I Pojęcia podstawowe
1. Wymień charakterystyki techniczne (z przykładowymi wartościami i jednostkami) dla ścian.
a. GRUBOŚĆ ŚCIANY d [m, cm], np. dla:
Ściany działowej jednowarstwowej z cegły d=12cm
Ściany jednowarstwowej zewnętrznej z termoizolacją d=36-50[cm]
b. IZOLACYJNOŚĆ TERMICZNA, współczynnik przenikania ciepła – U [W/m2*K)]
np. Porotherm 50 P + W z zaprawą zwykłą U= 0,34[W/m2K]
ceramika tradycyjna u=0.22 [W/m2*K)]
bloczek fortis u=0.18 [W/m2*K)]
bloczek Felco U=0.27[W/m2*K)]
c. IZOLACYJNOŚĆ AKUSTYCZNA, wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej) R’w [dB]
np. dla ściany grubości 44cm R’w = 43-47[dB]
dla cegz penej (gr12) R’w = 47 [dB]
pustaka do ścian działowych PD2 (gr12cm) R’w=40 [dB]
d. OPORY DYFUZYJNE ŚCIAN, np. współczynnik oporu dyfuzyjnego dla cegły kratówki: μ = 10 (liczba bezwymiarowa)
e. ODPORNOŚĆ OGNIOWA, np. dla domu z cegły ceramicznej, odporność ogniowa sięga 4[h - godzina], podział na 5 klas (A-E)
f. WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE, np. dla pustaków Porotherm(klasa 10, klasa zaprawy M5) fk = 3,2[MPa],
g. Paroprzepuszczalność (współczynnik oporu dyfuzyjnego Sd [m])
W ścianach o dobrej „oddychalności’ wszystkie warstwy powinny charakteryzować się współczynnikiem o wartości Sd = 1-0,04[m] (odpowiada to przenikaniu przez ściny pary wodnej w ilości 100-1000g/m2/24h przy temperaturze powietrza 23oC i wilgotnoości względnej 85%)
h. Nasiąkliwość n[%], np. 10%
i. Mrozoodporność (wskaźnik N [bez jednostki], oznaczający liczbę cykli zamrażania i rozmrażania.) np. 20 cykli
j. Opór cieplny R[(m2*K)/W], np. Porotherm 30 profi R=1,5[(m2*K)/W],
k. Akumulacyjność cieplna
l. Nośność NRd [Mpa], dla pustaków klasu 10 i zaprawy klasy M5 NRd =3,7[Mpa]
m. Sztywność
n. Odporność na żywioły (czyli zdażenia losowe takie jak pożar, powódź, huragan)
2. Klasyfikacje ścian
Ze względu na nośność ścian
-nośne, przekazują ciężar własny oraz ciężar innych elementów na nich spoczywających ( stropów, ścian wyższej kondygnacji, dachu itp.) a także obciążenia użytkowe budynku, na elementy konstrukcji znajdującej się bezpośrednio pod nimi, np. ściany niższej kondygnacji, fundamenty, belki itp. Wykonywane są jako mury o wysokiej wytrzymałości lub żelbetowe ściany prefabrykowane lub monolityczne i odznaczające się na ogół znacznym ciężarem.
-samonośne nie podpierają stropów i dachu, niosą tylko ciężar własne, przekazują go na elementy budynku, na których spoczywają. Najczęściej przekazują swój ciężar z całej wysokości ściany bezpośrednio na fundamenty. Stosowane są przede wszystkim w budynkach o konstrukcji szkieletowej, wypełniając i jednocześnie usztywniając szkielet budynku
-nienośne nie przejmują obciążeń od przekryć i nie spełniają funkcji usztywniających. Ściany wewnętrzne nienośne o niewielkim ciężarze nazywane są ścianami działowymi. Mogą to być ściany murowane z cegieł lub płyt przeważnie grubości od 12cm. Przy masie poniżej 150kg/m2 ciężar ich nie może być traktowany jako równomiernie rozłożony dodatek do obciążenia użytkowego.
