PŁYTY WARSTWOWE W SZTYWNYCH OKŁADZINACH METALOWYCH

Transkrypt

1

2 PŁYTY WARSTWOWE W SZTYWNYCH OKŁADZINACH METALOWYCH Przewodnik dla inwestorów, architektów i wykonawców

3

4 Jacek Sawicki PŁYTY WARSTWOWE W SZTYWNYCH OKŁADZINACH METALOWYCH Przewodnik dla inwestorów, architektów i wykonawców Warszawa 2010

5 Recenzent dr inż. Marek Szczęsny Polski Związek Producentów Płyt Warstwowych PAMA Konsultacja naukowo-techniczna mgr inż. Dariusz Białołęcki Kingspan dr inż. Andrzej Boruszak Metalplast Consulting technik budowlany Grzegorz Dowal mgr Łukasz Dziedzic Balex Metal dr inż. Ryszard Kaczmarek Ruukki mgr inż. Artur Krzywulski Kingspan mgr inż. Jerzy Kurzyca Balex Metal mgr Tomasz Lewandowski Blachy Pruszyński mgr inż. Krzysztof Łomiński Balex Metal dr inż. Adam Ruciński Instytut Fizyki Cieplnej Politechniki Warszawskiej mgr Mirosław Stokłosa Gór-Stal mgr Piotr Tokarz Polski Związek Producentów Płyt Warstwowych PAMA Kierownik projektu Michał Grodzki Redakcja Agnieszka Korzeniewska Redakcja techniczna Studio Korekta Monika Mucha Zdjęcia na okładce: Balex-Metal, Ejot, Firma KRÓLCZYK, Gór-Stal, Kingspan, TRIMO, Viavac Copyright by Dom Wydawniczy MEDIUM Copyright by Jacek Sawicki Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część tej pracy nie może być powielana czy rozpowszechniana w jakiejkolwiek formie, w jakikolwiek sposób, bądź elektroniczny, bądź mechaniczny, włącznie z fotokopiowaniem, nagrywaniem na taśmy lub przy użyciu innych systemów, bez pisemnej zgody wydawcy. ISBN Wydawca i rozpowszechnianie Dom Wydawniczy MEDIUM Warszawa, ul. Karczewska 18 tel.: (0-22) Skład i łamanie Agencja Reklamowa MEDIUM Warszawa 2010, Wydanie I Książka wydana pod patronatem miesięcznika IZOLACJE

6 Spis treści Od autora Początki i rozwój płyty warstwowej Przeznaczenie i obszary zastosowań Korzyści wynikające z zastosowania Zalety materiałowe Korzyści ekonomiczne Składowe systemów lekkiej obudowy z płyt warstwowych Płyty warstwowe Okładziny Rdzeń Krawędzie wzdłużne i poprzeczne Akcesoria uzupełniające Obróbki blacharskie Łączniki Uszczelnienia Wymagania techniczno-użytkowe Wymagania podstawowe Wymagania dotyczące płyt ściennych elewacyjnych (zewnętrznych) Wymagania dotyczące płyt ściennych stosowanych wewnątrz obiektu z możliwością wykorzystania ich jako stropowe i sufitowe Wymagania dotyczące płyt dachowych Wymagania uzupełniające dotyczące płyt chłodniczych i mroźniczych Wymagania uzupełniające dotyczące płyt warstwowych stosowanych w obiektach rolniczych Wykonywanie obiektów z płyt warstwowych Tolerancje wymiarowe Wymagania projektowe Podstawowe wymagania projektowe Procedury obliczeń projektowych Dobór płyt Ogólne wytyczne montażowe Montaż ściennych płyt warstwowych Montaż dachowych płyt warstwowych Montaż chłodni i mroźni Specyfika uwarunkowań projektowych Uwarunkowania montażowe... 80

7 6 7. Przepisy i normy dotyczące płyt warstwowych Przepisy BHP Przepisy konstrukcyjne Izolacyjność cieplna, szczelność, efektywność energetyczna Ochrona przeciwpożarowa Izolacyjność akustyczna Zdrowie i higiena Bezpieczeństwo środowiska naturalnego Odporność na działanie czynników atmosferycznych Trwałość Akredytacja i certyfikacja Oświetlenie dzienne i naświetla, świetliki dachowe Systemy odwadniania dachu Ochrona odgromowa Literatura... 93

