Oddziaływania zewnętrzne na elewacje ocieplone w technologii ETICS

Wśród oddziaływań niszczących elewacje ocieplone w technologii ETICS można wymienić m.in.:

• oddziaływania mechaniczne,
• naprężenia termiczne,
• korozję mikrobiologiczną.

Oddziaływania mechaniczne

Mogą one być dwojakiego rodzaju:

• atmosferyczne, związane z występowaniem intensywnego wiatru, oraz
• eksploatacyjne, najczęściej przypadkowe uderzenia ciężkimi przedmiotami lub zamierzone działanie niszczące (wandalizm).

Silny wiatr często niesie znaczne ilości pyłu, piasku i drobnych zanieczyszczeń, a w skrajnych warunkach także drobne przedmioty. Materiał taki ma zdecydowane właściwości ścierne, a w przypadku anomalii pogodowych uderzenia przedmiotów unoszonych przez porywy wiatru mogą powodować poważne uszkodzenia powierzchni fasady.

Istotnym czynnikiem wpływającym na funkcjonowanie ocieplonej elewacji jest bezpośrednie oddziaływanie wiatru na powierzchnię elewacji, szczególnie w strefach jej krawędzi. Oddziaływanie to, rozważane w kategoriach parcia i ssania wiatru, powoduje w warunkach intensywnych porywów wiatru dynamiczne zachowanie układu ociepleniowego.
W takich okolicznościach niewłaściwe mocowanie ocieplenia łącznikami mechanicznymi lub nieodpowiednia jakość albo kondycja warstw tynkarskich mogą przyczynić się do powstania uszkodzeń powierzchni elewacji lub nawet oderwania fragmentów ocieplenia od podłoża.

Do niszczących czynników w grupie oddziaływań mechanicznych można zaliczyć także uszkodzenia dokonywane przez gryzonie, ptactwo, insekty (osy, mrówki). Ich inwazja jest możliwa najczęściej w konsekwencji pominięcia istotnych akcesoriów uzupełniających system ociepleń (listwy, taśmy uszczelniające), które uniemożliwiają dostęp szkodników.

O podatności na uszkodzenia ocieplenia elewacji przez gryzonie, ptaki czy owady może także przesądzić nieodpowiednie lub niestaranne wykonawstwo.

Nawet drobne uszkodzenia mechaniczne tynku ocieplenia ułatwiają infiltrację wody w głąb przegrody i przyczyniają się do zalegania wilgoci na powierzchni elewacji. Powoduje to przyspieszenie procesów jej degradacji, a ewentualne zawilgocenie warstwy termoizolacji pomniejsza efektywność izolacji termicznej. Wobec tego ocieplenie ETICS powinna charakteryzować wysoka wytrzymałość na uszkodzenia mechaniczne, pozwalająca zminimalizować ryzyko ich powstawania.

Tynki nowoczesnych systemów ociepleń cechuje przeważnie stosunkowo wysoka odporność na uderzenia, przekraczająca wymagane wartości 1-3 J (odpowiednio dla tynków mineralnych i organicznych). Dostępne są również rozwiązania znacznie podwyższające ten parametr.

Systemy o tynkach: podkładowym (zbrojącym) i wierzchnim, wytwarzanych na bazie spoiwa organicznego, charakteryzuje odporność na uderzenia o energii przekraczającej 8 J. W takim przypadku zastosowanie dodatkowej warstwy siatki z włókna szklanego o zwiększonej gramaturze (ok. 470 g/m²) ­powoduje wzrost tej odporności do wartości ponad 20 J.

Dodatkowe pogrubienie warstwy organicznego zbrojenia (w stopniu dopuszczanym przez systemodawcę) zapewnia wytrzymałość ocieplenia na uderzenia z energią nawet powyżej 100 J. Tak wysokie parametry wytrzymałościowe umożliwiają zapobieganie uszkodzeniom ocieplonej elewacji w szczególnie trudnych warunkach, a nawet w przypadkach ekstremalnych anomalii pogodowych, takich jak intensywne opady gradu lub huraganowy wiatr.

