Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 1/2017 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Artykuł sponsorowany

Elewacje wentylowane - rozwiązania rynkowe a obowiązujące przepisy

Izolacyjność termiczna ścian zewnętrznych - projektancie, chroń pieniądze inwestora
Cezary Rutkowski, Dyrektor Techniczny AGS  |  10.04.2017  |  2
AGS

Wykonanie budynku zgodnie ze sztuką budowlaną oraz obowiązującymi przepisami bada nadzór budowlany. W związku ze zmianami wymagań dotyczących izolacyjności termicznej ścian zewnętrznych, a także elewacji wentylowanych, zdarzają się przypadki stwierdzenia nieprawidłowości . Niestety wielu uczestników procesu inwestycyjnego nie przestrzega obowiązujących regulacji - można stwierdzić, że rynek nie nadąża za zmianami przepisów. Pamiętajmy jednak, iż nawet jeśli podczas odbioru budynku nie zostaną stwierdzone uchybienia, problemy mogą się pojawić w kolejnych latach.

W standardowych rozwiązaniach dostępnych na rynku system elewacji wentylowanej tworzy: 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 np. do ściany budynku i podlegają  wielu wymogom zawartym w obowiązujących przepisach. Dowiedz się wiecej o nowoczesnych rozwiązaniach firmy AGS >>

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

W Polsce tego typu wytyczne określono w Rozporządzeniu Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013r. (poz.926) [WT]. Zgodnie z zawartymi tam wymogami od 2014 do 2021r. zaplanowano stopniowe obniżanie parametrów współczynnika przenikania ciepła dla przegród budowlanych.

Tabela 1

Ustawodawca zadbał również o określenie procedury, według której należy dokonać doboru i kalkulacji przyjmowanych rozwiązań projektowych. Obliczenia powinny być wykonane zgodnie normami zawartymi w wykazie polskich norm powołanych w 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. Niniejsze wymogi 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

Oznacza to, że w przypadku klasy pożarowej budynku A, okładzina elewacyjna nie powinna odpaść przez 120 min, w klasie B - 60 minut oraz w klasie C- 30 minut.  Większość obecnych na rynku rozwiązań nie spełnia tego przepisu już przy wymogach w zakresie 60 minut. W dostępnych opracowaniach doczytujemy, że:

Aby w świetle wymogów § 225 Rozporządzenia 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 lub wymaga zmodyfikowania go i uzgodnienia przez projektanta. Ponieważ najbardziej narażonymi elementami budynku w zakresie § 225 WT są pasy nadprożowo-podokienne powyżej otworu okiennego to na podstawie tego typu opracowań nie mogą być one stosowane. Poznaj szeroką gamę innowacyjnych produktów AGS >>

 Testy dotyczące odpadania elewacji podczas pożaru
Foto 1 i 2.  Testy dotyczące odpadania elewacji podczas pożaru.

Wynika z tego, że w przypadku zastosowania konsol i rusztu wykonanych tylko z aluminium konstrukcja nośna elewacji całkowicie się stopiła w miejscu najbardziej narażonym na działanie ognia.

Następnym parametrem, jaki powinny spełniać konsole mocujące elewacje jest odporność na korozje międzymateriałową. Dostępne na rynku rozwiązania z aluminium nie mają tzw. zgodności chemicznej z  alkalicznymi materiałami budowlanymi, m.in. z betonem. W kontakcie z zaprawą murarską i betonem na powierzchni aluminium powstają wyraźne plamy i wżery trudne do usunięcia, mogące po jakimś czasie doprowadzić do osłabienia nośności całej konstrukcji.

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. Jednak zastosowanie tych elementów ograniczają przepisy przeciwpożarowe zawarte w Warunkach Technicznych:

  • § 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”

Większość dostępnych na rynku materiałów stosowanych do izolowania konsol nie spełnia powyższych przepisów. Rysunek nr 1 prezentuje przykłady takich rozwiązań.  

 Schemat rozwiązań konsol dostępnych na rynku z elementami modyfikującymi ich właściwości termiczne bez uwzględnienia innych wymogów wynikających z Warunków Technicznych.
Rys. nr 1. Schemat rozwiązań konsol dostępnych na rynku z elementami modyfikującymi ich właściwości termiczne bez uwzględnienia innych wymogów wynikających z Warunków Technicznych.   



