Rodzaje okładzin w systemach elewacji wentylowanych

Najczęściej stosowane materiały w systemie elewacji wentylowanej to płyty włókno-cementowe, płyty laminowane HPL, metale, kamień naturalny, konglomeraty, beton architektoniczny i okładziny ceramiczne. (TAB. 1)

Okładziny z płyt włókno-cementowych

Płyty włókno-cementowe produkowane są na bazie cementu portlandzkiego (65-90%), włókien celulozowych i włókien z polialkoholu winylowego, pełniących funkcję zbrojenia.

W składzie, w zależności od producenta, może znajdować się także np. tuf wulkaniczny, kreda wapienna, zmielony włókno-cement z recyklingu i in.

W procesie wytwarzania nakłada się na siebie kolejno cienkie warstwy mieszanki, które przed utwardzeniem są sprasowywane (RYS. 1-2).

Przykładowe formaty płyt włókno-cementowych, to:

• płytki małoformatowe: 20×20-40 x 40 cm lub 30×60 cm o grubości 4 mm,
• płyty wielkoformatowe: 1,5×3 m o grubości do 18 mm.

Płyty włókno-cementowe są niepalne, klasyfikowane jako A2 (wg PN-EN 13501-1 [1]). Mogą występować w postaci surowej, bez wykończenia dekoracyjnego (przeznaczone do pokrycia farbami lub tynkiem), jako barwione w masie (nie wymagają obróbki powierzchni) czy pokrywane fabrycznie farbami poliuretanowymi lub akrylowymi. (TAB. 2)

Płyty małoformatowe mogą być montowane na pełnym deskowaniu (tzw. krycie niemieckie) lub na łatach (tzw. krycie francuskie), pojedynczo lub podwójnie. Płyty wielkoformatowe montuje się na podkonstrukcjach aluminiowych lub stalowych.

Okładziny z płyt HPL

Płyty HPL (high pressure laminates) to inaczej duroplastyczny laminat wysokociśnieniowy, produkowany w prasach w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury na bazie włókien celulozowych (rdzeń) i podwójnie utwardzonych żywic termoutwardzalnych w warstwach wierzchnich [4]. Niektóre odmiany bezpośrednio pod warstwą dekoracyjną mają warstwy aluminium, dzięki czemu mogą występować także w wersji perforowanej.

Płyty występują w podstawowych grubościach od 6 do 15 mm i kwalifikowane są pod względem odporności ogniowej jako B-s2 (wg PN-EN 13501-1 [1]). Średnia ich gęstość wynosi ok. 11 kg/m2. Wytrzymałość na zginanie waha się w przedziale 80-90 MPa. (RYS. 3-4)

Płyty obrabia się jak twarde drewno lub laminowane płyty wiórowe. Stosowane są również jako płyty balkonowe oraz jako materiał wykończeniowy attyk i obróbek okien dachowych, także jako wypełnienie balustrad.

Płyty HPL mogą być montowane na podkonstrukcjach aluminiowych, stalowych lub drewnianych, za pomocą nitów, śrub/wkrętów elewacyjnych lub klamer przymocowanych do tylnej strony (montaż niewidoczny), a także klejenia.

Okładziny metalowe

Metalowe okładziny elewacyjne produkowane są w postaci blach stalowych, powlekanych, aluminiowych, aluminiowych powlekanych, tytanowo-cynkowych, miedzianych, ze stali kortenowej lub ze stali nierdzewnej. (RYS. 5, RYS. 6, FOT. 3-5, FOT. 6 i FOT. 7-9)

Blachy stalowe powlekane muszą być wstępnie zabezpieczone antykorozyjnie, np. poprzez ocynkowanie. Warstwy wierzchnie (najczęściej kilka warstw) mogą mieć różną fakturę i barwę.

Do elementów metalowych stosowanych na zewnątrz obiektów [8] stosowane są organiczne powłoki typu:

• poliestrowego (SP),
• polifluorowinylidenowego (PVDF),
• poliuretanowego (PVDF).

Blachy aluminiowe występują w formie niskoprofilowanych blach o grubościach 1,2-3 mm. Dostępne są także drobnowymiarowe płaskie elementy do wykonywania pokrycia elewacji w karo lub łuskę.

