Elewacje wentylowane

Elewację wentylowaną należy rozpatrywać całościowo. nawet jeżeli poszczególne elementy elewacji posiadają dopuszczenia do stosowania w budownictwie, nie oznacza to, że wyrób będzie spełniać wymagania bezpieczeństwa i trwałości. przyczyną jest niekompatybilność poszczególnych elementów, np. korozja materiałów przy wzajemnym kontakcie czy różne współczynniki rozszerzalności termicznej elementów okładzinowych i rusztów.

Elewacja wentylowana, jeśli ma być dopuszczona do stosowania w budownictwie, powinna posiadać aprobatę techniczną AT – teraz KOT, Krajowa Ocena Techniczna. Aprobaty techniczne dla tego typu wyrobów wydawane są na podstawie ETAG 034.

Składniki elewacji wentylowanej
Według ETAG 034, elewacją wentylowaną nazywamy zestaw elementów do obudowy ścian zewnętrznych, składający się z:

  • zewnętrznej obudowy (np. płyty cementowe, kamienne, ceramiczne, drewniane, lub drewnopodobne, z tworzyw sztucznych, metali bądź laminatów) mocowanej do rusztu,

  • rusztu wykonanego z metali lub z drewna, przymocowanego do ścian zewnętrznych budynku,

  • elementów mocujących obudowę do rusztu oraz ruszt do ścian,

  • materiałów izolacyjnych, np. wełny mineralnej czy folii paroprzepuszczalnej.

materiałów izolacyjnych, np. wełny mineralnej czy folii paroprzepuszczalnej. Do elewacji wentylowanych nie zaliczamy elewacji wykonanych za pomocą podwójnych samonośnych płyt izolacyjnych (wg PN-EN 14509) oraz samonośnych płyt warstwowych objętych ETAG 016.

W standardowych rozwiązaniach dostępnych na rynku system elewacji wentylowanej tworzą: podkonstrukcja aluminiowa (w tym konsole), warstwa

izolacyjna z welonem, która szczelnie przylega do powierzchni ściany, oraz okładziny zewnętrzne (płyty elewacyjne) stanowiące ochronę przed wpływem warunków atmosferycznych. Pomiędzy warstwą izolacji a płytami znajduje się przestrzeń wentylacyjna, umożliwiająca swobodny przepływ powietrza pomiędzy nimi.

To właśnie konsole i ruszt są głównym elementem mocującym okładzinę do ściany budynku i podlegają one wielu wymogom, zawartym w obowiązujących przepisach.

NIEZBĘDNYMI DOKUMENTAMI POTWIERDZAJĄCE WŁAŚCIWOŚCI DANEGO WYROBU SĄ NAJCZĘŚCIEJ OPINIE TECHNICZNE Z ZABEZPIECZEŃ PRZECIWPOŻAROWYCH I BADANIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE NIEODZOWNE DO ODBIORU BUDYNKU.

Przy projektowaniu i stosowaniu elewacji wentylowanej pojawiają się zagadnienia, które pomija się w budownictwie tradycyjnym. Wynika to z ich charakterystyki technicznej i użytkowej. Do specyficznych właściwości tych elewacji zalicza się:

Specyfika elewacji wentylowanej

  • wysoką nośność i jednocześnie dużą odkształcalność,

  • wysoką izolacyjność termiczną przy jednocześnie małej stabilności cieplnej,

  • konieczność eliminacji wpływu mostków termicznych i akustycznych.

Pierwszym z nich jest tworzenie tzw. punktowych mostków termicznych, które powstają poprzez przebijanie ocieplenia do konstrukcji stanu surowego budynku. Zastosowanie nieodpowiednich materiałów w bezpośredni sposób wpływa na efektywność energetyczną danego obiektu.

Punktowe mostki termiczne

W Polsce wytyczne zostały określone w rozporządzeniu Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013r. (Dz.U.z2013r. poz. 926 – dalej: WT). Zgodnie z zawartymi tam wymogami, od 2014 do 2021 r. zaplanowano stopniowe obniżanie parametrów współczynnika przenikania ciepła dla przegród budowlanych. W tabeli pokazano, jak zmieniają się te wymogi w odniesieniu do ścian zewnętrznych.