pod względem pełnionej funkcji w budynku:
− konstrukcyjne,
− konstrukcyjno-osłonowe,
− osłonowe,
− działowe;
We względu na wielkość elementu
Elementy murowe:
a) drobnowymiarowe – o masie kilku kilogramów (cegły pełne, i drążone, pustaki) które są układane podczas murowania jedna ręką
b) średniowymiarowe – kilkunasto lub dwudziestokilkukilogramowe (pustaki i bloki pełne) które układane przy murowaniu są oburącz
c) wielkowymiarowe – nadproża, prefabrykowane bloki ścienne które są układane przez kilku murarzy, lub przy użyciu mechanicznego sprzętu
ze względu na material konstrukcji scian
- kamienne
- drewniane
- z tworzyw drewno pochodnych
- ceramiczne
-betonowe lub żelbetowe
-Z lekkich betonow komorkowych
- z wyrobow cementowych, wapiennych i gipsowych
- Ze szkla i wyrobów szklanych
- z tworzyw sztucznych
- o konstrukcji mieszanej wielomateriałowej
ze względu na sposób wykonania:
− murowane,
− monolityczne (bezspoinowe),
− prefabrykowane,
− szkieletowe,
− drewniane wieńcowe;
3. Zasady projektowania ścian – ze względu na nośność, izolacyjność termiczną (współczynnik U i λ oraz e), akustyczność itp.
4. Omów podstawowe kryteria (min. cztery) wpływające na dobór materiałów i konstrukcji ścian w budynku.
wilgotność powietrza - zależy od niej wybór materiału ponieważ nie wszystkie materiały można stosować w dużej wilgotności (np. bloczki gipsowe które mają dużą chłonność) ponieważ materiały stracą swoje właściwości wytrzymałościowe i izolacyjne.
Głębokość posadowienia - zależy od niej dobór materiału ponieważ jeżeli będzie to ściana fundamentowa to nie może być wystawiona z materiałów chłonących wodę ( tracą swoje właściwości wytrzymałościowe) jak i z materiałów drewnianych lub drewnopochodnych. jeżeli ściana znajduje się powyżej poziomu gruntu to może być wykonana z materiałów np. gipsowych albo pustaków powyżej poziomu podciągania kapilarnego( ok. 50cm ponad poziomem gruntu)
Obciążenie jakie ściana ma przenieść – w zależności od tego czy jest to ściana budynku jednorodzinnego czy wielopiętrowy budynek musimy zastosować materiał ścienny o odpowiedniej wytrzymałości na ściskanie. Należy pamiętać o dobraniu materiału o wytrzymałości przekraczającej wartość minimalną potrzebną do przeniesienia obciążeń, gdyż warunki atmosferyczne i inne czynniki mogą po pewnym czasie osłabić zastosowany materiał.
Współczynnik U – konstrukcja ścian musi ściśle odpowiadać kryteriom zawartym w obowiązujących ustawach i zaleceniach ministra. Jednym z takich zaleceń jest, bo współczynnik przewodnictwa cieplnego ścian był nie większy od 0.3 W/m^2 * K.
Finanse – materiałów i rodzai konstrukcji ścian na rynku budowlanym jest bardzo dużo. Dobierając odpowiednią technologię i materiały z których chcemy zbudować ściany należy zwrócić uwagę na cały kosztorys projektu. Dlatego, iż jednym z najczęstszych ograniczeń przy projektowaniu jest ograniczony budżet.
Charakterystyka obszaru – w zależności od miejsca gdzie ma stanąć budynek zastosujemy różne rodzaje konstrukcji jak i materiałów. Przykładowo: na obszarze gdzie mogą pojawić się trzęsienia ziemi zaprojektujemy konstrukcję i dobierzemy materiały tak tak, by całość mogła przetrwać takie trzęsienie ziemi. Na obszarze o podwyższonym ryzyku wystąpienia pożaru, użyjemy takich materiałów i takiego rodzaju konstrukcji ścian by zwiększyć ognioodporność całej konstrukcji.
Współczynnik λ
Trwałość eksploatacyjna
Odpowiednia nośność
Izolacyjność termiczna
Izolacyjność akustyczna
Wykonanie z materiałów nie chłonących wilgoci
Względy estetyczna
Łatwość w montażu
5. Zasady konstruowania ścian warstwowych z materiałów drobnowymiarowych na konkretnych przykładach, ze szczególnym uwzględnieniem nowych materiałów.
Ściana z ceramiki (pustaków, Max lub SZ, cegły kratówki lub pełnej albo klinkierowej) układanych od wewnątrz pomieszczeń i bloków autoklawizowanego betonu komórkowego M700 układanych od zewnątrz. Odstęp między warstwami zależy od rodzaju stosowanego materiału
Z wyrobów wapienno-piaskowych muruje się:
-ściany dwuwarstwowe - wznosi się je z bloczków drążonych murowanych na zaprawę cementowo-wapienną, warstwa nośna takiej ściany ma zwykle 18 lub 25 cm grubości. Natomiast warstwa izolacji termicznej - 12-15 cm.