8 Od autora Zamysł napisania tej książki zrodził się po opublikowaniu w miesięczniku IZOLACJE serii moich artykułów dotyczących płyt warstwowych w sztywnych okładzinach metalowych. Przy ich opracowaniu przekonałem się, że literatura fachowa dotycząca tej problematyki znajduje się w dużym rozproszeniu. Podstawowym źródłem wiedzy o tym materiale budowlanym, zwłaszcza o jego charakterystyce, zasadach projektowania i regułach wykonawstwa, są aprobaty techniczne oraz informacje techniczno- -naukowe opracowane przez producentów płyt warstwowych. Normy techniczne dotyczą wymagań użytkowych, ogólnych zasad projektowania i montażu. Zakres ich regulacji obejmuje m.in.: warunki BHP, wymogi konstrukcyjne, izolacyjność cieplną, nieprzepuszczalność powietrza, wodoszczelność, wydajność energetyczną, odporność ogniową, izolacyjność akustyczną, ochronę odgromową, a także kwestie zdrowia i higieny oraz wpływu na środowisko. W 2008 r. nakładem ITB w cyklu Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych ukazał się zeszyt nr 9 Lekka obudowa z płyt warstwowych z serii Instrukcje, wytyczne, poradniki [1]. Zawarto w nim najważniejsze przesłania obowiązującej już od pewnego czasu normy PN-EN 14509:2007, Samonośne płyty warstwowe z rdzeniem z materiału termoizolacyjnego w obustronnej okładzinie z blachy. Wyroby produkowane fabrycznie. Właściwości [2]. Przywołana norma pod koniec października 2009 r. znajdowała się jeszcze na etapie tłumaczenia na język polski. Brak jej polskiej wersji w pewnym stopniu do niedawna rekompensowały poradniki ITB z serii Aprobaty techniczne pt. Zalecenia udzielania aprobat technicznych (ZUAT): Płyty warstwowe z rdzeniem ze sztywnej pianki poliuretanowej w okładzinach z blach metalowych, ZUAT 15/ II.04/2003 [3] oraz Płyty warstwowe z rdzeniem ze styropianu w okładzinach z blach metalowych, ZUAT-15/II.09/2005 [4]. Konsekwencją wprowadzenia tej normy będzie, począwszy od października 2010 r., zaprzestanie wydawania aprobat technicznych na płyty warstwowe przez notyfikowane jednostki badawcze i zastąpienie ich procedurami oceny zgodności wyrobów z normą w postępowaniu na oznakowanie symbolem CE, zgodnie z którymi producent po spełnieniu wszystkich przewidzianych wymagań będzie mógł wystawiać deklarację zgodności na wyroby i sygnować znakiem CE. Istotne informacje zawarte są w przepisach Prawa budowlanego [5], rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [6, 26], oraz rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle rolnicze i ich usytuowanie [7]. Z zagranicznych wydawnictw książkowych zwraca uwagę pozycja Sandwich Panel Construction Rolfa Koschade a [8], wydana także w wersji niemieckiej ( Die Sandwichbauweise ). Niestety, cytowana książka została zredagowana jedynie pod kątem jednego rodzaju rdzenia - z poliuretanu, tymczasem, jak wiadomo, na rynku polskim dostępne są również płyty warstwowe z rdzeniem z wełny

