Elewacje wentylowane z klinkieru

Zacznijmy od teorii. Zastosowanie wentylowanej elewacji klinkierowej skutkuje całkowitym rozdzieleniem funkcji poszczególnych warstw ściany. Patrząc od wnętrza budynku uzyskujemy więc:

• Warstwę nośną, odpowiadającą w tym wypadku wyłącznie za przenoszenie obciążeń z wyższych części budynku na fundamenty. Nie pełni ona żadnych dodatkowych funkcji, nawet rola izolacji akustycznej jest tu znacząco zredukowana. Dzięki temu warstwa ta może być stosunkowo tania, a jej grubość wynika wyłącznie ze względów konstrukcyjnych, może więc również być dość cienka.
• Warstwę izolacji termicznej, nie będącą jednak (jak w przypadku ściany dwuwarstwowej) jednocześnie warstwą zewnętrzną. Nie musi więc charakteryzować się wytrzymałością na uszkodzenia mechaniczne ani parametrami nośnymi (przy ścianie dwuwarstwowej warstwa izolacji termicznej musi przenieść obciążenie warstwy wykończeniowej czyli np. tynku). Dzięki temu można zastosować na przykład wysoko paroprzepuszczalne miękkie wełny mineralne o doskonałych parametrach termoizolacyjnych. Nie ma przy tym ryzyka zawilgocenia warstwy chociażby przez wilgoć przenikającą dyfuzyjnie przez ścianę. Stanowią one jednocześnie doskonałą izolację akustyczną.
• Szczelinę powietrzną, czyli warstwę wentylacyjną. Przestrzeń ta służy przede wszystkim odprowadzaniu wilgoci z warstwy izolacji termicznej. Zawilgocenie powoduje znaczący spadek izolacyjności cieplnej i prowadzi do korozji biologicznej ścian – stąd odpowiednia wentylacja i skuteczne suszenie izolacji jest w tym wypadku kluczowe. Warto pamiętać że jest to istotne nie tylko z punktu widzenia warstwy nośnej i izolacji termicznej. Wilgoć może wpłynąć bardzo negatywnie również na samą warstwę zewnętrzną, zwłaszcza na spoiny (sama cegła klinkierowa wilgoci boi się znacznie mniej).
• Warstwę zewnętrzną, czyli elewację z cegły klinkierowej. Stanowi ona główną izolację akustyczną (ze względu na dużą masę), a także ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi. Decyduje również o kształcie architektonicznym budynku. Warto przy tym pamiętać, że za estetykę ściany odpowiada nie tylko rodzaj i kolor wykorzystanej cegły, ale także cały szereg innych czynników jak choćby kolor, wielkość i sposób wykończenia spoiny. Istotny jest również sam układ cegieł w murze. Obecnie najczęściej stosowane jest ułożenie, w którym występują wyłącznie wozówki przesunięte względem siebie w kolejnych rzędach o połowę wysokości cegły. Historycznie ze względów konstrukcyjnych w licu muru występowały także główki, tworząc na elewacji charakterystyczny wzór nazywany wątkiem. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby tego typu rozwiązania stosować także współcześnie – już bez znaczenia konstrukcyjnego, jedynie jako urozmaicenie i wzbogacenie architektury budynku.

Ściana trójwarstwowa jest więc konstrukcją wysoko wyspecjalizowaną. Jej konstrukcja nie jest jednak w większości trudna ani skomplikowana. Pewnym wyjątkiem jest tu warstwa zewnętrzna, która zarówno ze względu na funkcję jak i na to, że nie styka się z kolejnym elementem muru, ale tworzy szczelinę wentylacyjną. Wynikają z tego dwie podstawowe grupy zagadnień wymagających rozwiązania. Pierwsza z nich to kwestie związane z budową i mocowaniem elewacji ceglanej, druga natomiast – prawidłowe rozwiązanie samej wentylacji płaszczyzny ściany.

Zacznijmy od mocowania. Samo oparcie elewacji można rozwiązać na dwa sposoby. Pierwszy z nich to oparcie warstwy zewnętrznej na ścianie fundamentowej. Musi ona być w tym wypadku na tyle szeroka, aby możliwe było posadowienie na niej zarówno ściany konstrukcyjnej jak i elewacyjnej. Ze względu na uniknięcie mostków termicznych wskazane jest w takim wypadku, aby fundament był również murem trójwarstwowym, przy czym zastosowane materiały (głównie izolacja termiczna) muszą umożliwić wykonanie go jako niewentylowanego (a więc bez szczeliny między warstwą zewnętrzną a ociepleniem). Opcją drugą jest zastosowanie wsporników elewacyjnych. Są to stalowe elementy systemowe mocowane do warstwy konstrukcyjnej muru, stanowiące swojego rodzaju półkę, na której stawiane są kolejne warstwy zewnętrznej cegły klinkierowej.