=ściany trójwarstwowe - warstwa nośna tak samo jak w ścianach dwuwarstwowych ma 18 lub 25 cm. Grubość izolacji jest podobna i wynosi 12-15 cm. Warstwę elewacyjną można wymurować z cegieł (12 cm) lub z kształtek grubości zaledwie 6,5 cm
W ścianach trójwarstwowych warstwa zewnętrzna powinna mieć grubość nie mniejszą niż 70 mm, być trwale połączona z warstwą wewnętrzną (poprzez kotwienie) i ma być podzielona przerwami dylatacyjnymi: co 8m (cegła silikatowa lub betonowa), co 12m (cegła ceramiczna). Jeżeli budynek jest wyższy niż 12m należy ścianę zewn. dzielić przerwą dylatacyjna na dwie lub więcej części o max wysokości 9m każda. Na spodzie warstwy zewn. należy wykonać otwór odprowadzający wodę, która znajdzie się między ścianami. Do ścian wewnętrznych stosuje się wymagania jak do wszystkich ścian konstrukcyjnych.
Przykładowa ściana dwuwarstwowa (rys. 2.4.12a)
Przykładowa ściana trójwarstwowa (rys. 2.4.12b)
6. Zasady wznoszenia (technologia), zakres stosowania ścian wykonawczych z gipsu/ silikatów/ ceramiki poryzowanej/ betonu komórkowego/ keramzytobeton itp.
Wykonywanie murów z różnych materiałów:
– z kamienia wykonuje się mury: nieregularne (dzikie, półdzikie, cyklopowe), półregularne (warstwowe, mozaikowe i rzędowe) oraz regularne (z ciosów i z bloczków); układa się je na glinie oraz zaprawach: cementowo-wapiennej i cementowej;
– z betonu komórkowego (gazobetonu) – zewnętrzne ściany nośne wykonuje się z bloczków, łącząc je spoinami pionowymi i poziomymi na zaprawie ciepłochronnej lub klejowej; mury z bloczków z wyprofilowanymi powierzchniami bocznymi układa się bez wypełniania zaprawą spoin pionowych; w każdej kolejnej warstwie spoiny pionowe powinny być przesunięte co najmniej 6 cm w stosunku do warstwy poprzedniej. Jeśli mur wykonuje się
– z keramzytobetonu – układa się podobnie jak z betonu komórkowego, zaleca się zbroić specjalnymi drabinkami stalowymi układanymi, w co trzeciej warstwie muru; elementem izolacyjnym, oprócz pustki powietrznej, mogą być wkładki styropianowe; mają dobrą izolacyjność termiczną i akustyczną, są paroprzepuszczalne i ognioodporne; muruje się je na zaprawie ciepłochronnej grubości 5÷10 mm;
Ściany z pustaków - obok dobrej izolacyjności cieplnej i akustycznej - są paroprzepuszczalne i ognioodporne, a przy tym nie są kruche ani nasiąkliwe. Można je murować (używając zaprawy ciepłochronnej) na spoiny pionowe i poziome lub tylko na spoiny poziome, bowiem pustaki na ściany zewnętrzne mają boczną powierzchnię wyprofilowaną na "pióro i "wpust". W bloczkach z wkładką styropianową warstwy ocieplające są tak ukształtowane, by nie powstawały "mostki" termiczne. Dwie warstwy styropianu dochodzą do krawędzi bloczka, dzięki czemu nie ma przerw w izolacji na stykach sąsiadujących elementów. Ściany takie muruje się na cienkościennej zaprawie ciepłochronnej.
W bloczkach keramzytobetonowych ocieplanych styropianem powierzchnie boczne są profilowane na zamek. Podczas murowania dokładnie wypełnia się je zaprawą ciepłochronną, aby później nie uciekało przezeń ciepło. Wykończenie ściany keramzytowej można wykonać w dowolny sposób, np. okrywając ją tynkiem cementowo-wapiennym.