Systemy organiczne cechuje ponadto niezwykle wysoka elastyczność, która skutecznie zapobiega powstawaniu różnego rodzaju zarysowań i pęknięć powstających na skutek drobnych wad konstrukcji obiektu lub błędów wykonawstwa robót ociepleniowych. Dzięki temu można zapewnić zadowalającą odporność ocieplenia na uszkodzenia mechaniczne nawet w szczególnie trudnych strefach, jak wejścia i przyziemie budynków, przejścia o dużym natężeniu ruchu pieszego lub strefy ruchu pojazdów i parkingi.

Systemy ociepleń elewacji można ponadto wykańczać materiałami o większej odporności i trwałości niż tynki, w tym przede wszystkim okładzinami klinkierowymi, ceramicznymi, a nawet płytami z naturalnego kamienia. Wymagane jest potwierdzenie takiej możliwości w aprobacie technicznej systemu oraz ścisłe przestrzeganie zaleceń tej aprobaty i wytycznych systemodawcy na etapie wykonywania prac ociepleniowych.

Naprężenia termiczne

Naprężenia takie, powstające w warstwach ocieplenia elewacji, są ściśle związane z odizolowaniem cienkowarstwowego pokrycia tynkarskiego od podłoża warstwą termoizolacji.

W warunkach intensywnego nasłonecznienia warstwy tynkarskie, pozbawione możliwości przekazywania ciepła w głąb przegrody, ulegają znacznemu rozgrzaniu. Zjawisko ulega nasileniu w okresie zimowo-wiosennym, gdy znacznym, nocnym spadkom temperatury towarzyszy intensywna operacja słoneczna w ciągu dnia. W takich warunkach różnica skrajnych wartości temperatury powierzchni elewacji może w ciągu doby sięgać nawet 60-70°C.

W warstwach tynków o niewielkiej (5-7 mm) grubości i objętości dochodzi wówczas do intensywnych naprężeń powodujących cykliczne odkształcanie się materii, co przeważnie prowadzi do mikropęknięć, a w skrajnych przypadkachnawet do uszkodzeń warstwy termoizolacji.

Zagrożenie to dotyczy elewacji w ciemnych barwach, o ekspozycji południowej i zachodniej, gdzie operacja słoneczna jest najbardziej intensywna. W takich przypadkach nie należy stosować wypraw tynkarskich i powłok fasadowych o barwie charakteryzującej się wartością współczynnika odbicia światła rozproszonego (HBW) niższą niż 20, a ewentualne zastosowanie farby niespełniającej tego warunku powinno być ograniczone do ok. 10% powierzchni fasady.

Dla zabezpieczenia przed niszczącymi skutkami powyższego zjawiska, tynki podkładowe ocieplenia zawierają często dodatkowe, rozproszone zbrojenie w postaci włókien syntetycznych.

Systemodawcy udostępniają również specjalistyczne powłoki elewacyjne opracowane w oparciu o technologię NIR (ang. NearInfrared), które, niezależnie od barwy,charakteryzuje relatywnie wysoki współczynnik odbicia światła HBW. Farby takie pozwalają wykonać elewacje ETICS w intensywnych, ciemnych odcieniach, bez ryzyka generowania naprężeń zagrażających ich trwałości.

Zabrudzenia wyprawy elewacyjnej ocieplenia

Są one powodowane przeważnie przez osiadanie kurzu, pyłu, cząsteczek popiołu i sadzy. Zjawisko to jest szczególnie intensywne na powierzchniach zawilgoconych, gdzie zanieczyszczenia przywierają do elewacji, tworząc wyraźne naloty, a następnie, z udziałem opadów deszczu, nieestetyczne smugi i zacieki.

Elewacje o chropowatej fakturze, jak na przykład popularny "baranek" są zdecydowanie bardziej podatne na zabrudzenie niż fasady gładkie.

Utrzymanie elewacji w estetycznym stanie ułatwiają dostępne już od wielu lat, nowoczesne powłoki elewacyjne wytwarzane przy zastosowaniu nanotechnologii lub w oparciu o procesy fotokatalityczne lub osiągnięcia bioniki, innowacyjnej dziedziny naśladującej w opracowywaniu produktów przemysłowych zjawiska otaczającej nas przyrody. Powłoki takie wyróżniają się wysoką i trwałą hydrofobowością, odpornością na przywieranie brudu oraz łatwością usuwania zanieczyszczeń.

