Wymogi techniczne stawiane konstrukcjom balkonów

Po określeniem funkcji, jaką konstrukcja balkonu ma pełnić, drugim równie ważnym warunkiem prawidłowego zaprojektowania omawianych konstrukcji balkonowych jest ich wykonawstwo zgodne ze sztuką budowlaną. Te dwa procesy - projektowanie i wykonawstwo - muszą ze sobą współgrać.

Balkon może być zaprojektowany jako wspornikowy: płyta lub ustrój belkowo-płytowy, a także jako podwieszany oraz oparty na konstrukcji dostawianej (słupach lub ścianach).

Rozwiązanie konstrukcyjne balkonu powinno uwzględniać wszystkie czynniki oddziałujące na połać (obciążenia stałe, zmienne, termiczne, wilgocią). Konieczne jest:

• zapewnienie przeniesienia obciążeń działających na konstrukcję,
• zabezpieczenie przed wnikaniem wód opadowych w konstrukcję balkonu,
• zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania osobom korzystającym z balkonu,
• wyeliminowanie mostków termicznych na styku płyty nośnej ze ścianą.
• Boki i spód płyty balkonowej należy także zabezpieczyć przed oddziaływaniem czynników atmosferycznych np. za pomocą wymalowań ochronnych.

Projektowanie balkonów ze względu na wymagania cieplno­-wilgotnościowe

Rozwiązanie projektowe powinno wyeliminować niebezpieczeństwo miejscowego przemarzania ścian i stropu przy wieńcu, a także kondensacji wilgoci w obszarze mostka termicznego i pojawienia się np. grzybów pleśniowych.

Zgodnie z wymaganiami rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], należy tak projektować przegrodę, aby na jej wewnętrznej powierzchni nie występowała kondensacja pary wodnej umożliwiająca rozwój grzybów pleśniowych. Należy to wykonać zgodnie z normą PN-EN ISO 13788:2003 [2].

Rozwój grzybów pleśniowych najwcześniej uwidacznia się w obszarze występowania przynajmniej dwóch liniowych mostków termicznych (np. na styku ściany i stropu, w narożniku pomieszczenia). Oznacza to, że istotny wpływ może tu mieć izolacyjność cieplna ścian zewnętrznych przy balkonie oraz sposób zamocowania płyty balkonowej.

Rozwiązaniem problemu jest:

• zastosowanie łączników izotermicznych pozwalających na odsunięcie wspornikowej płyty balkonowej od wieńca stropu i wypełnienie tej przestrzeni systemowym materiałem termoizolacyjnym; momenty zginające oraz siły ścinające przenoszone są przez specjalnie ukształtowane wkładki zbrojeniowe,
• wykonanie kompletnego docieplenia płyty balkonowej (od góry oraz od spodu),
• zaprojektowanie balkonu jako konstrukcji opartej na ścianach/słupach.

W wypadku kompletnego docieplenia płyty balkonowej (od góry oraz od spodu) konstrukcję należy traktować identycznie jak taras nad pomieszczeniem.

Projektowanie balkonów ze względu na obciążenie wilgocią

Niezależnie od rodzaju konstrukcji stosuje się rozwiązanie z uszczelnieniem zespolonym lub drenażowym odprowadzeniem wody (RYS. 1 i RYS. 2) [3].

Powierzchniowy sposób odprowadzenia wody wymaga wykonania uszczelnienia zespolonego (podpłytkowego) i okładziny ceramicznej lub z kamieni naturalnych (RYS. 1). Istotą tego rozwiązania jest niedopuszczenie do penetracji wilgoci i wody w głąb jastrychu.

Drenażowy sposób odprowadzenia wody zakłada możliwość wnikania wody opadowej w warstwy wierzchnie (użytkowe) konstrukcji. Polega na odprowadzeniu wody opadowej zarówno po powierzchni użytkowej (okładzinie ceramicznej), jak i przez specjalną warstwę drenującą (RYS. 2).

Może tu być wykorzystany układ tradycyjny, w którym termoizolacja chroniona jest przez hydroizolację, albo odwrócony, charakteryzujący się tym, że hydroizolacja chroniona jest przez termoizolację. Spadek połaci balkonu powinien wynosić 1,5-2%.

Uszczelnienie zespolone (podpłytkowe) w balkonach z powierzchniowym odprowadzeniem wody

Do wykonania uszczelnienia zespolonego stosuje się:

• elastyczne szlamy (mikrozaprawy) uszczelniające,
• maty lub folie uszczelniające.

