Docieplenie budynku wielorodzinnego – wady i uszkodzenia

Termomodernizacja budynków polega na przeprowadzeniu robót budowlanych, dzięki którym zostaną zmniejszone straty energii cieplnej przez przegrody zewnętrzne, oraz dostosowaniu urządzeń grzewczych do nowych warunków termicznych w obiekcie. Modernizację budynków w Polsce przeprowadza się tylko z uwagi na zmieniające się w ostatnich latach wymagania w zakresie ochrony cieplnej [1].

Ważnym zagadnieniem dotyczącym termomodernizacji jest ocena trwałości docieplenia budynku, czyli spełniania przez nie wymaganych właściwości użytkowych. O zmniejszonej trwałości docieplenia decydują parametry starzenia się materiałów, a także wady wykonawcze. Każde, nawet najmniejsze uszkodzenie, oznacza początek procesu destrukcji docieplenia.

Jak zidentyfikować wady i uszkodzenia występujące w docieplonym budynku wielorodzinnym? Jak określić przyczyny ich powstawania?

Opis analizowanego budynku

Do analizy wybrano budynek usytuowany na osiedlu Kazimierza Wielkiego we Włocławku. Jest to budynek mieszkalny wielorodzinny, wolno stojący, pięciokondygnacyjny, podpiwniczony, wykonany z płyt betonowych OWT-67. Płyty zewnętrzne składały się z dwóch warstw betonu zbrojonego (fakturowej i wewnętrznej), przedzielonych izolacją termiczną z wełny lub styropianu. Skrajne warstwy betonu łączono za pomocą zabezpieczonych antykorozyjnie wieszaków stalowych. Filarki wykonane były po zamontowaniu płyt między oknami na całej ich wysokości. Okładano je różniącą się od reszty elewacji okładziną z desek albo płyt azbestowo-cementowych. Płyty stropowe miały grubość 16 cm i opierały się na trzech ścianach nośnych. Taki układ bardzo ograniczał możliwość wszystkich przeróbek.

Ściany konstrukcyjne wewnętrzne wykonano z elementów wielkopłytowych żelbetowych o gr. 15 cm, ściany zewnętrzne – z elementów wielkopłytowych pasmowych (belki ściany podokienno-nadprożowe) warstwowych z żelbetu o gr. 6 cm oraz termoizolacji ze styropianem o gr. 6 cm, ściany zewnętrzne nośne zaś – z elementów wielkopłytowych warstwowych z żelbetu o gr. 15 cm, termoizolacji ze styropianem o gr. 6 cm oraz warstwy fakturowej o gr. 6 cm. Stropodach nad ostatnią kondygnacją wykonano z pustką powietrzną. W trakcie eksploatacji ocieplono szczyty budynku z zastosowaniem wełny mineralnej o gr. 6 cm z obudową z blach falistych trapezowych i płyt azbestowych płaskich oraz wykorzystano metodę ciężką-mokrą na ścianach frontowej i tylnej z zastosowaniem styrosupremy o gr. 7 cm i tynku cementowo- wapiennego na siatce.

W systemie OWT występuje wiele wad pod względem izolacyjności budynku, w tym nieciągłość izolacji cieplnej, a w niektórych wypadkach jej brak. By poprawić warunki cieplno-wilgotnościowe, ściany zewnętrzne ocieplono styrosupremą o gr. 7 cm (styropian – 5 cm i warstwa supremy – 2 cm). Na powierzchnię supremy naciągnięta została stalowa siatka cięto-ciągniona, mocowana do supremy za pomocą gwoździ ocynkowanych. Wykończenie zewnętrzne stanowi tynk cementowo-wapienny, wykonany na podkładzie cementowym.

Opis wad i usterek w budynku

W ramach pracy wykonano oględziny ścian zewnętrznych. Ściany ocieplono w 1990 r., co obniżyło wartość współczynnika przenikania ciepła U [W/(m²·K)] i poprawiło komfort cieplny budynku.

W trakcie wywiadu środowiskowego z mieszkańcami budynku nie stwierdzono większych wad wewnątrz budynku, poza nielicznymi przypadkami zawilgocenia ścian po wymianie okien drewnianych na PCV.