Korozja mikrobiologiczna

Korozja biologiczna elewacji jest związana ze zjawiskiem osiadania i rozwoju na jej powierzchni mikroorganizmów, przede wszystkim glonów, grzybów pleśniowych lub porostów (powstających w efekcie symbiozy glonów i grzybów).

Do porażenia przez mikroorganizmy przyczynia się przede wszystkim długotrwałe utrzymywanie się wysokiej wilgotności podłoża, związane z trwałym zacienieniem, brakiem nasłonecznienia i przewiewu, obfitym zaciekaniem wody opadowej lub intensywnym zadrzewieniem (intensywna emisja pary wodnej i pylenie).

Zagrożenie to dotyczy więc głównie elewacji północnych i zachodnich, głównie ze względu na narażenie na zacinający deszcz oraz brak albo niedostatek bezpośredniego nasłonecznienia.

O intensywności zjawiska decydują najczęściej warunki środowiskowe ułatwiające odżywianie mikroorganizmów, jak bliskość i obfite występowanie drzew i krzewów lub obecność w powietrzu pyłów o znacznej zawartości związków azotu (regiony intensywnej uprawy rolniczej, produkcja nawozów sztucznych etc.). Ponadto w warunkach bezpośredniej bliskości drzew i krzewów, glony i grzyby występujące na tych roślinach, z łatwością przenoszą się na fasadę budynku.

Elewacje ETICS ocieplone warstwą doskonałej termoizolacji są szczególnie narażone na osiadanie mikroorganizmów. Drastyczna redukcja emisji ciepła poprzez przegrodę jednocześnie utrudnia, a w przypadku elewacji północnych i zachodnich czasami praktycznie uniemożliwia całkowite wysychanie ich powierzchni w okresie od późnej jesieni aż do końca zimy.

Brak zabezpieczenia materiałów elewacyjnych przed wpływem mikroorganizmów, na fasadach narażonych na bezpośrednie oddziaływanie opadów deszczu, pozbawionych nasłonecznienia i przewiewu, a także w niesprzyjających warunkach środowiskowych już po kilku latach skutkuje pojawieniem się charakterystycznych brunatno-zielonych przebarwień.

Obecność mikroorganizmów na powierzchni elewacji przede wszystkim pogarsza jej estetykę, jednak wraz z upływem czasu ułatwia także długotrwałe zaleganie wilgoci, co w konsekwencji może prowadzić do uszkodzeń warstw tynkarskich i malarskich oraz do przenikania wilgoci w głąb przegrody.

Odpowiedzią producentów systemów ociepleń na zagrożenie mikrobiologiczne jest zabezpieczanie farb i tynków elewacyjnych dodatkiem komponentów uniemożliwiających rozwój mikroorganizmów. Nie ułatwia tego obowiązujące na większości obszaru Europy rozporządzenie REACH (ang. Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals) [1] Parlamentu Europejskiego i Rady Europy regulujące kwestie stosowania środków chemicznych w przemyśle.

Służąc zapewnieniu wysokiego poziomu ochrony zdrowia i środowiska, rozporządzenie to jednocześnie w coraz większym stopniu ogranicza zawartość dodatków do farb i tynków, w tym także tych, które zapewniają ochronę przed glonami i grzybami. W związku z tym stosowane są coraz bardziej zaawansowane dodatki zabezpieczające oraz technologie umożliwiające bardziej racjonalne i wydajne funkcjonowanie zmniejszonej dawki takich dodatków, na przykład w formie kapsułek uwalniających substancję aktywną stopniowo i w znacznie wydłużonym czasie.

Wysoką odporność elewacji ocieplonej w technologii bezspoinowej na oddziaływania mechaniczne zapewnia odpowiednio wykonane mocowanie warstwy termoizolacji. Dotyczy to zarówno przyklejania płyt ociepleniowych, jak też dodatkowego mocowania warstwy ocieplenia przy użyciu łączników mechanicznych.

