Elewacje kamienne

Wymagania dla okładzin

Coraz częściej do ITB zwracają się uczestnicy procesu budowlanego w celu rozstrzygnięcia sporów dotyczących elewacji kamiennych.

Problemy dotyczące elewacji kamiennych powstają na różnych etapach procesu budowlanego, ale najczęściej dotyczą trzech zagadnień:

– posiadania przez elewację niezbędnej dokumentacji technicznej pozwalającej na stosowanie wyrobu w budownictwie;

– spełniania przez zastosowane okładziny kamienne wymaganych aktualnych norm i przepisów;

– oceny jakości wykonanej elewacji.

Celem artykułu jest przedstawienie wymagań stawianych okładzinom kamiennym według aktualnych krajowych i europejskich norm oraz przedstawienie podstawowych norm dotyczących elementów elewacji kamiennych.

Rys. Elewacja wentylowana z okładziną kamienną z łupków ułożonych zakładkowo

Dokładne określenie wymagań dla kamiennych okładzin elewacyjnych na etapie projektowania, sporządzenia specyfikacji technicznej pozwoli zminimalizować wątpliwości co do jakości oraz właściwości okładzin kamiennych.

Zagadnienia dotyczące zasad wprowadzenia na rynek elewacji z wykorzystaniem okładzin kamiennych oraz zakresu czynności odbiorczych takich elewacji zostały omówione w artykułach [1, 2].

Elewacje kamienne mogą być wykonane w postaci:

1) elewacji wentylowanych (wymagania przedstawiono w prETAG034);

2) elewacji typu Venture (wymagania przedstawiono w prETAG017);

3) okładzin mocowanych bezpośrednio do muru (poszczególne elementy zestawu muszą mieć aprobaty techniczne umożliwiające stosowanie zestawu wyrobów do konkretnego celu z uwzględnieniem warunków eksploatacji);

4) elewacji wykonywanych w układzie mieszanym (np. kształtki kamienne oraz cegły);  poszczególne wyroby powinny mieć deklaracje zgodności z właściwymi normami, a konstrukcja muru powinna być opracowana na podstawie aktualnych norm projektowania;

5) murów z kamienia – elementy murowe powinny mieć deklarację zgodności z właściwą normą, a konstrukcja muru powinna być opracowana na podstawie aktualnych norm projektowania.

Tab. 1 Wymagania dotyczące cech fizykomechanicznych zewnętrznych okładzinowych płyt kamiennych według aktualnych krajowych norm

Pierwsze trzy typy elewacji należą do najczęściej stosowanych we współczesnym budownictwie. Okładziny do takich elewacji w większości przypadków wykonywane są ze skał: granitowych, sjenitowych, z trawertynu, marmurowych, piaskowców, dolomitowych, z wapieni zbitych. Czasem do okładzin kamiennych zaliczane są konglomeraty (wyroby wykonane w warunkach fabrycznych z cementu hydraulicznego, żywicy lub ich mieszaniny, kamieni i innych dodatków). W zależności od sposobu obróbki powierzchni licowej wyróżniają się następujące typy faktur: łupana, grotowana, płomieniowa, piłowana, piaskowana, szlifowana, polerowana, groszkowana.

Zalecenia udzielenia europejskich aprobat technicznych (ETAG) nie precyzują wymagań co do właściwości okładzin kamiennych i pozostawiają to zagadnienie do rozstrzygnięcie przez właściwą jednostkę aprobującą. Wymagania w zakresie cech fizykomechanicznych okładzin kamiennych zostały określone w normach krajowych i europejskich.

Tab. 2 Dopuszczalne wady okładzin kamiennych

Wymagania stawiane okładzinom kamiennym według norm krajowych

Wymagania dotyczące wyglądu zewnętrznego, wymiarów i właściwości fizykomechanicznych zewnętrznych pionowych płyt okładzinowych zostały określone w  PN-B-11203:1997 (dokument ma status aktualnej normy). Do 2002 r. istniała norma krajowa dotycząca łupanych elementów kamiennych PN-B-11211:1997 (obecnie ma status normy archiwalnej). Wymagania co do cech technicznych okładzin kamiennych zawarte w tych normach są bardzo zbliżone. Podstawowe wymagania dotyczące różnych typów zewnętrznych płyt okładzinowych zamieszczono w tab. 1.

Płyty powinny mieć kształt prostopadłościanu o podstawie kwadratu lub prostokąta (jeżeli nie przewidziano inaczej). Krawędzie ograniczające powierzchnię licową płyt powinny być prostoliniowe, bez szczerb. Kąty narożne (jeżeli nie przewidziano inaczej) powinny być proste. Dopuszczalne wady okładzin kamiennych według aktualnych norm krajowych przedstawiono w tab. 2.

Różnice w grubościach płyt powinny mieścić się w granicach od 2 mm (w przypadku płyt granitowych) do 5 mm (płyty wykonane z piaskowca).