Negatywne zjawiska można natomiast zaobserwować w warstwach zewnętrznych ścian. Na elewacji widoczne są liczne rysy i pęknięcia tynku, rozłożone w sposób równomierny. Na fragmentach występują ubytki tynku, które można podzielić na trzy rodzaje: lokalne, liniowe i powierzchniowe.

Uszkodzeniami liniowymi są rysy i pęknięcia, które są następstwem przyjętej technologii budowy budynków wielorodzinnych (z wielkiej płyty) oraz technologii ocieplenia ścian zewnętrznych (metody ciężkiej). W trakcie eksploatacji obiekt ulega bowiem pracy statycznej i termicznej, która w wypadku budynków prefabrykowanych charakteryzuje się odkształceniami sprężystymi.

Ocieplenie ścian szczytowych wykonano metodą suchą przy użyciu wełny mineralnej o gr. 6 cm, którą zabezpieczono blachą stalową fałdową oraz płytami azbestowymi płaskimi.

Na podstawie obserwacji i dokumentacji fotograficznej [1] zidentyfikowano następujące wady i usterki na zewnętrznych elewacjach budynku:

• rysy i spękania elewacji, zagrzybienie elewacji,
• uszkodzenia tynku zewnętrznego,
• pęknięcia tynku na elewacji budynku,
• uszkodzenia rynien i rur spustowych,
• uszkodzenia balkonów,
• podsiąkanie wody w miejscach obróbek blacharskich,
• pęknięcia tynku na elewacji budynku,
• uszkodzenia płyt azbestowych,
• pęknięcia i odspojenia ścian,
• złą obróbkę blacharską.

Rysy i spękania elewacji

Są skutkiem: nieuzasadnionej oszczędności przy wykonywaniu warstwy zbrojonej, minimalizowania zużycia siatki przez nieodpowiednią szerokość (10 cm) zakładów na krańcach jej pasów lub rezygnacji z jej zaszpachlowania. Z tych powodów może nawet dojść do odchodzenia warstwy tynku. Jeśli występują rysy i pęknięcia na tynku, ryzyko głębszego uszkodzenia w trakcie zimy znacznie się zwiększa. W popękany tynk łatwiej przenika woda, która przy niskich temperaturach (zimą) zamarza i rozsadza warstwę tynku. Jest to jedna z przyczyn, dla których tynk zewnętrzny w analizowanym budynku pęka i z roku na rok wygląda coraz gorzej (fot. na górze). Na elewacji widoczne są liczne rysy i pęknięcia tynku, rozłożone w sposób równomierny.

Zagrzybienie elewacji

Zielony, szary lub czarny nalot występujący nierównomiernie na fasadach to glony i zarodniki grzybów. Transportowane są przez wiatr, ale nie wszędzie mogą się rozmnażać, ponieważ zależy to od warunków wilgotnościowych. Czynniki mające duży wpływ na wilgotność powierzchni fasady to:

• przypadająca w danym roku liczba dni, w których występują opady i mgła,
• błędy projektowe i wykonawcze, związane np. ze złym odprowadzaniem wody z dachu, rozpryskującą się wodą w rejonie cokołów (fot. 1),
• nierówne powierzchnie elewacji – narażone na działanie opadów atmosferycznych,
• podsiąkająca wilgoć z podłoża nawilżająca powierzchnię fasady (woda opadowa i rozpryskowa) (fot. 2),
• zacienienie fasady (powierzchnie zacienione pozostają dłużej wilgotne), ruchy powietrza – miejsca o ograniczonym przepływie powietrza wolniej wysychają,
• nieodpowiednie farby elewacyjne,
• usytuowanie budynku względem stron świata (elewacje północne i wschodnie są bardziej narażone).

Każda powierzchnia może zostać zaatakowana przez glony i grzyby. Na ich osiedlenie się większy wpływ ma skład chemiczny podłoża niż np. jego absorpcja wody, przepuszczalność pary wodnej i hydrofobowość. Tworzeniu się nalotu z glonów można zapobiec, a przynajmniej je zahamować dzięki zastosowaniu warstw wierzchnich lub powłok hydrofobizowanych zawierających biocydy. Mimo zastosowania środków zapobiegawczych i ochronnych fasada prędzej czy później straci właściwości glono- i grzybobójcze. Oznacza to, że okresowo należy te działania powtarzać. Trudno przewidzieć, jak często, ponieważ ma na to wpływ wiele czynników, różnych w przypadku poszczególnych obiektów.