9 8 Płyty warstwowe w sztywnych okładzinach metalowych mineralnej i styropianu, a w normie [2] przywołuje się również polistyren ekstrudowany (XPS), pianki fenolowe (PF) oraz szkło piankowe (CS). Ponadto jej znaczną objętość zajmują szczegółowe opisy produktów wytwarzanych przez sponsorujących tę książkę producentów, którzy są nieobecni na polskim rynku. W literaturze polskiej szerzej o płycie warstwowej w budownictwie traktują: książka Elementy lekkich przekryć i ścian budynków przemysłowych, wydana w 1974 i 1982 r. [9], oraz katalog Lekka obudowa z płyt warstwowych, wydany nakładem Centralnego Ośrodka Badawczo-Rozwojowego BISTYP [10]. Obie publikacje zostały przywołane przez Jerzego Kurzycę w referacie Rozwój konstrukcji oraz technologii produkcji płyt warstwowych w Polsce z przeglądem obiektów realizowanych w tej technologii przez»metalplast«w Obornikach, zamieszczonym w materiałach konferencji naukowo- -technicznej Zastosowanie płyt warstwowych w budownictwie, zorganizowanej w 1995 r. w Poznaniu [11]. Warto w ślad za referującym wymienić nazwiska autorów książki Elementy lekkich przekryć i ścian budynków przemysłowych [9]: Władysław Meuś, Włodzimierz Domińczyk, Olgierd Korycki, Władysław Płoński, Jerzy Pogorzelski, a także do tego grona dołączyć współtwórców katalogu Lekka obudowa z płyt warstwowych [10]: Mariusza Wierzbieńca oraz Ryszarda Rudzińskiego (w redakcji brał udział również Włodzimierz Meuś). Ludzie ci, jak twierdzi Jerzy Kurzyca, stworzyli podstawy teoretyczne i praktyczne systemu lekkich przekryć i ścian w Polsce, w tym, moim zdaniem, także systemu budownictwa z płyt warstwowych. Należałoby do tego grona dołączyć także organizatorów poznańskiej konferencji, w tym skład komitetów naukowego i organizacyjnego. Wymienione publikacje, choć w sposób oczywisty uległy dezaktualizacji, wciąż pozostają cennym źródłem informacji i inspiracji. Opracowana przeze mnie książka adresowana jest głównie do czytelnika mającego ogólne przygotowanie z dziedziny budownictwa. Jej celem jest przedstawienie płyty warstwowej jako wyrobu budowlanego o zwyczajnych i zarazem niezwykłych właściwościach, który w projektowaniu i wykonawstwie traktuje się według schematów odbiegających od tradycyjnego budownictwa murowego. Publikacja w zamyśle popularno-naukowa zawiera elementarne informacje, które mogą być pomocne dla inwestorów, architektów i wykonawców planujących stosowanie tego materiału, inspektorów budowlanych, rzeczoznawców, młodzież zawodowych, średnich i pomaturalnych szkół budowlanych, studiujących na uczelniach technicznych kierunki budownictwa i architektury oraz osób zainteresowanych budownictwem. Podczas kompletowania materiału do książki korzystałem z uwag specjalistów z branży, co z pewnością podniosło jej wartość merytoryczną. Za tę cenną pomoc im wszystkim serdecznie dziękuję. Oddając do rąk Czytelnika tę publikację, mam nadzieję, że w pewnym stopniu przyczyni się ona do podniesienia poziomu wiedzy dotyczącej lekkiego budownictwa wykorzystującego płyty warstwowe w sztywnych okładzinach metalowych. Jacek Sawicki Warszawa, listopad 2009 r. Jacek Sawicki ur. w 1953 r. w Bytomiu. Ukończył Wydział Prawa i Administracji na Uniwersytecie Gdańskim w 1979 r. Od 1999 r. jest redaktorem w Domu Wydawniczym MEDIUM, gdzie publikuje artykuły naukowo-techniczne związane z dziedziną izolacji budowlanych i technicznych w miesięcznikach informacyjno-technicznych IZOLACJE, Rynek Instalacyjny oraz kwartalniku Ekspert Budowlany.