-z ceramiki poryzowanej – wznoszenie ścian: pozioma izolacja przeciwwilgociowa pomiędzy podłożem (fundamentem) a 1. Warstwą pustaków; murowanie rozpoczyna się od naroży; pustaki układa się na zaprawie zwykłej; ze spoinami poziomymi grubości do 12 mm, natomiast z pustaków łączonych na kieszenie zaprawa powinna wypełnić również wszystkie kieszenie; należy stosować gotowe zaprawy. Zaletami ścian z ceramiki poryzowanej są: dobra izolacyjność cieplna dzięki procesowi poryzacji oraz specjalnie zaprojektowanemu kształtowi i układowi drążeń, wysoka wytrzymałość elementów, szeroki asortyment pustaków i elementów uzupełniających pozwala na wykonanie ścian w sposób szybki i prosty, bez konieczności cięcia elementów, mała liczba elementów na 1 m² muru;
- z trocinobetonu: do wznoszenia budynków do 3. kondygnacji; pustaki w czasie wznoszenia pełnią rolę szalunków traconych, a w eksploatacji rolę izolacji termicznej i akustycznej; otwory konstrukcyjne napełnia się betonem, co najmniej B10, a pozostałe pozostawia się puste lub wypełnia materiałem termoizolacyjnym; pierwsza wartwa układana jest na wypoziomowanej zaprawie cementowej; pozostałe warstwy układane na sucho bez zaprawy, lub na zaprawie ciepłochronnej; pustaki układane mijankowo, przesunięcie o 2/3 lub 1/3 długości
– pustaki i płyty gipsowe – pustaki można stosować w ścianach nośnych, a płyty do wykonywania ścian działowych; mają dobrą izolacyjność termiczną i zdolność akumulacji ciepła, dużą odporność ogniową, niską wytrzymałość i dużą nasiąkliwość; układa się tak, aby powstał system kanałów, które wypełnia się materiałem izolacyjnym (gipsem spienionym lub wkładkami styropianowymi); można je wzmacniać konstrukcyjnie słupami betonowymi, żelbetowymi zabezpieczonymi izolacją termiczną;
– z silikatów – wykonuje się głównie mury warstwowe, murowane na spoiny cienkowarstwowe i połączenia pionowe wpust-wypust (wznoszenie murów z silikatów jest mało pracochłonne, a zużycie zapraw przy murowaniu i tynkowaniu - mniejsze); można z nich wykonać zarówno warstwę nośną jak i elewacyjną, która nie wymaga tynkowania (gładka, odporna na działanie deszczu i mrozu), mogą być barwione; cegły pełne o wymiarach
250x120x65 mm i 250x120x104 mm, bloczki drążone – 250x220x120 mm, 250x138x120 mm i 250x 250x220 mm.
7. Zasady konstruowania ścian ze szczeliną wentylowaną.
-warstwą konstrukcyjną (nośną) jest ściana wewnętrzna, której grubość należy przyjąć na odstawie żądanej wytrzymałości muru na ściskanie i obliczeń statystycznych
-murowana ściana osłonowa nie może być obciążona stropami, wysokość ściany osłonowej, przy całkowitym jej oparciu, nie powinna przekraczać 12m. Odstęp ściany odłonowej od nośnej wynościć może max. 12cm.
-termoizolację montuje się za pomocą kotew z krążkami dystansowymi, pozwalającymi docisnąć warstwę termoizolacyjną do wewnętrznej ściany konstrukcyjnej
-szczelina powietrzna powinna mieć otwory nawiewu i wywiewu powietrza. Łączny przekrój otworów nawiewnych (przy cokole) i wywiewnych (przy okapie) powinien wynosić 1/1500 powierzchni całej ściany
-zewnętrzna ściana osłonowa musi mieć poziome i pionowe przerwy dylatacyjne, dające możliwość nieskrępowanych zmian długości tej samej ściany we wszystkich kierunkach, wynikających ze zmian temperatury
-w celu odprowadzenia na zewnątrz wody, która ewentualnie przeniknie przez warstwę zewnętrzną muru, należy pozostawić w warstwie zewnętrznej muru otwory i wykonać fartuch z papy bitumicznej na zaprawie cementowej w miejscu podparcia ściany osłonowej na ścianie fundamentowej lub innej podporze oraz nad nadprożami okiennymi.
8. Ściany jednorodne i warstwowe – porównanie
Rys. 5-1. Ściana zewnętrzna: a) jednowarstwowa, b) dwuwarstwowa, c) szczelinowa
Ściany jednomateriałowe jednorodne mogą być wykonywane z cegieł ceramicznych, pustaków ceramicznych, bloczków gazobetonowych, cegieł wapienno-piaskowych, bloków wapienno-piaskowych drążonych itp. Wymienione materiały, z uwagi na dużą wytrzymałość na ściskanie, mogą być stosowane w ścianach nośnych i samonośnych a przy wystarczającej izolacyjności cieplnej w ścianach zewnętrznych.