Uszkodzenia tynku zewnętrznego, pęknięcia tynku na elewacji

Podstawową przyczyną uszkodzenia lub zniszczenia tynków zewnętrznych i gzymsów jest zawilgocenie, które w połączeniu ze zmianami temperatury w okresach zimowo- letnich doprowadziło do uszkodzeń na skutek reakcji fizycznych i chemicznych (fot. 3–4).

Uszkodzenia rynien i rur spustowych

Niesprawne lub urwane systemy odprowadzania wody opadowej powodują bardzo silne miejscowe oddziaływanie na ściany zewnętrzne budynku (fot. 5). Z tego względu rynny trzeba przynajmniej dwa razy do roku sprawdzić i oczyścić z nawianych przez wiatr piasku i pyłów, a na terenach zadrzewionych – także z liści i igliwia.

Uszkodzenia balkonów

Balkony narażone są na zmienne warunki atmosferyczne, dochodzi więc w nich do dużych naprężeń wywołanych zmianami temperatury i wilgotności. W wyniku jednoczesnego oddziaływania wody i zmian temperatury dochodzi do uszkodzeń materiałów.

W analizowanym budynku z powodu braku wymiany obróbki blacharskiej balkonów podczas termomodernizacji w 1990 r. pojawiły się zacieki, porosty mchu i spękania płyt. Efekty takiego działania przedstawiono na fot. 6–7.

Podsiąkanie wody w miejscach obróbek blacharskich

Uszkodzenia obróbek blacharskich w niektórych miejscach budynku są dodatkową przyczyną degradacji przylegających do nich elewacji i samej struktury budynku. Spowodowały one dodatkowe wnikanie wody i wilgoci do murów na głębokości ich osadzenia, tworzenie komór zastoiskowych i miejsc skraplania się pary wodnej. Ponadto korodujący metal zmienił skład chemiczny i spowodował przedostawanie się do murów wraz z wilgocią agresywnych roztworów chemicznych wywołujących ich korozję, a także zwiększył swoją powierzchnię i w efekcie rozerwał materiały bezpośrednio do niego przylegające (fot. 8).

Uszkodzenia płyt azbestowych osłaniających ściany szczytowe

Płyty azbestowe na ścianach szczytowych analizowanego budynku stanowiące warstwę elewacyjną po ociepleniu uszkodzone są w wielu miejscach (fot. 9–10). Trwałość płyt azbestowo-cementowych szacuje się na 30 lat. Płyty azbestowe umieszczone na omawianym budynku mają ponad 20 lat. Ich okres użytkowania niebawem się skończy i należy je usunąć ze względu na zagrożenie, jakie stwarzają – uszkodzony azbest pyli, a jego włókna powodują choroby nowotworowe.

Pęknięcia i odspojenia ścian Zazwyczaj spękania pojawiają się na styku elementów wykonanych z różnego rodzaju materiału. Ściany wykonane z różnych materiałów albo narażone na odmienne rodzaje obciążeń (np. ściany wyższej i niższej części budynku lub ściana żelbetowa stykająca się z murowaną) powinny być zdylatowane, czyli oddzielone szczeliną wypełnioną materiałem elastycznym. Przyczyn odspojenia ścian (fot. 11) może być kilka, np.:

• nieodpowiednie zagęszczenie gruntu pod dostawionym w latach 90. XX w. wiatrołapem,
• brak lub nieodpowiednie kotwienie ścian wiatrołapu do ściany konstrukcyjnej budynku,
• zawilgocenie przegrody budowlanej i jej zamarzanie, a następnie spękanie w wyniku zmiany temperatur.

Zła obróbka podczas wykonywania termomodernizacji

Brak obróbki blacharskiej szafki telekomunikacyjnej przyczynił się do zawilgocenia ściany osłonowej balkonów. Woda, jeśli przedostanie się do wnętrza muru w zimnych miesiącach roku, zamarza i zwiększa swoją objętość. Może to powodować rozsadzanie ścian i tynków.

Woda na ogół nie jest obojętna chemicznie – znajdują się w niej rozpuszczone substancje (chlorki, siarczany i azotany), które mogą być agresywne chemicznie. Woda z rozpuszczonymi w niej związkami w wyniku podciągania kapilarnego może przedostawać się do wyżej położonych fragmentów ściany i powodować powstawanie wykwitów solnych, przebarwień, łuszczenie się powłok malarskich czy odpadanie tynku (fot. 12).