Wymagania stawiane szlamom przez normę PN-EN 14891:2012 [4] podano w TABELI.

Wymagania podstawowe muszą być zawsze spełnione, wymagania dodatkowe dotyczą tylko takich warunków użytkowania, w których wymagany jest podwyższony poziom wymagań podstawowych (stanowią one jednocześnie dodatkową informację o właściwościach wyrobów) - istotne mogą być wymagania dotyczące mostkowania pęknięć w niskiej i/lub bardzo niskiej temperaturze.

Jeżeli stosuje się szlamy mające aktualną aprobatę techniczną pozwalającą na takie zastosowanie, wiążące są, jeśli chodzi o parametry, wymagania aprobaty.

Ze względu na wymagania stawiane klejom do okładzin ceramicznych, niezależnie od minimalnych wymagań dotyczących przyczepności zawartych w normie lub aprobacie, należy stosować jedynie szlamy o przyczepności porównywalnej z 1 MPa.

Warstwą użytkową przy uszczelnieniu zespolonym są płytki ceramiczne o wymiarach nie przekraczających 33×33 cm, o niskiej nasiąkliwości (nie przekraczajacej 3% - zalecane 0,5%), klasa BIa lub AIa, wg [5], klejone na kleju klasy min. C2 S1 wg [6], spoinowane zaprawą spoinującą o podwyższonych wymaganiach - CG2 WA (w ostateczności CG2 W) wg [7]. Szerokość spoin nie może być mniejsza niż 5 mm (dla dużych płytek 7-8 mm).

Nie zaleca się stosowania do uszczelnienia podpłytkowego polimerowych, dyspersyjnych mas uszczelniających (tzw. folii w płynie).

Wymagania stawiane matom i foliom uszczelniającym (wraz z klejem mocującym materiał do podłoża) podane są w aprobacie technicznej lub innym dokumencie odniesienia.

Izolacja wodochronna w balkonach z drenażowym odprowadzeniem wody

Do wykonywania izolacji wodochronnej stosuje się:

• rolowe materiały bitumiczne (papy, membrany samoprzylepne) zgodne z normą PN‑EN 13707:2006 [8] lub PN-EN 14967:2007 [9] albo mające aktualną aprobatę techniczną,
• wyroby rolowe z tworzyw sztucznych i kauczuku (membrany) zgodne z normą PN‑EN 13956:2005 [10] lub PN-EN 14909:2007 [11] albo mające aktualną aprobatę techniczną,
• polimerowo-bitumiczne, grubowarstwowe masy uszczelniające (masy KMB) [12, 13]; powłoka wodochronna musi mieć grubość 4 mm po wyschnięciu i być wykonywana z wkładką zbrojącą, np. z siatki z włókna szklanego,
• elastyczne szlamy mineralne zgodne z normą PN-EN 14891:2009 [4] (tabela),
• maty i folie uszczelniające.

Wariant z drenażowym odprowadzeniem wody wymaga zastosowania systemowych obróbek blacharskich z otworami umożliwiającymi odprowadzenie wody poza połać.

Warstwą użytkową mogą być dekoracyjne płyty betonowe lub kamienne ułożone na płukanym kruszywie lub podstawkach dystansowych, warstwa płukanego kruszywa lub płytki ceramiczne na jastrychu wodoprzepuszczalnym (to ostatnie rozwiązanie stosuje się bardzo rzadko).

Projektowanie balkonów ze względu na obciążenia termiczne

Najbardziej narażona na oddziaływania termiczne jest warstwa użytkowa, w układzie z uszczelnieniem zespolonym - okładzina ceramiczna lub z kamieni naturalnych, elastyczna zaprawa uszczelniająca, klej do okładzin oraz warstwa jastrychu (elementy te należy rozpatrywać łącznie), w układzie z drenażowym odprowadzeniem wody - okładzina ceramiczna lub z kamieni naturalnych, klej do okładzin oraz jastrych wodoprzepuszczalny.

Dobowy gradient temperatury (latem) dochodzi do 50°C, roczny do 100°C, co wymaga odpowiedniego zdylatowania powierzchni.

Według instrukcji ITB nr 344/2007 [14] oraz "Warunków technicznych wykonania i odbioru robót", część C: "Zabezpieczenia i izolacje", zeszyt 4: "Izolacje wodochronne tarasów" [15] maksymalny rozstaw dylatacji wynosi od 1,5×1,5 m do 2×2 m.

