Fasady wentylowane. Wymagania konstrukcyjne dla fasad wentylowanych

2021-08-31 14:59

Autor: Wieneberger Fasady wentylowane można stosować zarówno w budynkach murowanych, jak i o konstrukcji żelbetowej czy szkieletowej (na zdjęciu efektowna elewacja ceramiczna)

Fasady wentylowane, czyli takie, które mają szczelinę powietrzną między okładziną elewacyjną a izolacją termiczną, to rozwiązanie stosowane zarówno w nowych jak i modernizowanych budynkach. Fasady wentylowane muszą jednak spełniać szereg wymagań konstrukcyjnych i projektowych.

Fasady wentylowane – bezpieczeństwo i trwałość

Ze względów bezpieczeństwa eksploatacji, przydatności użytkowej oraz trwałości fasady wentylowane powinny mieć Krajową lub Europejską Ocenę Techniczną. Co do zasady są one badane w zakresie cech technicznych wyodrębnionych w europejskiej ocenie technicznej EAD 090062-00-0404.

Podczas dokonywania oceny technicznej wyrobu najczęściej określane są następujące cechy:

nośność podkonstrukcji (sprawdzana jest odporność na działanie siły poziomej i pionowej);
wytrzymałość mechanicznych połączeń elementów rusztu (odporność na wyrwanie oraz ścinanie);
odporność na parcie i ssanie wiatru (wartość uzyskanej odporności na działanie wiatru nie może być niższa od wartości występującej w miejscu posadowienia budynku);
odporność na wyrywanie i ścinanie połączeń okładzina–podkonstrukcja;
odporność na uderzenie – cecha ta daje podstawy do zastosowania elewacji w różnych częściach budynku zależnie od kategorii użytkowania (tablica 1 i 2 poniżej);
odporność na oddziaływanie siły poziomej punktowej o wartości 500 N; systemy elewacyjne niewrażliwe na tego typu obciążenia mogą być obsługiwane (w tym czyszczone) przez ekipy alpinistyczne; o takie systemy można opierać drabiny;
odporność na działanie cykli klimatycznych (grzanie–oziębianie, grzanie–deszczowanie); to bardzo istotna cecha, mająca bezpośredni wpływ na trwałość systemu elewacyjnego, zwłaszcza tego z okładzinami z włóknocementu, betonu, ceramiki. W trakcie użytkowania dobowe różnice temperatur na elewacjach mogą wynosić ponad 60°C – niesprawdzone systemy narażone są na uszkodzenia okładzin ze względu na szok termiczny. Wahania temperatur powodują zmianę wymiarów poszczególnych elementów systemu, co często skutkuje ich uszkodzeniami, w przypadku gdy są niekompatybilne;
odporność na wstrząsy sejsmiczne – cecha ta najczęściej określana jest przez ośrodki badawcze w krajach, w których występują zagrożenia wstrząsami sejsmicznymi.

Tablica 1 Związek pomiędzy wynikiem badania odporności na uderzenie a kategorią użytkowania elewacji wentylowanej według EAD 090062-00-0404
Typ ciała oraz energia uderzenia	Dopuszczalne zmiany okładzin elewacji po uderzeniach ciałem twardymi miękkim dla poszczególnych kategorii elewacji
Typ ciała oraz energia uderzenia	IV	III	II	I
ciało twarde, 0,5 kg, energia uderzenia 1 J	okładzina nie pękła	–	–	–
ciało twarde, 0,5 kg, energia uderzenia 3 J	–	okładzina nie pękła	stan elewacji się nie pogarsza	stan elewacji się nie pogarsza
ciało twarde, 1 kg, energia uderzenia 10 J	–	–	okładzina nie pękła	stan elewacji się nie pogarsza
ciało miękkie, 3 kg, energia uderzenia 10 J	stan elewacji się nie pogarsza	stan elewacji się nie pogarsza	–	–
ciało miękkie, 3 kg, energia uderzenia 60 J	–	–	stan elewacji się nie pogarsza	stan elewacji się nie pogarsza
ciało miękkie, 50 kg, energia uderzenia 300 J			stan elewacji się nie pogarsza	–
ciało miękkie, 50 kg, energia uderzenia 400 J			–	stan elewacji się nie pogarsza

Tablica 2 Dopuszczalne miejsca stosowania poszczególnych kategorii elewacji wentylowanych
Kategoria użytkowania	Opis możliwych stref stosowania elewacji
I	strefa łatwo dostępna dla przechodniów i narażona na uderzenia, lecz niepoddawana celowej dewastacji
II	strefa, w której występuje ryzyko kopnięcia przedmiotu lub rzucenia nim; obszar w miejscu publicznym, gdzie użytkownicy dbają o mienie
III	strefa, w której nie występuje prawdopodobieństwo uszkodzenia elewacji poprzez oddziaływanie ludzi lub rzucanie przedmiotami czy też kopanie ich
IV	strefa nieosiągalna z poziomu ziemi

Przy tym EAD 090062-00-0404 nie podaje właściwości granicznych pierwszych czterech omawianych cech. Wartości uzyskane podczas badań powinny być uwzględnione w czasie projektowania – mają duży wpływ na określenie dopuszczalnego wysięgu podkonstrukcji, jej zagęszczenia oraz liczby punktów mocujących okładzinę.

