Elewacje perforowane w renowacji obiektów – wybrane zagadnienia

Nowe wymagania w zakresie izolacyjności przegród budowlanych weszły w życie na początku 2021 r. Zgodnie z [9] obniżanie maksymalnych dopuszczalnych wartości współczynnika przenikania ciepła U przegród budowlanych następowało: 1.01.2014, 1.01.2017 i 1.01.2021 r. Rosnące koszty eksploatacji powodują, że kolejne obiekty poddawane są pracom termomodernizacyjnym. W przypadku wielu obiektów prace te sprowadzają się do zastosowania systemu ETICS [10] do niedawna występującego pod nazwą bezspoinowy system ociepleń (BSO), a jeszcze wcześniej jako tzw. metoda lekka-mokra. Jeżeli renowacja ma być połączona z podniesieniem standardu elewacji, stosowane są systemy elewacji wentylowanych z różnego typu elementami okładzinowymi, w tym perforowanymi. Elewacje perforowane pozwalają uzyskać stosunkowo niewielki ciężar dodatkowej warstwy przegrody budowlanej, co ma istotne znacznie w przypadku istniejących podłoży o niewielkiej nośności zakotwienia lub gdy zachodzi konieczność ograniczenia dodatkowych obciążeń działających na eksploatowany obiekt.

Fot. Wygląd okładziny perforowanej zależnie od miejsca obserwacji

Zagadnienia statyczno-wytrzymałościowe

Elewacje perforowane mogą być wykonywane z materiałów różniących się od siebie w sposób znaczący ciężarem jednostkowym. W tabl. 1 zestawiono dla powszechnie stosowanych zakresów grubości masy popularnych materiałów wykorzystywanych do produkcji elewacji wentylowanych – w tym perforowanych. Najmniejszy ciężar jednostkowy nowych okładzin uzyskuje się przez zastosowanie perforowanych aluminiowych elementów okładzinowych. Aluminiowe elementy perforowane pozwalają pozwalają na wykonanie elewacji o masach jednostkowych okładziny zewnętrznej już od 2-3 kg/m² (zależnie od wzoru i stopnia perforacji). Zagadnienia technologiczne związane z wyborem materiału i technologii wykonania, które mogą determinować wzór perforacji, zostały opisane m.in. w [11]. Potrzeba ograniczenia ciężaru okładziny elewacyjnej może wynikać zarówno z niewielkiej nośności ściany jako całości, jak również niewielkiej nośności kotew determinowanej przez rodzaj podłoża oraz jego stan techniczny. Wspomniane ograniczenie ciężaru może być także wynikiem globalnych analiz dotyczących nośności poszczególnych elementów konstrukcyjnych – np. belek krawędziowych, słupów, fundamentów. Należy pamiętać, że renowacja elewacji często jest powiązana z przebudową lub zmianą sposobu użytkowania obiektu, co niejednokrotnie wiąże się ze wzrostem wartości obciążeń użytkowych. Z tego względu analizy techniczno-ekonomiczne związane z wyborem rodzaju elewacji perforowanej należy prowadzić na możliwie wczesnym etapie planowania prac.

Tabl. 1. Zestawienie mas materiałów stosowanych do wykonywania elewacji wentylowanych (z pominięciem
perforacji)

Zobacz:

• Elewacje wentylowane ze stali
• Elewacje ze szkła we współczesnym budownictwie
• Zanim powstanie elewacja wentylowana
• Elewacje wentylowane z zastosowaniem okładzin włóknisto-cementowych I
• Elewacje wentylowane z zastosowaniem okładzin włóknisto-cementowych II

Niezwykle ważna jest inwentaryzacja i ocena stanu technicznego podłoża, do którego zakotwiona ma zostać podkonstrukcja projektowanej elewacji. W przypadku podłoży żelbetowych zachowanych w dobrym stanie technicznym warunki zakotwienia przeważnie są wystarczające nawet dla stosunkowo ciężkich okładzin. Ocena nośności i sztywność samej ściany może wymagać osobnej analizy. Inaczej się przedstawia sytuacja w przypadku ścian murowanych, np. z cegieł lub bloczków. Rodzaj materiału i/lub stopień jego degradacji mogą powodować, że nośność kotew, szczególnie na wyrywanie, może znacząco ograniczać ciężar dodatkowych elementów elewacji. Zwiększanie liczby punktów zakotwienia projektowanej elewacji z jednej strony pozwala na uzyskanie wymaganych parametrów wytrzymałościowych, a z drugiej prowadzi do zwiększenia wartości współczynnika przenikania ciepła przegrody U. Norma [8] wymaga uwzględniania w obliczeniach wartości współczynnika przenikania ciepła dla przegrody U wpływu punktowych mostków termicznych, jakimi są typowe konsole stosowane w elewacjach wentylowanych. Od początku 2021 roku dopuszczalna maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła dla przegrody ściennej została obniżona do wartości U_c = 0,20 W/(m²·K). W tabl. 2 zestawiono na podstawie [2] wartości poprawki ΔU_f dla różnych typów konsol. Jak widać, wpływ konsol na współczynnik przenikania ciepła przegrody może być znaczący. Konieczność uwzględnienia większej liczby konsol może wymagać zwiększenia grubości termoizolacji, co oprócz wzrostu kosztów realizacji może powodować zwiększenie wysięgu konsol, a tym samym prowadzić do zwiększenia obciążenia kotew.

Tabl. 2. Wartości poprawki ΔU_f ze względu na punktowe mostki termiczne dla różnych typów konsol dla liczby
2 szt./m² [2]

W dalszej części artykułu:

• Projektowanie elewacji perforowanych
• Zagadnienia estetyczne
• Elewacje perforowane – bezpieczeństwo i trwałość

dr inż. Paweł Żwirek

Politechnika Krakowska, Katedra Konstrukcji Mostowych, Metalowych i Drewnianych L-3

Sprawdź też: Produkty budowlane

Literatura

1. ETAG 020 Guideline for European Technical Approval od plastic anchors for multiple use in concrete and masonry for non-structural applications, 2012.
2. Fasady wentylowane izolowane płytami VENTI MAX i VENTI MAX F. Wytyczne projektowe i wymagania, Rockwool Polska Sp. z o.o., 2014.
3. Praca zbiorowa pod redakcją A. Flagi, Eksperymentalne wspomaganie projektowania przy wpływach środowiskowych na budowle i ludzi, ALF-GRAF, Lublin 2011.
4. grispeplus.pl
5. PN-EN 1990 Eurokod 0. Podstawy projektowania konstrukcji.
6. PN-EN 1993-1-3 Eurokod 3. Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-3: Reguły ogólne. Reguły uzupełniające dla konstrukcji z kształtowników i blach profilowanych na zimno.
7. PN-EN 1993-1-4 Eurokod 1. Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-4: Oddziaływania ogólne. Oddziaływania wiatru.
8. PN-EN ISO 6949 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metody obliczania, PKN, Warszawa 2017.
9. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U.2019 poz. 1065).
10. Wytyczne ETICS. Warunki techniczne wykonawstwa, oceny i odbioru robót elewacyjnych z zastosowaniem ETICS, Stowarzyszenie na rzecz Systemów Ociepleń, 3/2015.
11. Żwirek, Selected issues in design and implementation of perforated metal claddings,Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2017.