Płyty ociepleniowe należy przyklejać nie tylko punktowo lub pasmowo, lecz także pasmem kleju na obwodzie każdej z płyt.

Mocowanie łącznikami mechanicznymi powinno być zaprojektowane indywidualnie dla każdego obiektu, z uwzględnieniem łączników odpowiednich dla konkretnego przypadku, zależnie od rodzaju podłoża i materiału termoizolacyjnego oraz grubości warstwy ocieplenia.

Należy także przewidzieć zagęszczenie łączników mechanicznych w strefach narożnych przegród, gdzie występuje szczególnie intensywne oddziaływanie porywów wiatru. Ma to istotne znaczenie w przypadku obciążeń mechanicznych, w tym niestandardowego oddziaływania wiatru (anomalie pogodowe) oraz wandalizmu.

Błędy projektowe

Błędy popełnione na etapie projektowania potęgują niszczące oddziaływanie czynników zewnętrznych. Nieodpowiednio zaprojektowane obróbki blacharskie, okapy oraz systemy odwodnienia dachu stwarzają zagrożenie systematycznego zalewania elewacji podczas opadów atmosferycznych.

Wadliwy projekt kolorystyki elewacji może się przyczynić do niewłaściwego funkcjonowania cienkowarstwowego płaszcza ocieplenia fasady. W przypadku wybrania zbyt ciemnych barw ocieplonej elewacji, warstwy tynkarskie ocieplenia są poddawane znacznym naprężeniom termicznym, mogącym doprowadzić do uszkodzeń jej powierzchni.

Niewłaściwe wykonawstwo

Odporność fasad ETICS na oddziaływania zewnętrzne ulega pogorszeniu w przypadku niewłaściwego wykonawstwa robót ociepleniowych.

Najczęściej spotykane negatywne skutki niefachowego wykonawstwa to różnego rodzaju nieciągłości zewnętrznych powłok elewacji, zarysowania skurczowe oraz osłabienie spójności warstw tynkarskich i powłok malarskich powstałe w efekcie wykonywania prac w nieodpowiednich warunkach atmosferycznych.

Podobne skutki przynosi nieprzestrzeganie wymaganych przerw technologicznych, nieodpowiednie przygotowywanie tynków i farb przed użyciem i lekceważenie innych wytycznych systemodawcy.

Uzyskanie najwyższej odporności ocieplonej fasad na oddziaływania zewnętrzne zdecydowanie ułatwia stosowanie kompletnych systemów ETICS dopuszczonych do stosowania na obszarze kraju.

Systemy takie przewidują szczegółowe rozwiązania wszystkich miejsc szczególnych elewacji, a także gwarantują odpowiednią jakość materiałów ociepleniowych i ich właściwe funkcjonowanie w warstwach elewacji. Reguła ta obowiązuje zarówno w fazie projektowania ocieplenia, jak i w czasie realizacji prac, kiedy dodatkowo należy zapewnić fachowe i rzetelne wykonawstwo robót elewacyjnych.

Właściwej realizacji ocieplenia elewacji służą regularnie aktualizowane wytyczne Stowarzyszenia na Rzecz Systemów Ociepleń zawarte w opracowaniu "Warunki techniczne wykonawstwa, oceny i odbioru robót elewacyjnych z zastosowaniem ETICS" [2].

Literatura

1. Rozporządzenie (WE) Nr 1907/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 18 grudnia 2006 r. w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH) i utworzenia Europejskiej Agencji Chemikaliów, zmieniające dyrektywę 1999/45/WE oraz uchylające rozporządzenie Rady (EWG) nr 793/93 i rozporządzenie Komisji (WE) nr 1488/94, jak również dyrektywę Rady 76/769/EWG i dyrektywy Komisji 91/155/EWG, 93/67/EWG, 93/105/WE i 2000/21/WE.
2. "Warunki Techniczne Wykonawstwa, Oceny i Odbioru Robót Elewacyjnych z zastosowaniem ETICS", Stowarzyszenie na Rzecz Systemów Ociepleń, Warszawa 2015.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!