Obliczenia termiczne powinny być wykonane zgodnie z normami zawartymi w wykazie polskich norm powołanych we ww. rozporządzeniu. W tym konkretnym przypadku pozycja 69 w odniesieniu do załącznika nr 2 WT, podpunkt 1.1, przywołuje normę PN-EN ISO 6946:2008 Komponenty budowlane i elementy budynku – Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła – Metoda obliczeniowa. Natomiast treść punktu nr 1.1 WT mówi: Wartości współczynnika przenikania ciepła UC ścian, dachów, stropów i stropodachów dla wszystkich rodzajów budynków, uwzględniające poprawki ze względu na pustki powietrzne w warstwie izolacji, łączniki mechaniczne przechodzące przez warstwę izolacyjną oraz opady na dach o odwróconym układzie warstw, obliczone zgodnie z Polskimi Normami dotyczącymi obliczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła (...).

Następnym wymogiem, jakiemu powinna odpowiadać konstrukcja elewacji wentylowanej, jest nieodpadanie podczas pożaru w określonym przez przepisy czasie. Wymagania w tym zakresie zostały zawarte w Warunkach Technicznych, jakim Powinny Odpowiadać Budynki i Ich Usytuowanie, a konkretnie w § 225, który mówi: Elementy okładzin elewacyjnych powinny być mocowane do konstrukcji budynku w sposób uniemożliwiający ich odpadanie w przypadku pożaru w czasie krótszym niż wynikający z wymaganej klasy odporności ogniowej dla ściany zewnętrznej, określonej w § 216 ust. 1, odpowiednio do klasy odporności pożarowej budynku, w którym są one zamocowane.

Nieodpadanie podczas pożaru

Oznacza to, że w przypadku klasy pożarowej budynku A okładzina elewacyjna powinna nie odpaść przez 120 minut, w klasie B – przez 60 minut, a w klasie C – przez 30 minut. Większość obecnych na rynku rozwiązań nie spełnia tego warunku już przy wymogach w zakresie 60 minut. W dostępnych opracowaniach doczytujemy, że: Aby w świetle wymogów § 225 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury rozwiązanie z zastosowaniem aluminiowego rusztu wg opisu technicznego mogło być uznane za bezpieczne, możliwość wypalenia fragmentu rusztu do wysokości około 700 mm powyżej otworu okiennego/bezklasowego przeszklenia w przypadku pożaru trwającego 60 min powinna być uzgodniona z Projektantem.

Oznacza to brak możliwości zastosowania danego rozwiązania w obiekcie, ponieważ najbardziej narażonymi elementami budynku w zakresie § 225 WT są pasy nadprożowo-podokienne powyżej otworu okiennego.

Tab. 1. Wymogi prawne w zakresie współczynników ścian zewnętrznych

RokWspółczynnik U_(c max) dla ścian zewnętrznych [W⁄(m2 ×K)]
20140,25
20170,23
20210,20

Źródło: Rozporządzeniu Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. (Dz. U. z 2013 r. poz. 92

Następnym parametrem, jaki powinny spełniać konsole mocujące elewacje, jest odporność na korozję międzymateriałową. Dostępne na rynku rozwiązania z aluminium nie mają tzw. zgodności chemicznej z alkalicznymi materiałami budowlanymi, takimi jak beton. W kontakcie z takimi materiałami jak zaprawa murarska i beton na powierzchni aluminium powstają wyraźne plamy i wżery trudne do usunięcia, które po jakimś czasie mogą doprowadzić do osłabienia nośności całej konstrukcji.

Odporność na korozję międzymateriałową

W obecnych rozwiązaniach do konsol aluminiowych stosuje się podkładki z folii EPDM lub innych tworzyw sztucznych. Podobne materiały stosuje się również jako rozdzielenia elementu wspornika przebijającego warstwę ocieplenia lub jako przedłużenie konsoli. Problem polega na tym, że zastosowanie tych elementów ograniczają przepisy przeciwpożarowe zawarte w Warunkach Technicznych. Są to między innymi:

  • § 216 punkt 2 – Elementy budynku, o których mowa w ust. 1, powinny być nierozprzestrzeniające ognia, przy czym dopuszcza się zastosowanie słabo rozprzestrzeniających ogień (...),

  • §216 punkt 8– W budynku, na wysokości powyżej 25 m od poziomu terenu, okładzina elewacyjna i jej zamocowanie mechaniczne, a także

  • izolacja cieplna ściany zewnętrznej, powinny być wykonane z materiałów niepalnych,

  • §235 podpunkt 2– Ścianę oddzielenia przeciwpożarowego należy wysunąć na co najmniej 0,3 m poza lico ściany zewnętrznej budynku lub na całej wysokości ściany zewnętrznej zastosować pionowy pas z materiału niepalnego o szerokości co najmniej 2 m i klasie odporności ogniowej E I 60.