10 1. Początki i rozwój płyty warstwowej Według wzmianek internetowych za moment powstania płyty warstwowej należy uznać 1820 r., kiedy Delau wymyślił materiał konstrukcyjny składający się z dwóch okładzin oddzielonych rdzeniem izolacyjnym. W 1937 r. brytyjska firma lotnicza De Havilland (DH) wykorzystała ten pomysł w konstrukcji słynnych samolotów bojowych Mosquito używanych podczas II wojny światowej. Okładziny w takich płytach wykonywano ze sklejki cedrowej, a rdzeń z gatunków drewna balsa, charakteryzującego się dużą wypornością, wytrzymałością mechaniczną i sprężystością [12]. Autorem pomysłu wykorzystania płyty warstwowej w budownictwie był amerykański architekt Frank Lloyd Wright, przedstawiciel XX-wiecznego modernizmu. W projekcie taniego budownictwa mieszkalnego, które określił hasłem Usonian House (1936 r.), zakładał on zastosowanie ściennych i dachowych elementów płytowych składających się z odpowiednio wytrzymałych okładzin, między którymi miała się znajdować termoizolacja. Pomysł ten nie mógł się jednak sprawdzić z powodu braku odpowiednich materiałów [13]. Ich pojawienie się nastąpiło niebawem. W 1937 r. Otto Bayer odkrył i opatentował reakcję chemiczną umożliwiającą uzyskiwanie spienionych poliuretanów (PUR), a w 1949 r. Friedrich Rudolf Stastny inny materiał spienialny styropian. Dodajmy, że w tamtym okresie już od prawie 100 lat znana była wełna mineralna. W 1952 r. student architektury Alden B. Dow, syn Herberta H. Dowa założyciela koncernu Dow Chemical Company rozwinął myśl swojego nauczyciela F.L. Wrighta i między okładzinami płyty OSB umieścił warstwę styropianu. W 1960 r. spółka Alside wprowadziła wiele istotnych zmian w technologii wytwarzania płyt warstwowych z okładzinami drewnianymi SIP (Structural Insulated Panel), które doprowadziły do znacznego zmniejszenia czasochłonności ich produkcji, dzięki czemu stały się konkurencyjne cenowo dla innych rozwiązań budowlanych. To właśnie ów rok wielu znawców branży uznaje za początek współczesnej ery płyt warstwowych, m.in. ich odmian w okładzinach metalowych. W Polsce pierwsze doświadczenia z konstrukcją i zastosowaniem płyt warstwowych prowadzono w dawnej Katedrze Budowli Komunalnych Politechniki Śląskiej oraz w warszawskim Centralnym Ośrodku Badawczo-Projektowym Budownictwa Przemysłowego Bistyp. Pionierską produkcję na skalę przemysłową uruchomiono w 1963 r. w Zakładach Elementów Wyposażenia Budownictwa w Bystrzycy Górnej k. Świdnicy. Były to płyty w okładzinach azbestowo-cementowych z rdzeniem styropianowym. Jednym z pierwszych znaczących obiektów, w których je zastosowano, jest katowicka hala sportowo-widowiskowa Spodek budowana w latach Niebawem okładziny

11 10 Płyty warstwowe w sztywnych okładzinach metalowych azbestowe z racji szkodliwości zostały zastąpione przez uszlachetnione rodzaje blach stalowych lub aluminiowych, powlekanych rozmaitymi powłokami antykorozyjnymi i lakierami. W latach 70. prężnym ośrodkiem produkcyjnym stały się Oborniki Wielkopolskie, gdzie w 1971 r. powstała Fabryka Lekkich Elementów Obudowy Hal Przemysłowych w Budowie. W 1974 r. uruchomiono tam pierwszą, a w 1975 r. drugą linię produkcyjną płyt warstwowych PW8/B, po czym na bazie majątku tej firmy utworzono Przedsiębiorstwo Państwowe Metalplast. Renoma wyrobów była na tyle znacząca, że mówiono o nich płyty obornickie, a termin ten przyjął się do tego stopnia, że jeszcze do dzisiaj w wielu środowiskach płyty warstwowe określane są tym mianem. Po części wynika to również z tego, iż obecnie w tym regionie z powodzeniem działa kilka znaczących w skali kraju firm producenckich i wykonawczych rekrutujących kadrę, która jeszcze w dawnym zakładzie zdobywała niezbędne doświadczenie. W tamtym okresie płyty warstwowe masowo stosowano przede wszystkim do konstrukcji wielkokubaturowych obiektów przemysłowych (głównie hal produkcyjnych, magazynów, hal fabryk domów ) oraz pawilonów handlowo-usługowych. Reliktami typowymi dla tamtej epoki są nieciekawe architektonicznie realizacje, które dodatkowo cechują się źle dobraną kolorystyką (szare, żółte i niebieskie znormalizowane kubaturowo obiekty handlowo-usługowe typu blaszak ). W latach 90. dzięki przeobrażeniom własnościowym radykalnie zmieniło się podejście do tego materiału: zaistniały w Polsce nowe podmioty wytwórcze, udoskonalono konstrukcje płyt, ich wygląd, technologie montażu itp. Zmiany na rynku przełożyły się na ciekawszą architekturę obiektów wybudowanych w takich systemach. Postęp technologiczny trwa. Jego rezultatem są obecne nie tylko na rynku polskim nowoczesne płyty warstwowe w okładzinach metalowych charakteryzujące się niezawodnością użytkowania, uproszczonym montażem, bardzo dobrymi parametrami cieplnymi, trwałością, estetyką itp. Branżę tworzą producenci, importerzy i dystrybutorzy (w tym niezbędnych elementów uzupełniających do systemów), a także firmy związane z projektowaniem, montażem i nadzorem technicznym wykonanych z płyt warstwowych obiektów budowlanych. Warto nadmienić, że jest to znaczący rynek pod względem liczebności zatrudnionych osób.

12 Niedostępne w wersji demonstracyjnej. Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki w serwisie