Na podstawie przeprowadzonej obserwacji i dokumentacji zdjęciowej można zidentyfikować następujące wady i usterki wewnątrz budynku:

• wilgoć w przegrodach budowlanych, zwiększenie ryzyka występowania grzybów pleśniowych,
• przenikanie ciepła przez szczeliny w ścianach,
• uszkodzenia wieszaków stalowych łączących ściany konstrukcyjne z wielkiej płyty.

Zawilgocenie przegród budynku

Przyrost wilgotności we wnętrzu pomieszczeń jest następstwem czynności gospodarczych (gotowania, prania itp.). Do nasycenia powietrza wilgocią przyczyniają się też mieszkańcy budynku, którzy wydalają parę wodną.

Powietrze może wchłonąć pewien nadmiar wilgoci, która przy właściwej wentylacji pomieszczenia zostaje usunięta na zewnątrz. Po wymianie okien drewnianych na okna PVC (bardziej szczelne) często zostaje zakłócona cyrkulacja powietrza. Im temperatura w pomieszczeniu jest wyższa, tym wyższe jest też nasycenie powietrza parą wodną. W wyniku przyrostu wilgoci powietrze o określonej temperaturze nie jest w stanie jej wchłonąć. Wilgoć wytrąca się w powietrzu w postaci mgły, a następnie dużych, opadających kropli wody [2].

Nadmiernie zawilgocone przegrody ułatwiają rozwój procesów biologicznych, m.in. powstawanie grzybów pleśniowych. Doskonałą pożywką dla pleśni w tych warunkach jest mieszanina różnych źródeł pokarmu, bogata w naturalne lub syntetyczne substancje organiczne. Bazą pokarmową mogą być tapety, materiały tekstylne, farby klejowe i emulsyjne, materiały drewnopochodne, tektury itp. (fot. 13–14).

Montaż szczelnych okien powoduje, że w miejscach zimnych, np. na szybach okien, nadprożach, na styku ram okien z murem, pod oknami, może występować ryzyko rozwoju pleśni i grzybów pleśniowych. Dlatego niezmiernie ważna jest odpowiednia wentylacja pomieszczeń, szczególnie narażonych na wysoką wilgotność, np. kuchni, łazienek, suszarni.

Przenikanie ciepła przez szczeliny w ścianach

W wyniku występowania szczelin w ścianie zewnętrznej w budynku w kilku miejscach zaobserwowano przenikanie ciepła (fot. 15).

Podsumowanie i wnioski

W ramach opracowania dokonano identyfikacji wad i usterek budynku wielorodzinnego poddanego termomodernizacji w latach 90. XX w. Na podstawie przeprowadzonych szczegółowych analiz można sformułować następujące wnioski i wytyczne: działania termomodernizacyjne należy poprzedzić szczegółową oceną stanu technicznego budynku, m.in. przegród zewnętrznych, instalacji, projekt termomodernizacji powinien zawierać część obliczeniową (obliczenia cieplne) oraz rysunkową (ze szczegółowym opracowaniem detali i szczegółów), ocieplenie ścian zewnętrznych powinno być wykonane zgodnie z projektem i wybranym systemem docieplenia (poprawne ułożenie płyt materiału izolacyjnego, zastosowanie siatki, dokładne wykonanie tynku zewnętrznego, poprawna obróbka blacharska), po wykonaniu termomodernizacji należy poprawnie eksploatować budynek (odpowiednio wentylować pomieszczenia). Poprawne zaprojektowanie i wykonanie docieplenia przegród zewnętrznych oraz właściwe eksploatowanie budynku pozwoli uniknąć wad i usterek.

Literatura

1. M. Krzyżanowski, „Analiza wad i uszkodzeń dociepleń w budynkach wielorodzinnych”, praca dyplomowa inżynierska napisana pod kierunkiem dr. inż. K. Pawłowskiego, Wyższa Szkoła Techniki i Przedsiębiorczości we Włocławku.
2. A. Dylla, „Praktyczna fizyka cieplna budowli. Szkoła projektowania złączy budowlanych”, Wydawnictwa Uczelniane UTP, Bydgoszcz 2009.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!