Fasady wentylowane – reakcja na ogień

Zestawy wyrobów do wykonywania elewacji wentylowanych według zapisów EAD 090062-00-0404 powinny być sklasyfikowane w zakresie reakcji na ogień na podstawie PN-EN 13501-1:2019-02 „Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 1: Klasyfikacja na podstawie badań reakcji na ogień”. Badania przeprowadza się zgodnie z PN-EN 13823:2020-11 „Badania reakcji na ogień wyrobówbudowlanych. Wyroby budowlane, z wyłączeniem posadzek, poddane oddziaływaniu termicznemu pojedynczego płonącego przedmiotu”.

Jeżeli zestaw elewacyjny zawiera warstwę termoizolacyjną (np. z wełny mineralnej (MW) lub drzewnej (WW), korka, włókien drzewnych (WF) bądź innych roślinnych czy zwierzęcych) należy go ocenić pod względem tlenienia się podczas oddziaływania ognia, według PN-EN 16733:2016-06 „Badania reakcji na ogień wyrobów budowlanych. Oznaczanie podatności wyrobu budowlanego na przechodzenie w proces ciągłego tlenia”.

Zgodnie z § 225 warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie: „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” (Dział VI. Bezpieczeństwo pożarowe). Spełnienie tego warunku to jeden z najistotniejszych elementów zapewnienia bezpieczeństwa użytkowania obiektu z elewacją wentylowaną, ponieważ w przypadku pożaru pozwala na ewakuację użytkowników i prace zespołów ratowniczych.

Izolacja akustyczna w fasadach wentylowanych

Jedną z cech technicznych, którą może mieć elewacja wentylowana, jest zdolność do izolacji od dźwięków powietrznych. To właściwość opcjonalna i sprawdzana wyłącznie wtedy, kiedy jest deklarowana. Parametr ten należy badać zgodnie z normą PN-EN ISO 10140-1:2016-10 „Akustyka. Pomiar laboratoryjny izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Część 1: Zasady stosowania dla określonych wyrobów, załącznik G”.

Ocenę izolacyjności od dźwięków powietrznych trzeba przeprowadzać zgodnie z normą PN-EN ISO 717-1:2013-08 „Akustyka. Ocena izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Część 1: Izolacyjność oddźwięków powietrznych”. EAD 090062-00-0404 nie określa wartości granicznych parametrów akustycznych.

Izolacyjność termiczna fasad wentylowanych

Wartość współczynnika przenikania ciepła przez ściany zewnętrzne została określona w załączniku nr 2 rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Parametr U_c(max) jest uzależniony od temperatury w pomieszczeniu występującym za przegrodą i wynosi od 0,2 do 0,9 W/(m²K). Opór cieplny elewacji wentylowanej można obliczyć zgodnie z PN-EN ISO 6946:2017-10 „Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metody obliczania” lub określić w drodze badawczej zgodnie z jedną z poniższych norm:

PN-EN 12667:2002 „Właściwości cieplne materiałów i wyrobów budowlanych. Określanie oporu cieplnego metodami osłoniętej płyty grzejnej i czujnika strumienia cieplnego. Wyroby o dużym i średnim oporze cieplnym”;
PN-EN 12939:2002 „Właściwości cieplne materiałów i wyrobów budowlanych. Określanie oporu cieplnego metodami osłoniętej płyty grzejnej i czujnika strumienia cieplnego. Grube wyroby o dużym i średnim oporze cieplnym”;
PN-EN ISO 8990:1998 „Izolacja cieplna. Określanie właściwości związanych z przenikaniem ciepła w stanie ustalonym. Metoda kalibrowanej i osłoniętej skrzynki grzejnej”.

Należy pamiętać, że warstwa termoizolacyjna powinna zapewnić poziom wartości współczynnika przenikania ciepła U_C ścian wymagany w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, uwzględniając poprawki ze względu na pustki powietrzne w warstwie izolacji oraz łączniki mechaniczne, które przez nią przechodzą. Wpływ mostków cieplnych na właściwości termoizolacyjne elewacji wentylowane można określić na podstawie PN-EN ISO 10211:2017-09 „Mostki cieplne w konstrukcji budowlanej. Przepływy ciepła i temperatury powierzchni. Obliczenia szczegółowe”.

dr inż. Ołeksij Kopyłow