Samo mocowanie może odbywać się albo za pomocą rozporowych lub wklejanych kotew, albo też (co znacząco upraszcza później montaż elewacji) przy pomocy systemowej szyny. Same wsporniki posiadają możliwość regulacji w pionie, co zapewnia perfekcyjne wypoziomowanie pierwszej warstwy cegieł. W ten sam sposób mogą być mocowane wszelkiego rodzaju przekrycia otworów, nadproża, gzymsy i tym podobne. Dodatkowo zgodnie z obowiązującą normą na całej płaszczyźnie ściany warstwa elewacyjna powinna być mocowana do nośnej kotwami. Powinny one być rozłożone równomiernie, a ich ilość wynikać z obliczeń konstrukcyjnych - z tym, że wartość minimalną reguluje załącznik krajowy do normy EN-1996-1-1. Mówi on, że liczba kotew łączących nie może być mniejsza niż 4 na 1m² ściany. Wydana przez ITB instrukcja 341/96 „Projektowanie i wykonywanie murowanych ścian szczelinowych” mówi wręcz o 4,3 kotwy na 1m² ściany i precyzuje ich maksymalny rozstaw jako 460mm w pionie i 500mm w poziomie.

Kolejny aspekt o którym nie wolno zapominać to wykonanie szczelin dylatacyjnych. W zależności od ekspozycji, ściana zewnętrzna podlega w ciągu roku wahaniom temperatur od -25 do nawet +50°C. Tak duża rozpiętość temperatur musi prowadzić do znacznych zmian wymiarów w wyniku rozszerzalności cieplnej materiałów. Na skutek tego mogłoby dojść do stopniowego zniszczenia elewacji. Aby temu zapobiec należy stosować przerwy dylatacyjne. Ich maksymalny rozstaw precyzuje Polska Norma PN-B-03002 „Konstrukcje murowe niezbrojone. Projektowanie i obliczanie”, a także PN-EN-1996-2 „Projektowanie konstrukcji murowych cz. 2: Wymagania projektowe, dobór materiałów i wykonanie murów”. Dla ścian osłonowych z cegły klinkierowej jest to 12m. Druga z wymienionych norm określa dodatkowo, że odległość pierwszej dylatacji pionowej od usztywnionego narożnika nie powinna przekraczać połowy tej wartości. Wymieniona już wcześniej instrukcja ITB precyzuje także, że dodatkowe przerwy dylatacyjne powinny znajdować się także w miejscach znacznej koncentracji naprężeń oraz przy skokowej zmianie obciążeń. Dodatkowo w przypadku budynku wyższego niż 12m przewidzieć należy dylatacje poziome dzielące płaszczyznę ściany na części o wysokości do 9m każda.

Osobną kwestią pozostaje sama konstrukcja szczeliny wentylacyjnej. Wymieniona już wcześniej instrukcja ITB określa jej szerokość na 50 – 150mm. Pamiętać należy przy tym, że jako szczelina jest tu traktowana całkowita przestrzeń tak zajmowana przez warstwę izolacyjną jak i wentylacyjną. W związku z tym proponowana w instrukcji wartość wydaje się zbyt mała już ze względu na parametry termoizolacyjne całej przegrody. Wydaje się, że warto raczej analizować szerokość samej warstwy wentylacyjnej, jako kluczowej dla właściwego funkcjonowania ściany. Patrząc w ten sposób można przyjąć, że faktyczna szerokość szczeliny biorąca udział w wentylowaniu płaszczyzny ściany powinna mieć około 40mm szerokości i być ciągła na całej powierzchni. Istotne jest tu określenie „faktyczna szerokość”. Warto pamiętać, że w procesie murowania warstwy zewnętrznej bardzo często dochodzi do wyciskania zaprawy do wewnątrz szczeliny. Warto więc być może założyć zwiększenie jej szerokości do 50mm.

Pozostaje już tylko kwestia doprowadzenia i odprowadzenia powietrza ze szczeliny wentylacyjnej. Najprostszym rozwiązaniem jest w tym wypadku pozostawienie pustych pionowych spoin u dołu i u góry ściany w odstępach 1m. Rozwiązanie to jakkolwiek bardzo proste ma jednak pewne mankamenty. Przede wszystkim nie stanowi bariery przeciw gryzoniom i dużym owadom, które zyskują właściwie swobodny dostęp do szczeliny wentylacyjnej. Drugim problemem jest erozyjne działanie wody wykraplającej się w szczelinie i wyprowadzanej na zewnątrz przez dolny rząd otworów. Dlatego też zdecydowanie lepszym rozwiązaniem są puszki wentylacyjno – odwadniające. Są to plastikowe elementy montowane w spoinach pionowych, zaopatrzone w siatkę przeciwko gryzoniom i owadom a także odpowiednio wyprofilowane wnętrze ułatwiające usuwanie skroplin pary wodnej. Pewną komplikacją może być tu fakt, że aby puszki działały poprawnie muszą zostać odpowiednio umieszczone. Aby zapobiec błędom, najczęściej znajdują się na nich strzałki wskazujące górę i lico muru. Bez względu jednak na to, które z rozwiązań zostanie zastosowane (w grę wchodzą przecież także na przykład elementy projektowane indywidualnie jako detal architektoniczny) - poza pasami na dolnej i górnej krawędzi ściany, powinny być one umieszczone także nad i pod otworami okiennymi i drzwiowymi. Dodatkowo jeśli elewacja jest wyższa niż 6m – warto przewidzieć dodatkowy rząd puszek w połowie jej wysokości.