1. Element aluminiowy

2. Przekładki wspornika konsoli z materiału niesklasyfikowanego pod kątem NRO oraz niepalności

Należy również pamiętać o aspektach związanym z trwałością elementu mocującego, który jak pokazano powyżej wielokrotnie składa się z dwóch rodzajów materiału. Cały układ łącznika w  tym zakresie powinien być sklasyfikowany w zależności od kategorii korozyjności środowiska w zakresie klas od C1 do min. C4. Klasy te powinny być potwierdzone badaniami w laboratoriach posiadający w tym zakresie odpowiednie uprawnienia.

Wobec powyższych obwarowań i wymogów prawnych firma AGS opracowała i zastrzegła w Urzędzie Patentowym Rzeczpospolitej Polskiej, w tym również procedurą Alicante, kilkudziesięciu odmian konsol ze stali nierdzewnej oraz dozbrojonego rusztu aluminiowego odpornego na warunki pożarowe. Zgłoszenie zabezpiecza m.in. takie elementy, jak kształt, specjalne otworowania poprawiające izolacyjność termiczną oraz materiały, z jakich mogą być wykonywane. Skorzystaj z porad doświadczonej kadry technicznej >>

Przykład konsoli nierdzewnej AGS typu HI, λ = 17 W/m*K
Rys. nr 2. Przykład konsoli nierdzewnej AGS typu HI, λ = 17 W/m*K
Konsola termiczna o bardzo niskiej przewodności termicznej AGS typu HI+, λ = 4,3 W/m*K
Rys. nr 3. Konsola termiczna o bardzo niskiej przewodności termicznej AGS typu HI+, λ = 4,3 W/m*K
Zbrojony ruszt aluminiowy odporny na warunki ppoż.
Rys. Nr 4. Zbrojony ruszt aluminiowy odporny na warunki ppoż.

Rozwiązania zaprezentowane na powyższych rysunkach (2, 3 i 4) charakteryzują się następującymi zaletami i przewagami nad konkurencją:

1. Konsola w wersji HI i HI+ jest wykonana ze stali nierdzewnej o specjalnie zaprojektowanym kształcie, który pozwala osiągnąć bardzo wysoką nośność przy grubości ścianki 2 i 3 mm.

2. Konsola nierdzewna HI+ (rys. 3) wykazuje w obliczeniach bardzo dobre parametry izolacyjności termicznej w odniesieniu do odpowiedników wykonanych z aluminium - w tym wypadku współczynnik λ = 4,3 W/(m·K), natomiast w aluminium - 200 W/(m·K).

Rozkład izoterm przy zastosowaniu konsol AGS typu HI+ λ = 4,3 W/m*K
Rys. nr 5. Rozkład izoterm przy zastosowaniu konsol AGS typu HI+ λ = 4,3 W/m*K
Rozkład izoterm przy zastosowaniu konsoli aluminiowej  λ = 200 W/m*K
Rys. nr 6. Rozkład izoterm przy zastosowaniu konsoli aluminiowej  λ = 200 W/m*K

Powyższe analizy wykazują, że w przypadku konsoli HI+ wykonanej ze stali nierdzewnej (rys. nr 5) bez tzw. termopodkładek w skuteczny sposób ogranicza przewodzenie zimna do ściany przykrytej wełną mineralną. Rozkład izoterm pokazuje, że na murze w miejscu styku konsoli mamy temperaturę ponad 15°C, a cały mur przez swoją grubość nie wykazuje znacznych zaburzeń termicznych.

Natomiast analiza pokazana na rys. 4 wykazuje, że w przypadku konsoli wykonanej z aluminium również bez termopodkładek izoterma temperatury 0°C przesunęła się w głąb grubości ściany. Natomiast inne izotermy pokazują, w jaki sposób konsola wykonana z aluminium wpływa na straty ciepła i miejscowe wychłodzenie ściany od strony wewnętrznej.

3. Materiał wykonania konsol AGS (stal nierdzewna 304 i 316) ma temperaturę topnienia ponad 1400°C. 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.  

Konsola AGS typu HI+
Foto 3.  Konsola AGS typu HI+


4. Stal nierdzewna posiada tzw. zgodność chemiczną z alkaicznymi materiałami budowlanymi. Dlatego stosowanie jakichkolwiek podkładek nie jest konieczne, a tym samym zostaje podniesiona izolacyjność termiczna.

5. Ruszt aluminiowy zbrojony elementami nierdzewnymi jest przeznaczony do stosowania w pasach nadprożowo-podokiennych, tam gdzie podczas pożaru występuje największe oddziaływanie ognia. Wówczas jest on mocowany elementem kątowym poprzez pasek stali nierdzewnej do najbliższej konsoli nośnej wykonanej również ze stali nierdzewnej. Podczas pożaru  aluminium wytopi się, a elementy okładzin zawisną na pasku nierdzewnym.

