Mechaniczne mocowanie systemów ocieplania ścian ETICS

Wszystko o mocowaniu systemów ociepleń ścian zewnętrznych według technologii ETICS. Zasady doboru i liczby stosowanych łączników mechanicznych, oraz błędy w ich montażu.

Sposób mocowania ociepleń nazwany mechanicznym wymaga wykonania obliczeń uzasadniających przyjętą liczbę i rodzaj łączników. Przypomnijmy, że mocowanie mechaniczne ocieplenia polega na zastosowaniu tzw. łączników mechanicznych do zamocowania termoizolacji w podłożu, zawsze jednak z dodatkowym udziałem zaprawy albo masy klejącej względnie kleju poliuretanowego. Wymienione wyroby klejące stanowią pierwotne mocowanie termoizolacji do ocieplanej przegrody (najczęściej ściany) i w dalszej części artykułu będą łącznie określane jako kleje. Dopiero po odpowiednim stwardnieniu kleju następuje mocowanie mechaniczne termoizolacji przy użyciu odpowiednich łączników mechanicznych przeznaczonych do ETICS. Bywa, że w niektórych krajach Europy stosuje się do wstępnego zabezpieczenia termoizolacji przed oderwaniem przez wiatr, przemieszczeniem lub odkształceniem termicznym tzw. mocowanie mechaniczne montażowe. Do tego celu wykorzystuje się wówczas część z przewidzianych docelowo łączników mechanicznych, które są mocowane natychmiast po przyklejeniu do ściany płyt z materiału termoizolacyjnego. Należy jednak pamiętać, że łatwo wówczas o deformacje lica ocieplenia.

Przyjmuje się założenie, że w systemach mocowanych mechanicznie łączniki muszą być tak dobrane, aby przenieść wszystkie obciążenia działających na system ociepleń, w tym przede wszystkim oddziaływanie (ssanie) wiatru. Kleje do termoizolacji pełnią początkowo funkcje montażowe, mają bowiem zapobiec przemieszczaniu się ocieplenia, odkształceniom poszczególnych płyt izolacyjnych, częściowemu wyrównaniu podłoża (w zakresie dopuszczalnej grubości spoiny klejącej). W fazie eksploatacji systemu ociepleń funkcją spoiny (warstwy) klejowej jest przeniesienie na podłoże sił stycznych pochodzących od ciężaru własnego ocieplenia, a także od wpływów ciepl- no-wilgotnościowych. Funkcja ta jest w rzeczywistości dzielona z łącznikami mechanicznymi, ale najczęściej pomijana w analizach obliczeniowych. Dzieje się tak dlatego, że formalne definicje zawarte niegdyś w europejskich aprobatach technicznych (ETA), a obecnie w europejskich ocenach technicznych (ETA) zastrzegają, iż funkcja łączników mechanicznych nie obejmuje przenoszenia ciężaru własnego ocieplenia.

Łączniki mechaniczne do mocowania systemów ETICS wytwarzane są najczęściej w kilku rodzajach: tworzywowe z trzpieniem tworzywowym wbijanym, tworzywowe z trzpieniem stalowym wbijanym albo wkręcanym. Można spotkać także łączniki tworzywowe z gwoździem wstrzeliwanym. Istnieją również łączniki mechaniczne zbudowane w całości ze stali nierdzewnej albo ze stali zabezpieczonej przed korozją (wyższy współczynnik przewodzenia ciepła w stosunku do stali nierdzewnej). Taka budowa łącznika wynika z wymagań ochrony pożarowej elewacji i budynków, a ich zastosowanie nie jest powszechne i wynika z wytycznych wewnętrznych, tzn. krajowych regulacji poszczególnych państw europejskich. Talerzyki łączników najczęściej używanych do ETICS mają minimalną średnicę 60 mm, bo taka jest wymagana zarówno w przypadku styropianu fasadowego (EPS), jak i wełny mineralnej (MW) typu płyta. W przypadku wełny mineralnej tzw. lamelowej stosuje się najczęściej podkładki zwiększające średnicę talerzyka łącznika nawet do 140 mm. Te specjalne podkładki stanowią systemowe rozwiązanie z łącznikami i powinny posiadać odpowiednie dokumenty dopuszczające do użycia w systemach ETICS. Potrzeba stosowania podkładek wynika z wewnętrznej budowy wełny lamelowej. W przeciwieństwie do wełny typu płyta, mającej mniej albo bardziej splatany układ włókien o przebiegu równoległym do powierzchni płyty i tym samym do dolnej powierzchni talerzyka, wełna lamelowa ma układ włókien prostopadły do tych powierzchni. Dlatego mocowanie wełny mineralnej lamelowej łącznikami z talerzykami np. o średnicy 60 mm byłoby mało skuteczne, a talerzyk łącznika oddziaływałby na relatywnie małą powierzchnię materiału. Układ włókien wełny lamelowej, a także w pewnym zakresie geometria, tzn. relatywnie niewielka szerokość i znacznie większa od szerokości długość płyty (najczęściej 20 cm x 120 cm), determinują również jej sposób przyklejania - całopowierzchniowo, co oznacza nakładanie kleju na tzw. grzebień. Prostopadłemu układowi włókien zawdzięczamy natomiast dużą odporność wełny lamelowej na rozrywanie siłami prostopadłymi do jej powierzchni, a zatem także na oddziaływanie podciśnienia (ssania) wiatru.

