05_Kania_T_Pekanie_scian_nienosnych_w_domach_pasywnych_w_Czechach.pdf

XXIV

awariebudowlane

Mgr inŜ. T OMASZ K ANIA

VG-ORTH POLSKA Sp. z o.o.

P Ę KANIE Ś CIAN NIENO Ś NYCH W DOMACH PASYWNYCH

W CZECHACH

CRACKING OF NON-LOADBEARING WALLS IN PASSIVE HOUSES IN CZECH REPUBLIC

Streszczenie W ostatnim czasie rośnie zainteresowanie budownictwem pasywnym, którego przykładem jest

opracowany w Czechach system domów jednorodzinnych „EKORD”. Wewnętrzne ściany działowe i osłonowe

są w tym systemie wykonywane z bloków gipsowych o grubości 80 mm. Problemem są zdarzające się awarie

w postaci pękania ścian działowych i osłonowych, występujące zazwyczaj po roku od zakończenia budowy.

Artykuł zawiera analizę przyczyn tego zjawiska oraz rozwiązania techniczne mające na celu wyeliminowanie

pękania ścian.

Abstract Passive houses are being of special interest last time. The example is a Czech system of family houses

“EKORD”. Internal partition and surrounding walls are made in this system from gypsum blocks 80 mm thick.

The frequent problem is cracking of partition and surrounding walls which occurring usually in one year after the

construction has been finished. This work contains the analyze of reasons of the cracking and gives technical

solutions in order to avoid the problem.

1. Wst ę p

Ideą domu pasywnego jest utrzymanie komfortowego mikroklimatu wnętrz bez koniecz-

ności stosowania aktywnego systemu ogrzewania lub klimatyzacji. Podstawowym wymogiem

dla tego typu obiektu jest ograniczenie rocznego zapotrzebowania na energię cieplną do ogrze-

wania wnętrz do wartości 15 kWh na 1 m 2 powierzchni uŜytkowej. Dla porównania, średnie

roczne zapotrzebowanie na ciepło dla budynków tradycyjnych, nie klasyfikowanych jako

energooszczędne, wynosi około 250 kWh/m 2 , natomiast w przypadku obiektów energo-

oszczędnych – około 120 kWh/m 2 . Domy pasywne są ogrzewane przez większą część roku jedy-

nie ciepłem bytowym oraz energią słoneczną i ciepłem odzyskiwanym z systemu wentylacji. [1].

Budownictwo pasywne w Czechach jest coraz bardziej znane, a najczęściej stosowanym

rozwiązaniem jest system ‘EKORD”. Począwszy od końca lat 90-tych ubiegłego stulecia, na

terenie Czech i Słowacji wykonano juŜ ponad 500 tego typu obiektów.

2. Opis systemu

Domy „EKORD” to wolnostojące parterowe budynki jednorodzinne o podobnym kształ-

cie, lecz o zróŜnicowanych wymiarach i róŜnym układzie pomieszczeń (rys. 1).

XXIVKonferencjaNaukowoTechniczna

SzczecinMiędzyzdroje,2629maja2009

Budownictwo ogólne

Rys. 1. Widok domu „EKORD” od strony południowej

Ściany zewnętrzne wykonane są jako warstwowe: część konstrukcyjną stanowią pustaki

betonowe o grubości 200 mm, do których od środka budynku przykleja się płyty z wełny mine-

ralnej, następnie układa się jeszcze dwie warstwy wełny mineralnej (łączna grubość izolacji

termicznej wynosi 270 mm) oraz folię paroszczelną o grubości 0,2 mm. Wewnętrzną obmu-

rówkę osłaniającą warstwy izolacyjne wykonuje się z bloków gipsowych o grubości 80 mm

(rys. 2). Do wznoszenia ścian działowych stosuje się bloki gipsowe o tej samej grubości.

200

270

550

Rys. 2. Przekrój pionowy ściany zewnętrznej: 1 – pustak betonowy 2 – wełna mineralna

3 – folia paroizolacyjna 4 – blok gipsowy

W przypadku domów pasywnych kluczową kwestią jest zapewnienie bardzo niskiego

współczynnika przenikania ciepła dla wszystkich przegród zewnętrznych (współczynnik U dla

ścian zewnętrznych powinien wynosić około 0,10 W/m 2 K). Istotne jest jednak równieŜ takie

zaprojektowanie i wykonanie poszczególnych elementów budynku, aby maksymalnie ograni-

czyć tworzenie się mostków termicznych. Z tego powodu wszystkie przegrody z bloków

644

Kania T.: P ę kanie ś cian nieno ś nych w domach pasywnych w Czechach

gipsowych, zarówno ściany osłonowe jak i działowe, posadawiane są na cokole wykonanym

z polistyrenu ekstrudowanego XPS 0,3 MPa (rys. 3).

