Balustrady szklane

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury i Budownictwa w sprawie sposobu deklarowania właściwości użytkowych wyrobów budowlanych oraz sposobu znakowania ich znakiem budowlanym [1] balustrady balkonowe (załącznik nr 1 do rozporządzenia, poz. 33) zaliczono do wyrobów budowlanych objętych obowiązkiem sporządzania krajowej deklaracji właściwości użytkowych (rozporządzenie weszło w życie 1 stycznia 2017 r.). Oznacza to, że producent balustrady ma obowiązek deklarowania właściwości użytkowych wyprodukowanego wyrobu, wyrażając je jako poziom, klasę lub w sposób opisowy, na podstawie oceny i weryfikacji stałości właściwości użytkowych. W tym miejscu należy zaznaczyć, że zgodnie z przepisami obowiązującymi do dnia 31 grudnia 2016 r. producenci balustrad nie byli objęci obowiązkiem znakowania swoich wyrobów znakiem budowlanym „B”. Dlatego ustawodawca przewidział okres przejściowy, w którym tego typu wyroby mogą być wprowadzane do obrotu bez sporządzenia krajowej deklaracji właściwości użytkowych. Zgodnie z § 14 ustawy producenci balustrad powinni od 30 czerwca 2018 r. bezwarunkowo sporządzać krajowe deklaracje na tego typu wyroby budowlane przy wprowadzaniu do obrotu lub udostępnianiu na rynku krajowym.

Ze względu na fakt, że do dzisiaj nie ma Polskiej Normy kompleksowo określającej wymagania stawiane balustradom (jak również nie ma zharmonizowanej normy europejskiej), wprowadzenie balustrad do obrotu w budownictwie od dnia 30 czerwca 2018 r. będzie możliwe na podstawie krajowej lub europejskiej oceny technicznej. Jednostką udzielającą krajowe oceny techniczne oraz przeprowadzającą oceny techniczne balustrad balkonowych jest Instytut Techniki Budowlanej (ITB).

Celem artykułu jest przedstawienie zakresu oceny technicznej szklanych balustrad balkonowych w procedurze krajowej oceny technicznej.

Tab. 1 Wymagania dotyczące geometrii balustrad (§ 298 [2])

Ocena techniczna szklanych balustrad balkonowych

Rozumiejąc duży wpływ balustrad balkonowych na poziom bezpieczeństwa użytkowników budynków, w Zakładzie Inżynierii Elementów Budowlanych ITB od wielu lat opracowywano kryteria oceny technicznej tego typu wyrobów oraz prowadzono badania laboratoryjne w ramach rekomendacji technicznych ITB. Kryteria oceny i metody badawcze oparto na krajowych oraz unijnych aktach prawnych, doświadczeniu eksperckim ITB oraz krajowych regulacjach innych krajów członkowskich.

Zakres badań w procedurze krajowej oceny technicznej balustrad balkonowych z wypełnieniem szklanym w najprostszy sposób można podzielić na cztery podstawowe etapy:

1. Sprawdzenie geometrii balustrady w zakresie zgodności z obowiązującymi warunkami technicznymi (WT). Rozwiązania geometryczne balustrad zależnie od przewidzianego miejsca stosowania powinny spełniać wymagania WT [2] w zakresie opisanym w tab. 1.

Rys. 1 Zasada wykonania uderzenia ciałem miękkim i ciężkim o masie 30 kg: H – wysokość spadku ciała miękkiego, decydująca o energii uderzenia, a = 60o; L – długość linki do zawieszenia ciała [5]

2. Sprawdzenie zgodności zastosowanych materiałów z wymaganiami WT oraz deklarowanymi przez producenta parametrami.

Sprawdzając materiały budowlane stosowane do produkcji balustrad, szczególną uwagę należy zwrócić na materiał wypełnienia balustrady. Ustawodawca w WT (§ 298 ust. 1) [2] precyzyjnie określił wymagania wobec stosowanego wypełnienia szklanego: Szklane elementy balustrad powinny być wykonane ze szkła o podwyższonej wytrzymałości na uderzenia, tłukącego się na drobne, nieostre odłamki. Powyższy zapis jednoznacznie dyskwalifikuje w rozwiązaniach balkonowych pojedyncze szyby ze szkła float (przy stłuczeniu szkło rozpada się na fragmenty różnej wielkości z ostrymi krawędziami) lub szkła termicznie wzmacnianego (szkło tego typu w myśl przepisów europejskich nie należy do szkła bezpiecznego, odłamki mogą mieć ostre krawędzie).
W trakcie oceny technicznej wypełnienie szklane balustrad podlega szczegółowej identyfikacji. Przy tym sprawdzane są kształty i wymiary wypełnienia szklanego, sposób obróbki krawędzi, ocenia się jakość wykonania otworów w szkle. Szczegółowo opisywany jest również stan techniczny wypełnienia szklanego, w zakresie:

– sprawdzenia występowania wad punktowych w postaci wtrąceń ciał obcych;

– sprawdzenia obecności pęcherzy otwartych (pękające) i zamkniętych;

– sprawdzenia występowania wad liniowych w postaci rys;

– oceny występowania plam, smug;

– oceny występowania zjawiska powstawania tęczy;

– sprawdzenia występowania fal rolkowych, odcisków na powierzchni grubych szkieł.

Bardzo istotna jest identyfikacja oraz porównanie z deklarowaną jakością wykonania elementów konstrukcyjnych balustrady (np. słupków, poręczy). W przypadku elementów wykonanych z wyciskanych profili aluminiowych kształty i wymiary kształtowników, ich płaskość, skręcanie powinny się zgadzać z PN-EN 755-9:2016-07 [3].

Rys. 2 Schemat badania odporności na uderzenie ciałem miękkim [6]

Sprawdzenie przydatności użytkowej oraz bezpieczeństwa użytkowania. Z punktu widzenia bezpieczeństwa użytkowania balustrad bardzo istotna jest ocena jakości wykonania jej poszczególnych elementów. Warunki techniczne [2] wymagają: Balustrady przy balkonach i loggiach nie powinny mieć ostro zakończonych elementów. Ocena w tym zakresie dokonywana jest organoleptycznie. Negatywnie oceniane są wyroby z ostrymi krawędziami szyb, jak również elementami metalowymi.

Sprawdzenie przydatności użytkowej oraz bezpieczeństwa użytkowania przez potwierdzenie kryteriów wytrzymałościowych. Wymóg ten wynika z [2]: konstrukcja (balustrad] powinna zapewniać przeniesienie sił poziomych, określonych w Polskiej Normie dotyczącej podstawowych obciążeń technologicznych i montażowych. Polskie Normy, o których mowa w WT, związane z balustradami, to normy dotyczące głównie projektowania, wśród których należy wyróżnić:

– PN-EN 1990:2004 Eurokod Podstawy projektowania konstrukcji;

– PN-EN 1991-1-1 Część 1-1: Ciężar objętościowy, ciężar własny, obciążenia użytkowe w budynkach;

– PN-EN 1991-1-4 Część 1-4: Oddziaływania wiatru;

– PN-EN 1993-1-1:2006 Eurokod 3 Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków;

– PN-EN 1999-1-1:2011 Eurokod 9 Projektowanie konstrukcji aluminiowych – Część 1-1: Reguły ogólne.

Normy te nie opisują sposobu postępowania badawczego, lecz podają ogólne reguły projektowania konstrukcji oraz, w ograniczonym zakresie, przedstawiają wymagania dotyczące nośności, użytkowalności, trwałości i odporności ogniowej.

Uwzględniając powołane w WT normy, normy badawcze innych krajów i własne doświadczenie, w ITB opracowano i akredytowano procedurę badawczą PB LK-140/1/04-2013 [4].

Rys. 3 Kategorie balustrad oraz strefy uderzeń oponą [7]

W odniesieniu do szklanych balustrad procedura ITB [4] przewiduje sprawdzenie:

1. Odporności na uderzenie kulą stalową o masie 0,5 kg z energią 5 J. Uderzenia nie powinny spowodować przebicia wypełnienia, występowania niebezpiecznych odprysków, zawalenia się balustrady (do zdarzenia może dojść w przypadku balustrad całoszklanych, bezpodporowych, składających się z szyby i poręczy). W przypadku wypełnień symetrycznych (jednakowe są zewnętrzne i wewnętrzne warstwy) sprawdzenia dokonuje się od jednej strony. W innych przypadkach wypełnienie jest sprawdzane od strony zewnętrznej i wewnętrznej.

2. Odporności na uderzenie ciałem miękkim i ciężkim (workiem kulistym o masie 30 kg) z energią 200 J. Badanie jest wykonywane w ramach sprawdzenia przydatności użytkowej. Podczas sprawdzenia uderzenia kierowane są w wypełnienie balustrady (od strony zewnętrznej i wewnętrznej) oraz w elementy konstrukcji wsporczej balustrady. W wyniku badań nie może dojść do przebicia wypełnienia, występowania niebezpiecznych odłamków, uszkodzeń elementów konstrukcyjnych balustrady lub jej zawalenia. Zasadę przyłożenia obciążenia uderzeniowego przedstawia rys. 1.