Niemieckie wytyczne ZDB "Außenbeläge. Belagkonstruktionen mit Fliesen und Platten außerhalb von Gebäuden" [3] uzależniają to od rodzaju płytek, elastyczności kleju oraz lokalizacji konstrukcji i obciążeń na nią działających i podają rozstaw szczelin dylatacyjnych wielkości 2-5 m.

Należy rozróżnić następujące rodzaje dylatacji:

• konstrukcyjna budynku,
• brzegowa (obwodowa, skrajna),
• strefowa (pośrednia),
• kontrolna,
• montażowa.

Dylatacje jastrychu muszą być ściśle skorelowane z dylatacjami w okładzinie ceramicznej - zagadnienie to należy rozpatrywać łącznie.

Dylatacje strefowe jastrychu i okładziny ceramicznej przechodzą przez oba elementy konstrukcji oraz uszczelnienie zespolone (podpłytkowe) i muszą mieć tę samą szerokość oraz idealnie się pokrywać.

Układ dylatacji należy tak zaprojektować, aby zapewnić najwyższą estetykę okładziny ceramicznej (w wypadku dużych tarasów, o skomplikowanych kształtach, wymaga to uwzględnienia już na etapie projektu układu płytek na powierzchni).

Masy do wypełnień dylatacji należy tak dobierać, aby zmiana szerokości szczeliny dylatacyjnej nie była większa niż zdolność masy do przenoszenia odkształceń, która jest określana przez zdolność ruchu.

Parametr ten jest wyznaczany na podstawie zdolności masy do przenoszenia odkształceń wyrażonych w procentowej zmianie szerokości szczeliny w odniesieniu do jej szerokości w momencie nakładania masy; odnosi się on do względnej zmiany szerokości szczeliny.

Względną zmianę szerokości szczeliny D można obliczyć ze wzoru:

gdzie:

Δ - względna zmiana szerokości szczeliny [%],

Δs = α ∙ L ∙ Δt ∙ 1000 - przemieszczenie boków szczeliny [mm],

α - współczynnik rozszerzalności liniowej (zaprawy cementowej lub betonu),

B - szerokość szczeliny dylatacyjnej [mm]

L - długość niezdylatowanego odcinka [m],

Δt - zmiana temperatury [°C].

Przy rozstawie dylatacji większym niż 3 m konieczne jest obliczeniowe sprawdzenie, czy materiał wypełniający dylatację jest w stanie przenieść zmiany jej szerokości.

Zdylatowana powierzchnia powinna mieć kształt kwadratu lub prostokąta o proporcjach długości boków nie większych niż 2:1. Należy dylatować także każdą zmianę kierunku pola.

Do wypełnień dylatacji stosuje się odporne na czynniki atmosferyczne masy na bazie silikonów, poliuretanów lub znacznie rzadziej wielosiarczków (tiokoli). Szerokość dylatacji strefowych i brzegowych nie powinna być mniejsza niż 8 mm (zalecana wielkość: 10 mm).

Ostateczny rozkład pól dylatacyjnych zależy od konstrukcji i kształtu tarasu, jego lokalizacji i położenia względem stron świata, zastosowanej okładziny ceramicznej (zwłaszcza jej koloru), jednak miarodajna jest zawsze dokładna analiza, określająca zakres swobodnych odkształceń termicznych materiału.

Dylatować należy powierzchnię okładziny oraz, jeżeli wynika to z innych przesłanek, warstwę spadkową lub płytę konstrukcyjną.

Do uszczelnienia zespolonego, w miejscu przebiegu dylatacji w okładzinie, w szlam należy wkleić taśmę uszczelniającą.

W odniesieniu do innych materiałów trzeba stosować rozwiązanie zalecane przez producenta systemu.

Projektowanie balkonów ze względu na bezpieczeństwo użytkowania

Powierzchnia tarasu ze względu na narażenie na oddziaływanie wody (opady atmosferyczne) powinna być antypoślizgowa (dotyczy to szczególnie płytek ceramicznych).

Wobec braku szczegółowych polskich zaleceń można korzystać z niemieckich wytycznych BGR 181 [16], które wymagają klasy antypoślizgowości R 11 albo klasy antypoślizgowości R 10 i przestrzeni wypełnienia V4.

Należy obowiązkowo zapewnić możliwość usunięcia wody z powierzchni tarasu przez nadanie jej odpowiedniego spadku o wielkości 1,5–2% (minimalny spadek to 1%).