Ściany warstwowe składają się z dwóch lub więcej warstw, przy czym jedne warstwy spełniają tylko funkcję konstrukcyjną, a inne tylko termoizolacyjną. Przy poprawnym rozwiązaniu materiałowym, takie rozdzielenie funkcji czyni ściany warstwowe lżejszymi od ścian jednomateriałowych, mają też lepszą izolacyjność cieplną przy stosunkowo małej grubości, co osiąga się przez ocieplenie ich efektywnymi materiałami izolacyjnymi
9. Technologie wznoszenia ścian murowanych „na mokro”, „na sucho” (pustaki zasypowe), w deskowaniu traconym.
„Na mokro”
Mury z pustaków zasypowych (XX< EF< BSP) wznosi się na sucho bez używania zaprawy. Po wykonaniu dwóch warstw muru otwory w pustakach wypełnia się zasypką z lekkich kruszyw izolacyjnych (żużel, keramzyt itp.) zmieszana, ewentualnie ze spoiwem (cement, gips) w celu jej ustabilizowania. W przypadku pustaków BSP otwory wypełnia się po ułożeniu każdej warstwy muru.
Deskowanie tracone – to element, który po ułożeniu mieszanki betonowej pozostaje w konstrukcji (można go wykorzystać jednorazowo). Stosuje się:
-kształtki styropianowe – służą jednocześnie jako ocieplenie przegrody, są prefabrykowane, a więc gotowe do użycia, mają niewielki ciężar, kształtem i konstrukcją przypominają klocki lego, to wszystko bardzo ułatwia ich układanie. Ułożone elementy z rozmieszczonym zbrojeniem wypełnia się betonem o konsystencji plastycznej lub półpłynnej. Technologia ta występuje w systemach: Izodom, Styrosystem, Thermomur
-kształtki z keramzytobetonu-zalewane mieszanką betonową, struktura elementu ułatwia przenikanie pary wodnej na zewnątrz przegrody, wymagają termoizolacji.
-płyty zrębkowo-cementowe – produkowane z zastosowaniem odpadków drewnopochodnych, ustawia się je pionowo na fundamentach i zszywa poszczególne segmenty klamrami, pozostawiając między nimi przestrzeń do wypełnienia betonem
-panele polimerowe- mają budowę kanałową, pręty zbrojeniowe kotwi się do fundamentu i ustawia pionowo, wymagają dodatkowej termoizolacji.
10. Systemy wznoszenia ścian murowych.
Uni, Max, Eder, Thermopor, Porotherm, Krotherm, Poromur, Poroton, TeknoAmerBlok, Felco, Sova, Ytong, Silka, Fortis, Alfa, Optiroc, Kintherm.
System Ytong to zestaw produktów z betonu komórkowego, pozwalających na wykonanie kompletnego budynku w stanie surowym, bez konieczności stosowania innych materiałów budowlanych i rozwiązywania skomplikowanych styków technologicznych pomiędzy nimi. W skład systemu wchodzą elementy ścienne, płyty stropowe i dachowe, gotowe nadproża, kształtki U do wykonywania nadproży żelbetowych, elementy docieplenia wieńca, zaprawy oraz specjalistyczne narzędzia do obróbki betonu komórkowego. Bloczki ścienne produkowane są we wszystkich niezbędnych klasach wytrzymałości. Mury z bloczków z betonu komórkowego YTONG z cienkimi spoinami mogą być stosowane jaki ściany konstrukcyjne, które przenoszą w budynku wszystkie obciążenia. Mogą też być stosowane jako ściany usztywniające oraz jako ściany wypełniające w konstrukcjach szkieletowych. Ściany zewnętrzne z bloczków YTONG są z reguły ścianami jednorodnymi, ale można je również wykonywać jako przegrody warstwowe. Jednorodne materiałowo ściany zewnętrzne z betonu komórkowego nie wymagają dodatkowego docieplenia ponieważ spełniają wymagania obowiązujących przepisów o ochronie cieplnej budynku i zapewniają dobrą i zgodną z normami ochronę akustyczną.
System Porotherm, pustaki ścienne z ceramiki poryzowanej: Porotherm 44Si Nowy, Porotherm 38 Si, Porotherm 50 P+W, Porotherm 44 P+W Nowy, Porotherm 38 P+W, Porotherm 44 Profi są podstawowymi produktami syst...
tomu134