Wracając do łączników mechanicznych i technicznej charakterystyki ich funkcji, należy podkreślić, że zasadniczo najwyższe nośności na wyrywanie z podłoża¹ oraz przeciąganie przez system ociepleń² wykazują łączniki mechaniczne tworzywowe z trzpieniem stalowym. Z tych względów właśnie tego typu łączniki stają się rekomendowane do systemów ociepleń mocowanych mechanicznie. Łączniki mechaniczne najczęściej przechodzą bezpośrednio przez materiał termoizolacyjny przyklejony do podłoża nośnego i są w tym podłożu kotwione. Przyjmuje się, że podłożem nośnym mogą być: ściany murowane, betonowe albo żelbetowe wylewane oraz prefabrykowane, a także ich elementy, np. słupy żelbetowe, ściany osłonowe i płyty fakturowe dobrze powiązane ze ścianą konstrukcyjną, co do których stabilności nie ma żadnej wątpliwości w kontekście stateczności konstrukcyjnej oraz stabilności cech geometrycznych. Podłoże nośne w odniesieniu do zamocowania mechanicznego ETICS musi mieć zdolność do przenoszenia wszelkich sił i zewnętrznych oddziaływań na ocieplenie, w tym szczególnie oddziaływania wiatru oraz ciężaru samego ocieplenia. Ponadto podłoże, o którym mowa wyżej, powinno spełniać definicje określone w ETAG 014 [5] obecnie zastąpionego przez EAD 33019601-0604 [6], dotyczące materiałowych grup podłoży (A, B, C, D, E).

Prezentowane informacje na temat typowych podłoży, standardowych łączników i sposobu zamocowania ETICS dotyczą najczęściej występujących sytuacji i rozwiązań technicznych, nie wykluczając innych. Odmienne warunki i założenia wymagają jednak zmiany podejścia w interpretacji zasad mocowania ocieplenia.

Rozpatrując projektowanie mocowania mechanicznego, w pierwszej kolejności się zakłada, że właściwym rozwiązaniem jest mocowanie wielokrotne (wielopunk- towe), co m.in. wynika z dokumentu ETAG 004 [3], który jeszcze oficjalnie nie został odwołany po przekształceniu w EAD. Oznacza to, że punktowe zamocowanie łącznikami mechanicznymi należy planować w rozmieszczeniu równomiernym na określonej powierzchni i symetrycznym w odniesieniu do pojedynczych płyt termoizolacji. Niewielkim odstępstwem może być sytuacja, w której przyjęty schemat zamocowania uniemożliwia rozłożenie łączników w taki sam sposób na każdej płycie, co w przypadku płyt 50 x 100 cm będzie występować przy stosowaniu nieparzystej liczby łączników, np. 7 szt./m². Wówczas na co drugiej płycie (a dokładniej w jej obrysie) będzie umieszczony o jeden łącznik więcej niż na sąsiednich, np. na przemian 6 i 8 szt./płytę.

[...] Przy projektowaniu mechanicznego zamocowania ocieplenia ze względu na oddziaływanie prostopadłe do powierzchni kluczowa jest analiza co najmniej stanu granicznego nośności dwóch ogniw w łańcuchu przekazywania obciążeń z powierzchni systemu na podłoże. Pierwszym z nich jest nośność łączników mechanicznych na wyrywanie z podłoża, a drugim - nośność systemu ociepleń na przeciąganie przez łącznik (w skrócie: nośność systemu), przy czym składa się na nią nośność na przeciąganie przez łącznik umieszczony na powierzchni płyty i nośność na przeciąganie przez łącznik umieszczony w spoinie między płytami. Oczywiście jeśli obie opcje przyjęto w planowanym schemacie zamocowania. Wspomniane nośności są to wyznaczone doświadczalnie siły, które należy porównać z siłą działającą na system prostopadle do jego powierzchni, głównie wynikającą z oddziaływania ssania wiatru.

Więcej na: inzynierbudownictwa.pl