W normie PN-B-11204 zostały określone wymagania dla kamiennych płyt cokołowych. Norma stawia wymagania co do minimalnej grubości płyt: grubość płyt łupanych nie powinna być mniejsza niż 80 mm; płyt surowych kamiennych – 50 mm. Płyty cokołowe powinny być odporne na uderzenie i wytrzymywać od 6 do 13 uderzeń (zależnie od rodzaju skały) wykonanych według wytycznych PN–B-04015. Przedstawione w normie wymagania w zakresie wytrzymałości na ściskanie są podobne do wymagań normy PN-B-11203:1997 (nieco wyższe są wymagania stawiane granitom – wytrzymałość na ściskanie w stanie powietrznosuchym powinna wynosić co najmniej 120 MPa). Według powyższych norm właściwości materiałów w zakresie mrozoodporności oraz nasiąkliwości są prawie identyczne.

Kamienne podokienniki zewnętrzne są objęte normą PN-B-11201. Podstawowe wymagania dotyczące właściwości materiału skały są następujące:

– nasiąkliwość – nie więcej niż 5%;

– mrozoodporność – co najmniej 25 cykli bez uszkodzeń;

– wytrzymałość na ściskanie po badaniu mrozoodporności – co najmniej 25 MPa.

Norma nie dopuszcza występowania szczerb na podokiennikach wykonanych z granitu i sjenitu. W podokiennikach z piaskowca dopuszczalne jest występowanie jednej szczerby o długości nie większej niż 5 mm i nie głębszej niż 2 mm. Odchyłki od deklarowanych wymiarów nie powinny przekraczać: grubość ±2 mm,  długość i szerokość ±3 mm.

Tab. 3 Tolerancje wymiarów i kształtów modułowych płyt kamiennych wedlug PN-EN 12057:2005

W krajowej normie PN-B-11212 umieszczono wymagania dla płyt z konglomeratów kamiennych wykorzystywanych z użyciem spoiw cementowych oraz poliestrowych. Norma ta stawia dość ostre wymagania okładzinom kamiennym: dopuszczalne przekroczenie wymiarów długości i szerokości płyt nie powinno przekraczać ±1 mm (wymóg uwzględnia płyty o długości do 1200 mm), grubości ±3 mm. Nasiąkliwość takich płyt zależnie od zastosowanego typu spoiwa powinna mieścić się w granicach 1–8%. Wytrzymałość na zginanie płyt z konglomeratów powinna wynosić co najmniej 4 MPa.

Wymagania do kamieni łamanych stosowanych do budowy murów określone są w normie PN-B-11210.

Wymagania stawiane okładzinom kamiennym według Norm Europejskich

Płyty okładzinowe modułowe stosowane do okładzin zewnętrznych mogą być wprowadzone na rynek w przypadku zgodności z europejską normą zharmonizowaną PN-EN 12057:2005. Według tej normy płytą modułową nazywamy płaski kwadratowy lub prostokątny fragment naturalnego kamienia o standardowych wymiarach, zazwyczaj do ≤610 mm, uzyskany w wyniku cięcia lub łupania kamienia naturalnego do nominalnej grubości ≤12 mm.

Wymagania w zakresie tolerancji wymiarowych kamiennych płyt modułowych nieco różnią się od wymagań zawartych w Polskich Normach (tab. 3).

Norma bezwzględnie wymaga od producentów, aby deklarowali następujące właściwości:

– w zakresie wyglądu: barwę, użylenie, teksturę, wykończenie powierzchni;

– wytrzymałość na zginanie;

– nasiąkliwość przy ciśnieniu atmosferycznym;

– gęstość objętościową i porowatość otwartą;

– reakcję na ogień.

Niektóre znaczące z punktu widzenia trwałości oraz bezpieczeństwa użytkowania elewacji cechy płyt kamiennych mogą być deklarowane opcjonalnie:

– nasiąkliwość kapilarna (deklarować należy ją w przypadku przeznaczenia płyt do stosowania w miejscach pojawiania się wody na powierzchniach poziomych);

– mrozoodporność (12 cykli dla elementów do wykończania ścian);

– odporność na szok termiczny;

– przepuszczalność pary wodnej.

Ze względu na fakt, że norma nie podaje minimalnie wymaganych parametrów eksploatacyjnych płyt, dobierając okładziny kamienne w projekcie/specyfikacji technicznej, należy określić ww. cechy. Cechy te należy porównać z deklaracją zgodności produktu (w deklaracjach zgodności parametry cech niezbadanych oznaczane są symbolem NDP). Przykład etykietowania płyt okładzinowych do wykończania elewacji budynków przedstawiono w tab. 4.

Tab. 4 Przykładowe etykietowanie płyty kamiennej modułowej przeznaczonej do wykonania zewnętrznej okładziny ściennej

Płyty okładzinowe z kamienia naturalnego objęte są również normą PN-EN 1469. Norma ta jest bardzo podobna do normy PN-EN 12057 (w zakresie metod badawczych, deklarowanych cech płyt). Nieco inne są wymagania dotyczące tolerancji wymiarowych płyt:

– płyty o grubości 12–30 mm mogą się różnić od wymiarów deklarowanych nie więcej niż ±10%;

– płyty o grubości w granicach <30–80 mm mogą się różnić od wymiarów deklarowanych nie więcej niż ±3 mm;

– płyty o grubości powyżej 80 mm mogą się różnić od wymiarów deklarowanych nie więcej niż ±5 mm.