Rys. 3. Sposób posadowienia ściany z bloków gipsowych w domach „EKORD”

1 – ściana z bloków gipsowych grubości 80 mm

2 – cokół z polistyrenu ekstrudowanego

3 – izolacja termiczna – styropian EPS 100

4 – jastrych anhydrytowy

5 – przekładka dylatacyjna

6 – beton podkładowy

Ściany działowe muruje się jednocześnie ze ścianami osłonowymi z bloków gipsowych

(rys. 4). Wszystkie naroŜa i łączenia poprzeczne wykonywano dotychczas zgodnie z trady-

cyjną techniką murarską, tj. na zasadzie mijania się bloków w poszczególnych warstwach.

Rys. 4. MontaŜ działowych i osłonowych ścian z bloków gipsowych

645

Budownictwo ogólne

3. Opis awarii

W niektórych domach wykonanych w systemie EKORD miało miejsce pękanie ścian

z bloków gipsowych. Zjawisko to występowało zazwyczaj po roku od zakończenia budowy

i dotyczyło głównie ścian działowych, choć niekiedy rysy pojawiały się takŜe na ścianach

osłonowych. Bloki pękały na całej swojej grubości, a niektóre z rys osiągały szerokość 2–

3 mm (rys. 5, 6). Większość zarysowań była zlokalizowana w strefie nad otworem drzwio-

wym, choć zdarzały się takŜe pęknięcia poziome ścian bez otworów drzwiowych.

Rys. 5. Przykład pękania ściany działowej z otworem drzwiowym

Rys. 6. Przykład pękania ściany działowej bez otworu drzwiowego

4. Diagnoza przyczyn awarii

W trakcie analizy przyczyn pękania ścian zwrócono najpierw uwagę na sposób ich posado-

wienia na cokołach z polistyrenu ekstrudowanego. Zaproponowano zastąpienie podkładek

styropianowych bardziej sztywnymi cokołami z bloków z betonu komórkowego klasy 500

o wymiarach 80´240´599 mm [2]. Projektant nie zgodził się jednak na to rozwiązanie, gdyŜ

prowadziłoby ono do powstania mostku cieplnego oraz do niekorzystnego rozkładu tempe-

646

Kania T.: P ę kanie ś cian nieno ś nych w domach pasywnych w Czechach

ratur w strefie przyposadzkowej, na co wskazują dostępne badania z uŜyciem kamery termo-

wizyjnej [3]. W przypadku ścian osłonowych mogłoby nawet dochodzić do wykraplania się

pary wodnej w naroŜach ścian. Próby laboratoryjne wykazały, Ŝe ugięcie cokołów ze polisty-

renu ekstrudowanego spowodowane obciąŜeniem od ścian z bloków gipsowych jest niewiel-

kie i wynosi około 1 mm. Ponadto napręŜenie pochodzące od ścian z bloków gipsowych

wynosi jedynie 10% dopuszczalnej wytrzymałości na ściskanie polistyrenu XPS 0,3 MPa [4].

W następnej kolejności jako przyczynę pękania ścian poddano analizie nierównomierne

osiadanie budynku. Pomiary ugięcia podłoŜa w domach EKORD wykazały, Ŝe deformacje

podłoŜa pod ścianami działowymi powstałe po ich wykonaniu dochodzą do 4–5 mm. Ściany

z bloków gipsowych charakteryzują się dobrymi właściwości w zakresie bezawaryjnego

poddawania się odkształceniom postaciowym. W ramach badania odporności ścian na

wstrząsy sejsmiczne, które przeprowadzono w Bukareszcie w roku 2006, w połączonej prze-

gubowo ramie drewnianej umieszczono próbną ścianę z bloków gipsowych o wymiarach

3,0 ´ 3,0 m i poddano znacznym deformacjom postaciowym zgodnie z Eurokodem nr 8,

podczas których nie stwierdzono pękania ściany [5]. W odróŜnieniu od testowanej ściany,

przegrody działowe w budynkach EKORD nie posiadały jednak pełnej swobody przemiesz-

czeń, gdyŜ ich krawędzie były sztywno zamocowane w ścianach osłonowych. W związku

z tym, Ŝe jedna krawędź ściany działowej była sztywno zamocowana w ścianie osłonowej,

a w wyniku ugięcia podłoŜa ściana zapadała się w kierunku do środka budynku, dochodziło

w niej do powstania napręŜeń, których skutkiem były zarysowania. Ten schemat awarii,

przedstawiony na rys. 7, odpowiada rzeczywistemu układowi zarysowań (rys.5).

Rys. 7. Schemat zarysowania ściany działowej:

1 – ściana działowa

2 – ściana osłonowa

3 – połączenie sztywne

4 – przebieg zarysowań

647

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: