CZY TRZEBA KOŁKOWAĆ STYROPIAN?


Potrzeba kołkowania styropianu rozgrzewa do czerwoności grupy dyskusyjne i fora w internecie. Oba rozwiązania – kołkowanie i wyłącznie klejenie mają tyle samo zwolenników co przeciwników. Sami producenci nie pomagają inwestorowi, gdyż w wielu instrukcjach nie ma jasnego stwierdzenia o wymaganiu bądź nie, dodatkowego mocowania mechanicznego. Zwykle producenci piszą, aby zastosować się do wytycznych zawartych w projekcie ocieplenia. Jasne! Konia z rzędem temu, kto pokaże projekt ocieplenia domu jednorodzinnego. Projektanci oczywiście policzą „U” przegrody, dobiorą grubość i lambdę materiału, a na końcu napiszą, by izolacje montować, stosując się do wymagań producenta. I co w takiej chwili ma zrobić inwestor, gdy projektant i producent odbiją piłeczkę do siebie, a co wykonawca to inna teoria związania z kołkowaniem?
Zanim przejdziemy dalej, warto wspomnieć o jednej ważnej rzeczy – system ocieplenia i wydana na niego Aprobata Techniczna. Aby producent izolacji uznał ewentualną reklamację, należy stosować rozwiązania od jednej firmy. Zatem jeśli mamy styropian od firmy A, to również klej do styropianu, siatka zbrojąca, klej do siatki, grunt i tynk powinien również być z firmy A. Jeśli pomieszamy materiały od różnych producentów – nici z gwarancji. Zanim jednak dowiemy się czy trzeba kołkować styropian, to coś wspólnie zaprojektujemy. By nie tylko wiedzieć, czy dyble są potrzebne czy też nie, ale również, by wiedzieć dlaczego. A wtedy każdy świadomie podejmie decyzję co robić, opierając się na wiedzy, a nie marketingowym bełkocie.

Kiedy wiatr zrywa elewacje z domu? Wtedy gdy siła ssania wiatru (czyli siła odrywająca) działająca na płytę przekracza siłę przyczepności kleju do ściany lub kleju do styropianu. Tutaj nie ma zmiłuj – jeśli choć jedna płyta zostanie oderwana od ściany, to poprzez powiązanie płyt styropianowych siatką z klejem, odleci cała elewacja.

Z jaką siłą wiatr działa na ścianę? Jako punkt odniesienie przyjmiemy dwa warianty – pierwszy, czyli wiatr normowy (taki jaki według autorów normy, zwykle wieje w danym regionie Polski) i wiatr wyjątkowy, przykładowo ostatnio wiejący w naszym kraju orkan Ksawery. Założymy również, że budujemy w Krakowie typowy dom jednorodzinny o wymiarach 10 × 14 m, dach dwuspadowy o wysokości w kalenicy równej 9 m.

Normowa prędkość wiatru dla strefy I (czyli większości obszaru Polski) to 22 m/s, wiatr wyjątkowy wieje z prędkością 30 m/s. Taka nieduża różnica w prędkościach daje jednak olbrzymie różnice w siłach działających na dom. Pomijając całą metodykę obliczania charakterystycznego ciśnienia prędkości wiatru, otrzymujemy dla normalnych warunków ciśnienie o wartości q = 0,538 kN/m2, czyli ok. 50 kG/m2. Gdy weźmiemy pod uwagę warunki wyjątkowe, jakie panowały podczas orkanu, otrzymujemy ciśnienie o wartości q = 1,001 kN/m2 = 100 kG/m2, zatem ponad 53% więcej niż zakłada wartość normowa! Samo ciśnienie to nie wszystko, aby obliczyć z jaką siłą wiatr oddziaływuje na budynek, musimy określić współczynnik ciśnienia zewnętrznego, zgodnie z rysunkiem (norma PN-EN 1991-1-4:2008):


Z powyższej tabeli najbardziej interesują nas maksymalne wartości ujemne – zatem ssanie wiatru (odrywanie) w danym sektorze. Jak widać z rysunku, wiatr najbardziej chce oderwać sektor A, więc przyjmujemy z tabeli 7.1 kolumnę A i wartość Cpe,1 – czyli dla elementu o powierzchni do 1 m2. Podsumowując ten trudny wywód: obliczeniowa siła, z jaką wiatr działa na styropian to:
- w przypadku pierwszym: 0,538 kN/m2 * (-1,4) * 1,5 = -1,13 kN/m2 = -113 kG/m2,
- w przypadku drugim: 1,001 kN/m2 * (-1,4) * 1,5 = -2,10 kN/m2 = -210 kG/m2
Znak minus oznacza siłę odrywającą.

Teraz określimy, jak mocno klej trzyma się ściany, a styropian kleju. Z karty technicznej odczytujemy wartość przyczepności do betonu i przyczepności do styropianu. Dla mojego ulubionego kleju te wartości wynoszą odpowiednio: >0,5 MPa oraz >0,08 MPa. Dla porządku i łatwości porównywania przeliczmy megapascale na bardziej zjadliwe jednostki:

0,08 MPa = 80 kN/m2 = 800 kG/m2

No ale, przecież całej płyty nie kleimy – stosując się do zasad metody obwodowo-punktowej minimum 40% powierzchni płyty musi być pokryte klejem. Zgodnie z powyższym nośność takiej płyty na odrywanie to:

800 kG/m2 * 40% = 320 kG/m2

Dużo więcej niż 210 kG/m2 wynikające z wyjątkowego ssania wiatru związanego z orkanem. Weźmy pod uwagę jeszcze jeden przypadek, gdy „Mietek & Kazik GmBH” spiesząc się na inną fuchę, pomijają „warkocz” obwodowy zatem jakieś 50% wymaganego kleju. Wtedy otrzymujemy zupełnie inną zależność:

800 kG/m2 * 20% = 160 kG/m2

To niedużo więcej niż obciążenie 113 kG/m2 wynikające z normowego obciążenia wiatrem i 50 kG/m2 mniej niż w przypadku orkanu. Jak już wspomniałem, jeśli wiatr poderwie choćby jedną płytę to dalej mamy już “efekt domina” i naszą elewację znajdzie sąsiad na podwórku. Brak kleju po obwodzie płyty to proszenie się o kłopoty w wielu aspektach: tworzy się komin powietrzny, który wywiewa ciepło ze ściany i wytwarza dodatkową siłę odrywającą, a w razie pożaru ciąg powietrzny powoduje, że ogień rozprzestrzenia się dużo szybciej. Ważnym i niestety często pomijanym etapem ocieplenia jest sprawdzenie przyczepności kleju do ściany oraz kleju do styropianu. Wystarczy przykleić kawałki izolacji, mniej więcej o wymiarach 10 cm x 10 cm, do ściany i po trzech dniach spróbować je oderwać. Jeśli „urwie się” styropian wszystko jest w porządku. Ogólnie przyjmuje się, że klej uzyskuje deklarowaną wytrzymałość po ok. 3 dobach (w temperaturze 20*C i wilgotności względnej poniżej 80%). Dlatego kołkowanie, szlifowanie czy nakładanie warstwy zbrojącej nie może być wykonywane wcześniej gdyż grozi nieodwracalnym uszkodzeniem połączenia płyta-klej, co może skutkować takim efektem:


Poniższa tabela przedstawia wyniki badania odrywania kleju od styropianu metodą pull-off po 24 godzinach, 48 godzinach, 14 dniach i 28 dniach:


Źródło: http://www.izolacje.com.pl/artykul/id1444,przyczepnosc-klejow-cementowych-do-styropianu-w-systemach-etics

Zatem jednak trzeba mocować mechanicznie? Odpowiedź jest prosta: nie trzeba. Lecz tylko wtedy gdy ekipa budowlana stosując się do zaleceń producenta sprawdzi nośność podłoża i w razie potrzeby zagruntuje. Następnie odpowiednio przygotuje zaprawę klejową i stosując metodę obwodowo-punktową nałoży klej na płytę. Wtedy nie ma żadnego racjonalnego powodu, by stosować dodatkowe łączniki mechaniczne.

Jeśli jednak mamy jakiekolwiek wątpliwości co do jakości robót lub gdy próba przyczepności nie wyjdzie pomyślnie, należy bezwzględnie stosować łączniki mechaniczne w ilości przewidzianej w dokumentacji technicznej. Nie ma się co obawiać powstania mostków termicznych, ponieważ można zastosować tzw. termodyble, które ograniczają zarówno mostki, jak i „efekt biedronki” do minimum. Trzeba też pamiętać, że łączniki mechaniczne stanowią tylko dodatek wzmacniający połączenie klejowe i nie mogą być stosowane bez kleju.



Powyższe obliczenia oczywiście bardzo upraszczają sytuacje, ale pokazują, że mimo stosowania dobrej jakości materiałów, niska jakość wykonawstwa (oraz nie przestrzeganie wytycznych zawartych w kartach technicznych) może wszystko zniweczyć i narazić inwestora na niepotrzebne koszty. Nowoczesne systemy ociepleń pozwalają używać wyłącznie klejenia nawet do 12m wysokości przy zachowaniu reżimu wykonawczego. Ja swój dom ociepliłem 20 cm styropianu i nie wbiłem ani jednego kołka w płytę. Dom przetrwał już ponad 5 lat, niejedną wichurę i nie zanosi się na to, by nie przetrwał kolejnych 50 lat. Monika natomiast swój dom kołkowała.  - Piotr. 

3 komentarze:

  1. Najpierw wyznaczasz przyczepność na poziomie 8000 kG/m2 a pozniej do obliczeń bierzesz 800 kG. Błąd czy coś pominąłem?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Błąd. Już poprawione. Dzięki za uważne czytanie :)

      Usuń
  2. Skoro wczesniej liczysz ze 2.1 kN/m2 to 210kG/m2 to 80kN/m2 to nie 800 kG/m2 tylko 8000 kG/m2

    OdpowiedzUsuń