Tolerancje wymiarowe w zakresie długości i szerokości uzależnione są od grubości płyt oraz od ich maksymalnych wymiarów liniowych i wahają się w granicach od ±1 do ±3 mm.

Odchylenie od płaskości płyt nie powinno przekraczać 0,2% długości płyt oraz nie powinno przekraczać 3 mm.

W odróżnieniu od normy PN-EN 12057 norma PN-EN 1469 podaje wymagania dla otworów montażowych wykonywanych w płytach. W zakresie położenia, średnicy oraz głębokości otworów wymagane jest, aby:

– położenie otworu mierzone wzdłuż długości lub szerokości płyty różniło się od położenia deklarowanego nie więcej niż ±2 mm;

– położenie otworu wzdłuż grubości powinno się różnić od deklarowanego nie więcej niż ±1 mm;

– średnica otworu różniła się od deklarowanej nie więcej niż +1/-0,5 mm;

– głębokość otworu różniła się od deklarowanego nie więcej niż +3/-1 mm.

W porównaniu z normą PN-EN 12057 norma PN-EN 1469 w przypadku mechanicznego mocowania płyt elewacyjnych na krawędziach za pomocą kołków wprowadza obowiązek deklarowania charakterystycznego obciążenia niszczącego przy otworze na kołek.

Norma PN-EN 12057 oraz PN-EN 1469 przywidują, że powierzchnie płyt mogą mieć wypełnione naturalne spękania. Jeśli takie wypełnienia są częścią obróbki płyt okładzinowych, producent jest zobowiązany do deklaracji rodzajów obróbki oraz właściwości materiałów uzupełniających.

W przypadku wykonania wykładziny ściennej zakładkowo (rys. ) okładziny powinny spełniać wymagania normy PN-EN 12326-1. Norma dotyczy przede wszystkim okładzin z łupków i nie dotyczy okładzin mocowanych klejowo. Grubość pojedynczego łupka nie powinna być mniejsza niż 2 mm. W zakresie cech liniowych (długości i szerokości) łupki mogą różnić się od cech deklarowanych do ±5 mm. Odchyłki od prostoliniowości dla wyrobów o długości do 500 mm nie mogą przekroczyć 5 mm. Zależnie od typu łupków odchyłki od płaskości powierzchni powinny mieścić się w granicach 0,9–2 mm. W przypadku zawartości węglanu wapnia w łupku powyżej 20% łupek nie nadaje się do zastosowania jako okładzina zewnętrzna. Producent okładzin z łupków powinien określić charakterystyczną wytrzymałość na zginanie wyrobu. Dopuszczalna nasiąkliwość łupków nie powinna przekraczać 0,6%. Producent powinien określić mrozoodporność oraz odporność na zmiany temperatury łupków. Niedopuszczalne jest stosowanie wyrobów wykazujących w trakcie powyższych badań łuszczenie, rozwarstwienie lub inne widoczne zmiany struktury.

W przypadku wykonania muru z elementów kamiennych wymagania odnośnie do stosowanych  kamieni naturalnych zostały określone w europejskiej normie PN-EN 771-6:2002. Norma ta obejmuje wyroby kamienne o grubościach równych 80 mm lub większych, stosowanych w konstrukcjach murowych nośnych lub nienośnych, wewnętrznych i zewnętrznych.

dr inż. Ołeksij Kopyłow

Zakład Konstrukcji i Elementów Budowlanych ITB

Literatura

1. O. Kopyłow, Elewacje wentylowane z wykorzystaniem elementów okładzinowych, „Inżynier Budownictwa” nr 1/2011 r.

2. O. Kopyłow, Elewacje Venture. Prefabrykaty z izolacją cieplną, „Świat architektury” nr 9/2011.

3. PN-B-11203:1997 Materiały kamienne – Elementy kamienne; płyty do okładzin pionowych zewnętrznych i wewnętrznych.

4. PN-B-11211:1997 Materiały kamienne – Elementy kamienne łupane do licowania ścian (wycofana w 2002 r.).

5. PN-B-11204:1996 Materiały kamienne – Elementy kamienne – Płyty cokołowe zewnętrzne.

6. PN-B-11201:1996 Materiały kamienne – Elementy kamienne – podokienniki zewnętrzne.

7. PN-B-11212:1997 Materiały kamienne – Elementy kamienne – Płyty z konglomeratów kamiennych.

8. PN-B-11210:1996 Materiały kamienne – Kamień łamany.

9. PN-EN 12057:2005 Wyroby z kamienia naturalnego – Płyty modułowe – Wymagania.

10. PN-EN 1469:2005 Wyroby z kamienia naturalnego – Płyty okładzinowe – Wymagania.

11. PN-EN 12326-1:2006 Łupek i inne wyroby z kamienia naturalnego do zakładkowych pokryć dachowych i okładzin ściennych – Część 1: Wymagania.

12. PN-EN 771-6:2002 Wymagania dotyczące elementów murowych – Część 6: Elementy murowe z kamienia naturalnego.