Żadne dostępne na rynku materiały stosowane do izolowania konsol nie spełniają powyższych przepisów.

Podkonstrukcja pod elewacje wentylowane ze stali nierdzewnej ma kilka cech charakterystycznych. Po pierwsze, konsola wykonana ze stali nierdzewnej ma wyższą nośność niż konsola aluminiowa. Po drugie zaś, wykazuje ona w obliczeniach bardzo dobre parametry izolacyjności termicznej w odniesieniu do odpowiedników wykonanych z aluminium. jest to spowodowane wielokrotnie niższym parametrem λ, który w tym przypadku wynosi 4,3 W/(m × K), natomiast przy aluminium 160–200 W/(m × K).

Cechy charakterystyczne podkonstrukcji ze stali nierdzewnej

Powyższe analizy wykazują, że konsola wykonana ze stali nierdzewnej bez tzw. termopodkładek skutecznie ogranicza przewodzenie zimna do ściany przykrytej wełną mineralną. Rozkład izoterm pokazuje, że na murze w miejscu styku konsoli mamy temperaturę ponad 15oC, a cały mur ze względu na swoją grubość nie wykazuje znacznych zaburzeń termicznych. Natomiast z analiz wynika, że w przypadku konsoli wykonanej z aluminium również bez termopodkładek izoterma temperatury 0oC przesunęła się w głąb grubości ściany. Natomiast inne izotermy pokazują, w jak znacznym stopniu konsola wykonana z aluminium wpływa na straty ciepła i miejscowe wychłodzenie ściany od strony wewnętrznej.

Kolejną cechą charakterystyczną podkonstrukcji pod elewacje wentylowane ze stali nierdzewnej jest fakt, że materiał ich wykonania (stal nierdzewna 304 i 316) ma temperaturę topnienia ponad 1400oC. Tym samym jest ona niższa od temperatury rozwiniętego pożaru, zgodnie z którym wykonuje się testy ogniowe np. w Instytucie Techniki Budowlanej. Pozwala to spełnić zapisy § 225 Warunków Technicznych, jakim Powinny Odpowiadać Budynki i Ich Usytuowanie.

Co więcej, stal nierdzewna jest materiałem, który posiada tzw. zgodność chemiczną z alkaicznymi materiałami budowlanymi. Dlatego też stosowanie jakichkolwiek podkładek nie jest konieczne, a tym samym zostaje podniesiona izolacyjność termiczna.

Zaprezentowane rozwiązania zostały przebadane przez Instytut Techniki Budowlanej oraz Politechnikę Warszawską w zakresie ETAG 034 oraz przewodności termicznej konsol, na podstawie której ustalono współczynnik λ łącznika. Uzyskano wynik dla konsoli nierdzewnej λ = 4,3 W/(m × K). Tym samym nawet bez stosowania żadnych elementów niemetalicznych rozwiązania osiągają te parametry, które będą obowiązywać od roku 2021.

Trzeba jednak brać pod uwagę, że wybór elewacji wentylowanej wiąże się z koniecznością uzyskania kompletnej dokumentacji indywidualnej, tj. jednostkowego dopuszczenia do zastosowania wyrobu budowlanego w obiekcie. Artykuł 10 ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane mówi, że: Wyroby wytworzone w celu zastosowania w obiekcie budowlanym w sposób trwały, o właściwościach użytkowych, umożliwiających prawidłowo zaprojektowanym i wykonanym obiektom budowlanym spełnienie wymagań podstawowych, o których mowa w art. 5 ust. 1 pkt 1, można stosować przy wykonywaniu robót budowlanych wyłącznie, jeżeli wyroby te zostały wprowadzone do obrotu zgodnie z przepisami odrębnymi. Niezbędnymi dokumentami potwierdzające właściwości danego wyrobu są najczęściej opinie techniczne z zabezpieczeń przeciwpożarowych i badania wytrzymałościowe nieodzowne do odbioru budynku.

KONSOLA WYKONANA ZE STALI NIERDZEWNEJ O LAMBDZIE 4,3 W/(M ×K) BEZ TZW. TERMOPODKŁADEK SKUTECZNIE OGRANICZA PRZEWODZENIE ZIMNA DO ŚCIANY PRZYKRYTEJ WEŁNĄ MINERALNĄ.