Oprócz powyższego badania w ramach oceny poziomu bezpieczeństwa użytkowania balustrad przeprowadzane jest również badanie odporności na uderzenie (fot.) zapożyczone z norm niemieckich [6]. Balustrada jest oceniana w zakresie odporności na uderzenie oponą o masie 50 kg ze zwiększonym ciśnieniem (3 bary – 3000 hP). Uderzenie jest przykładane od strony zewnętrznej balustrady, wg schematu przedstawionego na rys. 2. Wysokość spadku opony jest uzależniona od konstrukcji balustrady i wynosi (rys. 3):

– z wysokości 900 mm – kategoria A,

– z wysokości 700 mm – kategoria B,

– z wysokości 450 mm – kategoria C. Na rys. 3 przedstawiono graficzny opis kategorii balustrad oraz miejsca uderzeń.

W wyniku badań nie może dojść do zawalenia się balustrady, przebicia wypełnienia lub występowania niebezpiecznych odłamków.

Fot. Utrata funkcjonalności balustrady po uderzeniu ciałem miękkim i ciężkim 30 kg (archiwum ITB)

3. Odporności na działającą prostopadle do płaszczyzny balustrady siłę poziomą, przyłożoną do poręczy. Obciążenie jest przykładane do balustrady na 60 sek. Przykładane jest do balustrady kilkakrotnie, z interwałem 5-mi- nutowym. Minimalna wartość obciążenia – 1 kN/m. Dopuszczalna wartość przemieszczenia doraźnego poręczy nie powinna przekroczyć H/50 (gdzie H – wysokość balustrady). Przy tym między elementami balustrady (np. stykami szyb) nie powinna powstać szczelina szersza niż 8 mm. Wymóg ten jest związany z niebezpieczeństwem przytrzaśnięcia palców. W wyniku przyłożenia siły niedopuszczalne są jakiekolwiek zniszczenia elementów balustrady (np. spękania spawów, wyrwania śrub, uszkodzenia wypełnienia). Dopuszczalna wartość odkształcenia trwałego poręczy po zdjęciu obciążenia nie powinna przekroczyć H/100.

4. Odporności na obciążenie dwiema siłami o wartości 0,5 kN skierowanymi w górę lub jedną siłą skierowaną w dół o wartości 1 kN, działającymi w płaszczyźnie poręczy. Siły przykładane są do poręczy balustrad. Badanie jest przeprowadzane na jednym pełnym przęśle balustrady. W wyniku oddziaływania sił nie mogą występować jakiekolwiek uszkodzenia mechaniczne, balustrada powinna zachować swoją funkcjonalność. Odkształcenie doraźne poręczy pod wpływem obciążenia nie może przekroczyć wartości L/100 (L – długość przęsła). Odkształcenie trwałe (zmierzone po 5 minutach od momentu zdjęcia obciążenia) nie może przekroczyć wartości L/150.
5. Trwałości wyrobów. W ramach sprawdzenia określa się odporność korozyjną wyrobów w różnych środowiskach. Oceniana jest również konstrukcja balustrady z punktu widzenia podatności na korozję. Sprawdza się, czy poszczególne elementy balustrady są kompatybilne i nie stanowią ogniwa korozyjnego. Wizualnie sprawdza się ciągłość spawów w celu niedopuszczenia do gromadzenia się w środku balustrady zanieczyszczeń sprzyjających zapoczątkowaniu korozji.

dr inż. Ołeksij Kopyłow

Zakład Inżynierii Elementów Budowlanych Instytut Techniki Budowlanej

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 17 listopada 2016 r w sprawie sposobu deklarowania właściwości użytkowych wyrobów budowlanych oraz sposobu znakowania ich znakiem budowlanym.

2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

3. PN-EN 755-9:2016-07 Aluminium i stopy aluminium – Pręty, rury i kształtowniki wyciskane – Część 9: Dopuszczalne odchyłki wymiarów i kształtu kształtowników.

4. M. Jakimowicz, Procedura badawcza PB LK-140/1/04-2013, Badania balustrad i poręczy budowlanych. Obciążenia statyczne i bezpieczeństwo użytkowania, ITB, Warszawa 2013.

5. EOTA, Technical Report TR 001. Determination of impact resistance of panels and panel assemblies, 2003.

6. DIN 18008-4:2013-07, Teil 4. Zusatzanforderungen an absturzsichernde Verglasungen.

7. Technische Regeln fur die Verwendung von absturzsichernden Verglasungen [TRAV], Fassung 2003.