Na elementy okładzinowe z aluminium stosowane są stopy, zgodnie z wymaganiami wytrzymałościowymi określonymi w normie PN-EN 485-2:2014 [9]. Wyroby z aluminium mogą być dodatkowo zabezpieczane przed korozją oraz koloryzowane na potrzeby architektoniczne przez pokrycie poliestrowymi farbami proszkowymi (SP) o minimalnej grubości 60 μm [8]. (TAB. 3)

Stosunkowo dobrą odpornością korozyjną charakteryzują się wyroby z blach tytanowo-cynkowych. Wynika ona ze zjawiska powstawania naturalnej patyny (najczęściej w okresie do dwóch lat, w zależności od warunków ekspozycji w środowisku atmosferycznym). Powstająca patyna, która jest naturalnym produktem korozyjnym tego materiału (zasadowy węglan wapnia), ściśle przylega do podłoża, a w przypadku powstania uszkodzeń w jej obrębie tworzy się w miejscu uszkodzenia samoistnie od nowa. Właściwości wyrobów walcowanych wykonanych z tego typu stopu zostały określone w normie PN-EN 988:1998 [10].

Na rynku dostępne są wyroby z cynku o stopniu czystości 99,995%, uzyskiwane w procesie rektyfikowania elektrolitycznego, zgodnie z normą PN-EN 1179 [11], oraz blachy wykonane ze stopów:

• cynku z niewielkimi dodatkami tytanu (0,06-0,20%),
• miedzi (0,08-1,00%),
• aluminium (maks. 0,015%).

W elewacjach wentylowanych jako okładziny można stosować wyroby miedziane w postaci blach płaskich, łączonych na rąbki, blach falistych, listew, kaset i innych.

Właściwości wyrobów walcowanych wykonanych ze stopów miedzi zostały określone w normie PN-EN 1172:2012 [12].

Coraz większą popularnością cieszy się stal określana potocznie jako "trwale rdzewiejąca", tzw. corten. Stal ta nazywana jest także stalą kortenowską lub kortenową. Charakteryzuje się podwyższoną odpornością na warunki atmosferyczne. Właściwość ta związana jest ze ściśle dobranym składem chemicznym, który powoduje powstawanie na powierzchni stali tlenków miedzi o wyglądzie rdzawej patyny. Powstaje ona pod wpływem działania czynników atmosferycznych i jest powłoką niejednorodną, zależną od ekspozycji, klimatu, agresywności środowiska itp. Okres pasywacji trwa około 36 miesięcy.

Ze względu na skład chemiczny elementy z cortenu muszą być mocowane łącznikami nierdzewnymi, na skutek kontaktu metali o różnym potencjale elektrochemicznym. W środowisku wilgotnym zachodzi bowiem niebezpieczeństwo powstania mikroogniw elektrochemicznych. Materiał ten nie powinien także stykać się bezpośrednio z metalami, w których może wywołać korozję. Projektanci powinni także zwrócić uwagę na możliwość zabrudzenia warstwy występującej pod elementami ze stali kortenowskiej; nawierzchnie takie powinny być wykonywane z elementów zmywalnych [13].

Produkowane współcześnie metalowe rozwiązania elewacyjne mogą być wyposażane w systemy podświetlenia bazującego na technologii LED, zintegrowane z systemem wsporczym okładzin. Efekt oświetlenia uzyskiwany jest przy wykorzystaniu okładzin perforowanych. Możliwe jest zastosowanie podświetlenia białego lub kolorowego, z możliwością zmiany koloru i jasności.

Okładziny kamienne

Okładziny kamienne uznawane są za najbardziej prestiżowe rozwiązania elewacyjne. Dobór materiałów na elewacje musi w tym przypadku szczególnie uwzględniać zjawisko silnego nagrzewania (zwłaszcza ścian południowych i zachodnich) i ochładzania elewacji. W naszych warunkach klimatycznych najczęściej wykonuje się je z granitu, piaskowca i trawertynu. (TAB. 4 i TAB. 5, RYS. 7 i RYS. 8).

Do okładzin zewnętrznych nie zaleca się stosowania marmurów i wapieni, które z uwagi na swoją budowę, w przypadku oddziaływania dużych wahań temperatury są podatne na uszkodzenia.

Wapienie charakteryzują się znaczną porowatością i higroskopijnością.

Marmury, które są na ogół mało nasiąkliwe, mają odmiany drobnokrystaliczne o cechach zbliżonych do wapieni [17].