6. Rozwiązania zostały przebadane przez Instytut Techniki Budowlanej oraz Politechnikę Warszawska w zakresie ETAG 034 oraz przewodności termicznej konsol, na podstawie której ustalono współczynnik λ łącznika. Uzyskano wynik dla konsol HI+ λ = 4,3 [W/m2·K]. Tym samym bez stosowania żadnych elementów niemetalicznych rozwiązania osiągają nawet parametry obowiązujące od roku 2021. 

Poza określeniem wytrzymałości konsol oraz ich współczynników przewodzenia ciepła Politechnika Warszawska porównała również zapotrzebowanie na energię w przykładowym budynku. Rozważono przypadek zastosowania tradycyjnych rozwiązań łączników budowlanych w porównaniu z nowo opracowaną koncepcją firmy AGS.

Porównano trzy przypadki:

  1. budynek wyposażony w ściany wielowarstwowe z konsolami termicznymi,
  2. budynek wyposażony w ściany z konsolami aluminiowymi według koncepcji AGS o współczynniku przewodności cieplnej równej 21.04 W/m·K,
  3. budynek wyposażony w ściany z konsolami tradycyjnej konstrukcji o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 200 W/m·K. Założono, że współczynniki przenikania ciepła powierzchni dachu, podpiwniczenia i okien oraz drzwi dla obu rozważanych przypadków są  takie same i wynoszą:
  • współczynniki przenikania ciepła dla powierzchni dachu - 0,18 W/(m2·K),
  • współczynniki przenikania ciepła dla powierzchni podpiwniczenia - 0,3 W/(m2·K),
  • współczynniki przenikania ciepła dla powierzchni okien - 1,1 W/(m2·K),
  • współczynniki przenikania ciepła dla powierzchni drzwi - 1,5 W/(m2·K).


Najbardziej korzystnym ze względu na zapotrzebowanie strumienia ciepła do ogrzewania budynku jest wariant ściany wielowarstwowej z konsolą termiczną i okładziną z fibrobetonu. Natomiast najmniej korzystnym jest wariant z konsolą o λ=200 [W/m*K] i okładziną ze stopu aluminiowego. W drugim przypadku okazuje się, że różnica w zapotrzebowaniu na strumień ciepła jest ponad dwukrotna.

Bezpośrednio wynika to z uwzględnienia poprawek na mostki termiczne od konsol aluminiowych, z którymi można zapoznać się  na: http://www.ags.org.pl/upload/pdf/Instrukcja_obliczenia_poprawek_od_punktowych_mostkow_termicznych.pdf

AGS wykres
Powyższe rozważania pokazują, iż systemy oparte wyłącznie na aluminium nie spełniają podstawowych wymogów, jakie wynikają z przepisów ochrony cieplnej budynków. Jest to częsty błąd spotykany podczas doboru rozwiązań. Natomiast elementy konstruowane z aluminium z różnego rodzaju modyfikacjami, mającymi na celu poprawienie parametrów przewodności cieplnej, w oczywisty sposób naruszają wymagania przepisów ochrony przeciwpożarowej, związane z niepalnością oraz podatnością na rozprzestrzenianie się ognia.

Rozwiązania firmy AGS są odpowiedzią na wymagania stawiane obecnie elewacjom wentylowanym. W tym kierunku powinni zmierzać projektanci oraz nadzór budowlany, aby budować w sposób bezpieczny, a także zapewniający maksymalny komfort użytkowania, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów utrzymania obiektów oraz w zgodzie z wymaganiami Prawa budowlanego.

AGS AGS Sp. z o.o.
ul. Kleszczowa 18, 02-485 Warszawa
tel: +48 24 235 40 79
tel: +48 734 467 220
tel: +48 734 467 222
biuro@ags.org.pl
www.ags.org.pl

Komentarze

(1)
szumilas | 23.05.2017, 08:50
"Większość dostępnych na rynku materiałów stosowanych do izolowania konsol nie spełnia powyższych przepisów." - A zatem powinny zostać bezzwłocznie wycofane z rynku, pod rygorem nałożenia kary.
   1 / 1   
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
PPHU POLSTYR Zbigniew Święszek PPHU POLSTYR Zbigniew Święszek
POLSTYR- Pełny system dociepleń Jesteśmy producentem pełnego systemu dociepleń w tym najwyższej jakości wyrobów budowlanych takich...
10/2017

Aktualny numer:

Izolacje 10/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Naprawa i wzmocnienie stropów
  • - Szary styropian do izolacji fundamentów
Zobacz szczegóły
Zamów bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.