil Engineering, 
Department of Construction Technology and Management 
Vysokoškolská 4, Košice, Slovak republic 
email: 

a

jozef.svajlenka@tuke.sk, 

b

 

maria.kozlovska@tuke.sk 

The article presents a partial research result of the VEGA project-1/0557/18 “Research 
and development of process and product innovations of modern methods of 
construction in the context of the Industry 4.0 principles”. 
 

 
Abstract: Wood as a raw material and material in the construction of wooden buildings 
has an irreplaceable position in terms of the complex of mechanical, thermal-technical, 
aesthetic, utility, technological properties and the impact on the environment. In many 
countries of our region, it is a strategic, yet renewable raw material, which brings 
considerable profits to national economies, especially where it is comprehensively 
processed in products with high added value. Today's wood-based construction 
methods are very diverse and can be individually adapted and combined. Current 
wooden buildings intended for housing can in principle be divided according to the 
character and nature of vertical load-bearing structures into massive, skeletal and 
elementally constructed elements composed of individual elements. From the point of 
view of the efficiency of the construction process, an effective solution is especially 
construction systems that use elements of automation and prefabrication of structural 
elements of the construction site. The production process of prefabricated components 
is diverse depending on the specific manufacturer of the individual components. Pre-
prepared structural elements and parts of structures more or less finalized are then 
transported to the construction site where they are assembled into the final form. In 
connection with prefabricated construction systems for the construction of wood-based 
structures, it is necessary to analyze their production process where it is possible to 
identify significant reserves and propose improvements to streamline the production 
process. From this point of view, in this paper we focused on the analysis of the 
production processes of a prefabricated wood-based construction system. 
 
Keywords: construction, efficiency, sustainability, prefabrication, realisation, wood, 
wood buildings 
 

 
1 Introduction 
 
In the context of our region, wood is perceived as a historical 
building material. The traditional use of wood in Central Europe 
and Slovakia is due to historical development, as it is an 
available raw material and the construction of family houses 
made of wood has undergone an evolutionary development with 
many years of experience in addition to traditional carpentry 
craftsmanship. This is evidenced by the number of preserved 
historic buildings, as well as pioneering buildings in the 20th 
century. In many countries of our region, it is a strategic, yet 
renewable raw material, which brings considerable profits to 
national economies, especially where it is comprehensively 
processed in products with high added value [1,2]. There were 
positive responses from investors and architects, but also 
controversial views influenced by mostly surviving empirical 
knowledge from the era [3], when wooden buildings were 
perceived as temporary buildings with low demands on 
functional requirements. The fact remains that the current level 
of construction of wood, technology, design and material 
possibilities has moved wooden buildings to a completely 
different dimension and, on the contrary, as before, they are 
beginning to become the prerogative of a richer and more 
demanding clientele. The return to wooden architecture is not 
only an expression of the search for original values in today's 
volatile times [4-6]. Man, exposed to the onslaught of an over-
technological civilization, is extremely sensitive to any contact 
with nature and natural material [7,8]. The comfort and 
atmosphere connected with nature are undoubtedly provided by 
wooden buildings [9]. 
 
Today's wood-based construction methods are very diverse and 
can be individually adapted and combined. Current wooden 
buildings intended for housing can in principle be divided 
according to the character and nature of vertical load-bearing 
structures into massive, skeletal and elementary structures 
composed of individual elements [10,11]. The individual groups 
differ considerably from each other by the construction method 
used, the appearance and the possibilities of production of their 
structural elements. The basis of massive buildings are log 
buildings realized to this day, but at present modern massive 

buildings have been added to them. Groups of skeletal and 
elementary structures have evolved from half-timbered 
structures and represent a structure of bar elements [12]. In 
addition to the classic wooden construction methods, the so-
called hybrid methods developed in recent years that combine 
wood as a building material with other building materials [13-
15]. 
 
2 Panel construction of wooden prefabricated building 
structures 
 
At present, the panel building system for wood-based buildings 
is the most widespread. The basis of the panel construction is a 
wooden frame roughly clad with suitable large-area materials. 
The wooden frame of the panel is structurally adapted with 
respect to the function it performs - perimeter, partition, ceiling, 
roof, floor. The construction and dimensions of the frame are 
adapted to the different function. The space between the ribs is 
filled with heat-sound insulation. Particleboard, OSB board, 
gypsum fiber board, cement-bonded particle board and the like 
are used for the cladding. Assembly is quick and easy. The 
construction of a building from a panel system is relatively fast 
due to the fact that during the construction there is no wet 
process that would require a technological break [16,17]. 
The panels can be manufactured with many degrees of finishing, 
from thick frames clad on one side with large-area material to 
panels with built-in windows and doors and panels with finished 
interior and exterior finishing and with built-in wiring. The main 
advantage of the construction of the panel system is the 
possibility of maximum preparation of the construction in 
production and quick assembly and completion of the 
construction on the construction site. The panels can also be of 
various sizes - from panels measuring 1,200 × 2,600 mm with a 
weight of up to 80 kg, which do not require heavy 
mechanization, to full-wall panels up to 12 m long, which 
require heavy mechanization for transport and assembly [18] . 
During assembly, it is important to connect the panels correctly 
to each other, but also to anchor the panels to the foundation 
structure. 
 
2.1 Technological analysis of prefabricated wooden buildings 
 
The next chapter deals with the production of a panel wooden 
building, construction and energy design. 
 
2.1.1 Phase of production of components of a panel wooden 
building 
 
The key moment of this construction system is the elements of 
prefabrication in the production of individual components and 
structural parts of the building system. Prefabrication of wooden 
buildings is performed in several stages and in different systems 
[19]. These are either small modular panels of a wooden building 
not exceeding the weight of 80 kg, or classic wall panels, which 
are the most commonly used alternative. It is possible to create 
whole load-bearing and non-load-bearing walls, ceilings, floors 
and roofs from them [20]. The largest dimensions of the panels 
are optimized with regard to the method of transport and the 
construction site. 
 
The production of prefabricated wooden building panels takes 
place on an assembly table. The completed panel is tilted to 
allow double-sided laying of construction boards and other 
materials used. A threshold is placed in the lower and upper part 
(in the lower part it is impregnated), between the thresholds there 
are vertical columns placed in a regular grid, which are anchored 
to the threshold by means of metal connecting corrugations or 
nails. The resulting wooden frame is covered with a construction 
board. Thanks to the choice of the right, the joints of the 
individual boards come out right in the middle of the vertical 
columns. The resulting solid wound of the wooden structure is 
flipped to the other side, the required layer of insulating material 

- 373 -