Spadek połaci powinien być nadany przez odpowiednie zaprojektowanie płyty nośnej lub wykonanie warstwy spadkowej. Warstwę spadkową należy wykonać z:

• jastrychu cementowego klasy min. C20 zgodnego z normą PN-EN 13813:2003 [17], układanego na warstwie sczepnej,
• betonu klasy min. C16/C20 według normy PN-EN 206-1:2003 [18], układanego na warstwie sczepnej,
• zapraw naprawczych, np. typu PCC (znacznie rzadziej CC) z systemów naprawy konstrukcji betonowych i żelbetowych, klasy min. R2 zgodnie z normą PN-EN 1504‑3:2006 [19] lub z innymi dokumentami odniesienia (aprobatą techniczną), o wytrzymałości na ściskanie przynajmniej 15 MPa, układanych na systemowej warstwie sczepnej.

Parametry wytrzymałościowe betonu płyty i materiału warstwy spadkowej muszą być porównywalne. Do tradycyjnych betonów i zapraw powinno się dodawać modyfikatory polimerowe (np. na bazie butadienu-styrenu). Minimalna (w najcieńszym miejscu) grubość takiej warstwy spadkowej powinna wynosić 3 cm.

Jeżeli jastrych spadkowy wykonywany jest z suchej zaprawy zarabianej czystą wodą, jego grubość powinna wynosić min. 1 cm, o ile producent nie zaleca inaczej.

Grubość w najcieńszym miejscu warstwy spadkowej wykonanej z zapraw typu PCC zależy od wytycznych producenta dotyczących zastosowanej zaprawy.

Jako warstwę sczepną można stosować zaprawy z systemów napraw konstrukcji żelbetowych lub emulsje polimerowe dodawane do wody zarobowej (wiążące są wytyczne producenta materiału przeznaczonego na jastrych spadkowy). Warstwy sczepnej nie wykonuje się, gdy warstwą spadkową jest zaprawa PCC grubości do 5 mm.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2002 r. nr 75, poz. 690, ze zm.).
2. PN-EN ISO 13788:2003, "Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej dla uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji międzywarstwowej. Metody obliczania".
3. ZDB, "Außenbeläge. Belagkonstruktionen mit Fliesen und Platten außerhalb von Gebäuden", VII 2005.
4. PN-EN 14891:2012, "Wyroby nieprzepuszczające wody stosowane w postaci ciekłej pod płytki ceramiczne mocowane klejami. Wymagania, metody badań, ocena zgodności, klasyfikacja i oznaczenie".
5. PN-EN 14411:2013-04, "Płytki ceramiczne. Definicje, klasyfikacja, charakterystyki, ocena zgodności i znakowanie".
6. PN-EN 12004:2008, "Kleje do płytek. Wymagania, ocena zgodności, klasyfikacja i oznaczenie".
7. PN-EN 13888:2010, "Zaprawy do spoinowania płytek. Wymagania, ocena zgodności, klasyfikacja i oznaczenie".
8. PN-EN 13707:2006+A2:2009, "Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby asfaltowe na osnowie do pokryć dachowych. Definicje i właściwości".
9. PN-EN 14967:2007, "Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby asfaltowe do poziomej izolacji przeciwwilgociowej. Definicje i właściwości".
10. PN-EN 13956:2005, "Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do pokryć dachowych. Definicje i właściwości".
11. PN-EN 14909:2007, "Elastyczne wyroby wodochronne. Wyroby z tworzyw sztucznych i kauczuku do poziomej izolacji przeciwwilgociowej. Definicje i właściwości".
12. "Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtung von Bauteilen mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) - erdberührte Bauteile", Deutsche Bauchemie e.V., 2001.
13. "Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtung mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) - erdberührte Bauteile", Deutsche Bauchemie e.V., 2010.
14. Instrukcja nr 344/2007, "Zabezpieczenia wodochronne tarasów i balkonów", ITB, Warszawa 2007.
15. "Warunki techniczne wykonania i odbioru robót”, część C: "Zabezpieczenia i izolacje", zeszyt 4: "Izolacje wodochronne tarasów", ITB, Warszawa 2004.
16. BGR 181, "Fußböden in Arbeitsräumen und Arbeitsbereichen mit Rutschgefahr. Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften", X 2003.
17. PN-EN 13813:2003, "Podkłady podłogowe oraz materiały do ich wykonania. Materiały. Właściwości i wymagania".
18. PN-EN 206:2014-04, "Beton. Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność".19. PN-EN 1504-3:2006, "Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych. Definicje, wymagania, sterowanie jakością i ocena zgodności. Część 3: Naprawy konstrukcyjne i niekonstrukcyjne".

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!