Cechy stosowanych w budownictwie odmian piaskowca pozwalają na ich powszechne zastosowania na elewacjach. Ma to związek z porowatością kamienia, a zwłaszcza ze wzajemnym połączeniem ze sobą poszczególnych porów. Korzystne jest, aby naprężenia powstające przy zamarzaniu i rozmarzaniu wody w porach kamienia były niwelowane przez przestrzenie międzyziarnowe, a nie przez sztywny, ziarnisty szkielet skały [17]. Z tego powodu porowaty trawertyn zalecany jest do stosowania jako okładzina ścienna na elewacjach.

W przypadku kamieni naturalnych stosowane są różne formy wykończenia ich powierzchni, która może być szlifowana, polerowana, promieniowana lub piaskowana, łupana, groszkowana. Powierzchnie chropowate zabezpieczane są powłokami impregnującymi oraz antygrafitti.

Przy montażu kamienia jako okładziny elewacji wentylowanych zaleca się, aby fugi między płytami pozostały otwarte. Ich szerokość powinna wynosić ok. 8 mm, co wynika z wymaganej proporcji powierzchni fug otwartych do powierzchni elewacji. Zakłada się, że powinna ona wynosić minimum 0,75% [17]. Dopuszcza się zamykanie fug materiałami elastycznymi, ale tylko na wysokości parteru, wzdłuż ogólnodostępnych ciągów komunikacyjnych, z uwagi na możliwość nieestetycznego wypełniania pustych szczelin śmieciami i odpadkami [17].

Okładziny elewacyjne wykonywane są także z tzw. konglomeratów. Ich produkcja polega na wymieszaniu odpowiedniej wielkości okruchów skalnych z żywicą epoksydową i barwnikami [17].

Płyty kamienne przenoszą obciążenia dynamiczne wywołane parciem i ssaniem wiatru, stanowią jednak znaczące obciążenie, jakie należy uwzględnić przy projektowaniu ich zamocowania na elewacji.

Projekt elewacji kamiennej powinien określać sposób i miejsce zamocowania tzw. dwuczęściowych kotew rusztowaniowych. Są one niezbędne do ustawienia rusztowania, a umieszcza się je w fugach pomiędzy płytami. Jedna część (stała) znajduje się z tyłu płyt kamiennych i zawsze pozostaje niewidoczna. Drugą część stanowią elementy usuwalne, do których zaczepia się rusztowanie [17].

Beton architektoniczny

Pojęcie betonu architektonicznego określa beton jako "specjalnie zaprojektowany na etapie tworzenia dokumentacji, w której określone są wymagania odnośnie jego powierzchni" [20]. Powierzchnia betonu może pozostać w naturalnej formie albo być poddana barwieniu lub obróbce (np. przez szlifowanie, groszkowanie, wypłukiwanie chemiczne warstwy zewnętrznej itp.), także z wyeksponowaniem kruszywa. (RYS. 9-10, RYS. 11 i RYS. 12 oraz TAB. 6).

Panele betonowe, stosowane jako okładzina elewacji wentylowanych, kształtowane są zgodnie z wizją architekta, także jako płyty z fakturą przestrzenną o bogatych, np. geometrycznych, formach.

Jedną z metod kształtowania nawierzchni płyt betonu architektonicznego jest nanoszenie na surową powierzchnię betonu elementu fotografii lub grafiki, bez stosowania farb i innych materiałów barwiących. Powstały w ten sposób tzw. fotobeton może się stać nośnikiem przekazu informacji poprzez obraz, napisy czy znaki. (FOT. 10-11).

Pierwsze zastosowanie fotobetonu miało miejsce w 1986 roku we Francji, gdzie na gmachu biblioteki zamocowano go w formie prefabrykatów [22]. Późniejsze realizacje dotyczyły prób wykorzystania fotobetonu na ścianach wykonywanych na budowie. Najczęściej jednak stosuje się technologie prefabrykacji.

Współcześnie wykonywany fotobeton uzyskiwany jest poprzez przeniesienie metodą sitodruku dowolnego obrazka (slajdu lub zdjęcia) na folię, którą wykłada się deskowanie, z wykorzystaniem domieszki opóźniającej wiązanie. Natryskiwana na folię, powoduje ona niezwiązanie cementu w wyznaczonym miejscu i daje możliwość jego wypłukania. Po rozformowaniu niezwiązany zaczyn zostaje usunięty, pozostawiając widoczne kruszywo. Za poziom uzyskanego obrazu odpowiada kilka czynników: jakość domieszki, jej płynność, lepkość i przyczepność, dobór składników betonu z uwagi na planowany efekt kolorystyczny. Uzyskany beton powinien być jak najmniej porowaty [22].

