Materiałowe współczynniki bezpieczeństwa płyt warstwowych

Płyty warstwowe, zwane samonośnymi izolacyjno-konstrukcyjnymi wyrobami z dwustronną okładziną stalową i rdzeniem izolacyjnym zgodnym z normami: EN 13165 [1] dla sztywnej pianki poliuretanowej PUR/PIR, EN 13162 [2] dla wełny mineralnej MW lub EN 13163 [3] dla styropianu EPS, mogą być wytwarzane w jednym zakładzie produkcyjnym, nawet na jednej uniwersalnej linii produkcyjnej, w sposób ciągły, co może generować pewne problemy z jakością. Producent wytwarza wyrób zgodnie z wymaganiami normy zharmonizowanej EN 14509 [4] i deklaruje właściwości w dokumencie nazywanym deklaracją właściwości użytkowych, którego wzór zamieszczono w Rozporządzeniu UE nr 569/2014.

Do produkcji paneli stosowana jest taśma stalowa o grubości ok. 0,5 mm, zgodna z normą EN 10346 [6], a charakteryzującą się umowną granicą plastyczności nie mniej niż 220 MPa. Nadmienia się również, że wyrób powinien spełniać wymagania trwałości eksploatacyjnej, badanej zgodnie z EN 14509 [4] Załącznik B „Metody badania trwałości płyt warstwowych”.

Trwałość jest zdefiniowana:

• zmianą wytrzymałości na rozciąganie próbek poddanych cyklom klimatycznym oznaczonych jako DUR 1 i DUR 2,
• przyczepnością w rejonie złącza określonego próbą klinową,
• badaniem odporności na szok termiczny przy braku uszkodzeń w wyniku ścinania, spęcherzenia lub rozwarstwienia.

Zwraca się uwagę, że producenci, którzy uzyskali w Instytucie Techniki Budowlanej w Berlinie krajowy dokument odniesienia, zwany Zulassung Z.10.40-xxx, mają określone specjalne materiałowe współczynniki bezpieczeństwa na podstawie wytycznych określonych w [7]. Nadmienia się, że współczynniki materiałowe zawarte w zulassungach dla różnych producentów paneli różnią się na niekorzyść od współczynników normowych EN 14509 [4] określonych w oparciu o tzw. dotychczasowe doświadczenia uwzględniające odpowiednie i stałe właściwościami wyrobu. Z tego też powodu dla tych samych wyrobów materiałowe współczynniki bezpieczeństwa, które miały odzwierciedlać stałość właściwości mechanicznych wyrobu, różnią się w sposób znaczący. Niemniej jest dopuszczalne, aby w oparciu o systematyczne wyniki badań zakładowej kontroli produkcji producent może uznać, że współczynniki te powinny być skorygowane, co uzasadnia zapis normy EN 14509 [4].

Postępowanie sprawdzające

Do postępowania sprawdzającego należy wykorzystać podstawowe procedury pobierania, przygotowania i badania próbek opisane w normie [4].

• Rozpiętość próbek zależy głównie od grubości płyty i powinna być tak dobrana, aby uzyskać zniszczenie w wyniku zginania.
• Płyty należy badać dla dwóch wariantów ułożenia okładziny dekoracyjnej i poddać badaniu zarówno płyty najgrubsze, jak i najcieńsze i o średniej grubości. Ponadto powinno się posługiwać wytycznymi z normy [4], co do częstotliwości badań i minimalnej ilość próbek do badań, tak jak zapisano w tablicy 5 „Metody badań, próbki do badań, rodzaj badania i warunki badania stosowane w WBT” oraz tablicy 7 „Procedury ZKP dla płyt warstwowych”.

Badania powinny być prowadzone stosownie do następujących normowych procedur wg EN 14509 [4], Załącznik A „Metody badania właściwości materiału”:

• A.3 – wytrzymałość na ścinanie rdzenia,
• A.4 – wytrzymałość na ścinanie całej płyty,
• A.5 – moment zginający płyty swobodnie podpartej,
• A.7 – moment zginający a reakcja podpory,
• A.9 – odporność na obciążenia skupione.

Ponadto produkowane płyty powinny mieć sprawdzone, czy spełniają tolerancje wymiarowe wymienione w normie [4], Załącznik D „Tolerancje wymiarowe”, takie jak np. odchylenie od płaskości, odchylenie od prostoliniowości czy wartość ugięcia.

W pierwszej części postępowania sprawdzającego należy zestawić i przeliczyć materiałowe współczynniki bezpieczeństwa dla stanu granicznej nośności i stanu granicznego użytkowania na podstawie istniejących wyników badań typu zawartych w sprawozdaniach, np. przekazanych do postępowania aprobacyjnego w DIBt.

Przyjmuje się, że

• dla stanu granicznej nośności ULS należy wykorzystać równanie:
  
• dla stanu granicznego użytkowania SLS należy wykorzystać równanie:
  

gdzie:

ν – odchylenie standardowe Ln(x),
x – populacja wyników badania.

W TABELI 1 zestawiono wyniki pomiarów i obliczeń współczynników ɣM dla płyt warstwowych z rdzeniem z pianki PUR/PIR z widocznym złączem PW_S na podstawie badań typu.

W drugiej części postępowania należy przeliczyć współczynniki bezpieczeństwa materiałowego dla stanu granicznej nośności i stanu granicznego użytkowania, wykorzystując wyniki badań zakładowej kontroli produkcji prowadzone w zakresie i z częstotliwością podaną w normie [4] w Tablicy 7.

W tym przypadku również należy wykorzystać podane wcześniej zależności ɣM dla stanów granicznych ULS oraz SLS.

W TABELI 2 zestawiono wyniki pomiarów i obliczeń współczynników ɣM dla płyt warstwowych z rdzeniem z pianki PUR/PIR z widocznym złączem PW_S na podstawie wyników zakładowej kontroli produkcji.

Podsumowanie

Zaleca się, aby producenci płyt warstwowych okresowo sprawdzali i informowali użytkowników, że na podstawie pomiarów i wyliczeń współczynniki bezpieczeństwa materiałowego [ɣM] dla stanu granicznego nośności oraz stanu granicznego użytkowania są zgodne z wartościami deklarowanymi.

W opisywanym przykładzie wyliczone wartości współczynnika [ɣM] spełniają poziomy zalecane w normie EN 14509 [4] w tablicy E.9 „Materiałowe współczynniki bezpieczeństwa” dla wyrobów posiadających stałe właściwości rdzenia izolacyjnego wykonanego ze sztywnej pianki PUR i PIR.

Literatura

1. EN 13165, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby ze sztywnej pianki poliuretanowej (PUR) produkowane fabrycznie – Specyfikacja”.
2. EN 13162, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby z wełny mineralnej (MW) produkowane fabrycznie – Specyfikacja”.
3. EN 13163, „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie. Wyroby ze styropianu (EPS) produkowane fabrycznie – Specyfikacja”.
4. EN 14509, „Samonośne płyty warstwowe z rdzeniem z materiału termoizolacyjnego w obustronnej okładzinie z blachy. Wyroby produkowane fabrycznie – Właściwości”.
5. Rozporządzenie UE nr 569/2014.
6. EN 10346, „Wyroby płaskie stalowe powlekane ogniowo w sposób ciągły do obróbki plastycznej na zimno. Warunki techniczne dostawy”.
7. „Muster-Verwaltungsvorschrift, Technische Baubestimmungen (MV V TB)”, Ausgabe August 2017.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!