Za najbardziej znaną realizację z wykorzystaniem fotobetonu uważany jest gmach biblioteki Wyższej Szkoły Technicznej w Eberswalde, autorstwa architektów Herzoga i de Meurona. Elewacja wykonana jest z około 1000 prefabrykatów z nadrukiem, wykonanym na nawierzchni betonowej metodą sitodruku.

Kształtowanie powierzchni ściany betonowej może odbywać się także na drodze fotograwerowania z wykorzystaniem technologii CNC do wytworzenia modelu. Model służy dalej do wykonania matrycy z elastomerów poliuretanowych. Matryca układana jest luźno w formie lub przyklejana do deskowania, a następnie zostaje pokryta środkiem antyadhezyjnym. Dla właściwego efektu uzyskanego obrazu niezbędne jest odpowiednie dobranie frakcji kruszywa w celu dobrego wypełnienia szczelin i zagłębień.

Okładzina ceramiczna

Ceramiczne okładziny do elewacji wentylowanych produkowane są w szerokiej gamie formatów, kształtów i barw, o fakturze gładkiej, piaskowanej lub ryflowanej (FOT. 12, FOT. 13, FOT. 14 i FOT. 15 oraz RYS. 13 i RYS. 14). Są wśród nich także elementy do wykańczania nietypowych detali architektonicznych. Najczęściej produkowane są jako płyty z grupy AIIa (ciągnione o nasiąkliwość 3%  <  E  ≤  6%) lub AI (ciągnione, nasiąkliwość E  ≤  3%) [24]. Okładzina ceramiczna posiada klasyfikację ogniową materiału A1, według (wg PN-EN 13501-1) [1].

Literatura

1. PN-EN 13501-1, "Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 1. Klasyfikacja na podstawie wyników badań reakcji na ogień".
2. www.equitone.pl
3. www.copal.com.pl/pdf/Instrukcja_montazu_plyt_Minerit_HD_na_ruszcie_stalowym
4. PN-EN 438-2, "Wysokociśnieniowe laminaty dekoracyjne (HPL). Płyty z żywic termoutwardzalnych (zwyczajowo nazywane laminatami)".
5. www.hplservice.pl/files/resoplan-2014-pl-tec.pdf
6. www.trespa.com/pl/productinfo-pl/trespa-meteon-plyty-fasadowe
7. www.trespa.info
8. D. Kowalski, "Materiały i elementy stosowne do wykonanie lekkiej obudowy", cz. 1, Materiały metalowe, "IZOLACJE", nr 9/2016, s. 61-68.
9. PN-EN 485-2, "Aluminium i stopy aluminium - Blachy, taśmy i płyty. Część 2: Własności mechaniczne".
10. PN-EN 988:1998, "Cynk i stopy cynku -Specyfikacja techniczna płaskich wyrobów walcowanych dla budownictwa".
11. PN-EN 1179, "Cynk i stopy cynku - Cynk pierwotny".
12. PN-EN 1172:2012, "Miedź i stopy miedzi – Blachy i taśmy dla budownictwa".
13. www.me.com.pl
14. www.rheinzink.pl/produkty/elewacje-metalowe
15. www.ruuki.pl
16. www.rheinzink.de
17. M. Lorenz, S. Mazurek, "Wykorzystać kamień". Studio Jasa, Wrocław 2007.
18. E. Osiecka, "Materiały budowlane. Kamień, ceramika, szkło", Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2003.
19. www.lithodecor.com20. www.vhct.pl/pl/beton-architektoniczny
20. www.vhct.pl/file/2018-01/KARTA-TECHNICZNA-VHCT-2018-88032.pdf
21. W. Jackiewicz-Rek, "Fotobeton - możliwości i zastosowanie", "Inżynier Budownictwa" 04/2016.
22. www.architektura-w-szczecinie-blogspot.com
23. B. Nowak, "Elewacje ceramiczne", "Materiały Budowlane" 9/2008 (nr 433).
24. www.m3ziolek.pl/pl/materiay/creaton-ceramika-elewacje-wentylowane-okadziny

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!