Vonkajšie omietky kontaktných zatepľovacích systémov

 

Konštrukcia

 

Pri uplatnení omietnutej vonkajšej tepelnoizolačnej vrstvy sa na vonkajšiu stranu obvodového plášťa lepia tepelno-izolačné dosky (obr. 1), ktoré sa v ďalších pracovných krokoch omietnu. Obr. 2 až 5 ukazujú postup prác za typických podmienok na stavbe. Na obr. 2 je hrubá stavba pre nalepením tepelnoizolačných dosiek. Pretože vonkajšia tepelnoizolačná vrstva kompletne „zabalí“ obvodový plášť, systém vylučuje existenciu tepelných mostov. Nosné obvodové steny, ktoré nemajú tepelnoizolačnú funkciu, sa teda môžu navrhovať iba na základe čisto statických požiadaviek.

Túto voľnosť dokumentuje obr. 2 – obvodová stena prízemia je z betónu, na prvom poschodí sa použili pálené tehly s vyššou pevnosťou ako na ostatných vyšších poschodiach, do veľmi zaťažených nároží v obvodovom murive sa na 1. a 2. poschodí zabudoval betónový stĺpik, ktorý v 3. a 4. poschodí vystriedal tehlový pilier. Obr. 3 znázorňuje stav po pripevnení tepelno-izolačných dosiek a obr. 4 po aplikácii výstužnej omietky. Na výstužnú omietku sa nanáša základný náter a nakoniec sa aplikuje povrchová omietka. (obr. 5).

 

       

           

            Omietané vonkajšie tepelnoizolačné vrstvy sa ponúkajú na trhu ako zatepľovací systém. Zhotoviteľská firmy odoberá od vlastníka systém s navzájom zosúladenými materiálmi a pri aplikácii sa riadi technickými smernicami vlastníka zatepľovacieho systému.

 

            Systémy sa v zásade odlišujú materiálom tepelnoizolačných dosiek a omietkou. Medzi tepelnoizolačnými doskami prevládajú dosky z expandovaného penového polystyrénu. Okrem toho sa používajú dosky z minerálnych vláken a korkové dosky. Pri omietkach sa rozlišujú tenkovrstvové a hrubovrstvové omietky. Tenkovrstvové omietky sú disperzné alebo sú zušľachtené umelými živicami, ich hrúbka je 3 až 5 mm. Hrubovrstvové omietky sú vyrobené na báze minerálnych spojív a sú hrubé približne 8 až 20 mm.

 

            Tenkovrstvové omietky sa aplikujú na dosky z penového polystyrénu a hrubovrstvové omietky sa kombinujú najmä s minerálnovláknitými doskami a okrem toho aj s korkovými a plystyrénovými doskami.

 

            Tenkovrstvové omietky sa nanášajú vždy v dvoch vrstvách a obsahujú minimálne 2 mm hrubú polymércementovú výstužnú omietku alebo omietku „zušľachtenú“ umelými živicami, ktorá je vystužená sklotextilnou mriežkou. Na výstužnú omietku sa vždy aplikuje základný náter, ktorý má priaznivý vplyv na priľnavosť povrchovej omietky. Povrchová omietka je buď na báze syntetických živíc (disperzná omietka), alebo na báze minerálov (silikátová omietka alebo ušľachtilá omietka). Najnovšie sa ako povrchové omietky ponúkajú aj silikónové omietky.

 

            Hrubovrstvové omietky sa nanášajú v dvoch alebo troch vrstvách. Dvojvrstvové systémy tvorí 5 až 15 mm hrubá minerálna výstužná omietka, ktorá je vystužená sklotextilnou mriežkou. Povrchová omietka býva na minerálnej báze (silikátová omietka, resp. ušľachtilá omietka), ale sú aj disperzné povrchové omietky. Trojvrstvové systémy tvorí postrek cementovou maltou, minerálna výstužná omietka a povrchová omietka na báze minerálov alebo disperzií. Sklotextilná mriežka sa vkladá buď do postreku cementovou maltou, alebo do výstužnej omietky.

 

            Ak je povrch nosný a čistý, tepelnoizolačné dosky sa lepia pomocou vhodného lepiaceho materiálu. Pri sanácii starých budov a v prípade, že sa nedá zaručiť trvalá prídržnosť lepiaceho materiálu na podklade, tepelnoizolačné dosky sa pripevňujú mechanicky pomocou plastových rozperných kotiev alebo profilov vkladaných do drážok.

 

            Omietnuté vonkajšie tepelnoizolačné vrstvy predstavujú relatívne nové konštrukcie, ktorých vznik umožnili až moderné tepelnoizolačné materiály a nové receptúry maltových zmesí. Ich najväčšími výhodami sú, že fasáda je bez tepelných mostov a má pomerne nízke náklady na údržbu, najmä pri sanácii starých budov. Najdôležitejšie zásady obsahuje norma SIA 243 Omietnutá vonkajšia tepelnoizolačná vrstva (1988). Ďalšie informácie možno získať z technických listov jednotlivých vlastníkov zatepľovacích systémov.

 

            Zásadné problémy

 

            Pri kontaktných zatepľovacích systémoch sa vyskytujú dva základné problémy dané systémom. Prvý problém vyplýva z toho, že vonkajšia omietka sa aplikuje na veľmi mäký podklad. Druhý problém je spojený s tým, že vrstva omietky sa môže rýchlo a veľmi výrazne zohriať a ochladiť. Spôsobené je to na jednej strane malým objemom a na druhej strane nízkou tepelnou vodivosťou nosiča omietky. Merania na kontaktných zatepľovacích systémoch ukázali, že omietka sa vplyvom slnečného žiarenia zohreje vysoko nad teplotu vzduchu a naopak za jasných nocí klesne jej teplota pod teplotu vzduchu (obr. 6)

 

            Vonkajšie zóny tepelnoizolačných dosiek kopírujú teplotu omietky s časový posunom. Vo fáze chladnutia to môže spôsobiť, že omietka bude chladnejšia ako podklad, na ktorom je nanesená. V dôsledku toho vznikajú ťahové napätia a hrozí vznik trhlín v omietkovej vrstve. Úlohou výstuže omietky je obmedziť šírku trhlín tak, aby namiesto jednej veľkej trhliny vo výstužnej vrstve vzniklo mnoho malých paralelných trhlín, ktoré môže preklenúť povrchová omietka bez toho, aby popraskala.

 

            Na vonkajších zatepľovacích systémoch s minerálnymi omietkami je nebezpečenstvo vzniku trhlín hneď po vyhotovení. Preto sa musia tieto omietky chrániť pred nadmerným vysychaním použitím prísad, ktoré viažu vodu, a pri omietaní musia byť priaznivé poveternostné podmienky. Ak sa kritická začiatočná fáza prekoná bez vzniku trhlín, pri zmrašťovaní sa napätie zmiernením deformácie postupne zníži. Omietka sa „uvoľní“ a v porovnaní s disperznou omietkou má tú výhodu, že jej materiálové vlastnosti nie sú ovplyvnené zmenami teploty. Minerálna omietka v zatepľovacom systéme sa teda pôsobením teplotných zmien počas dňa pri namáhaní prejavuje primárne pružne. Cez deň vznikajú v omietke pri ohrievaní (neškodné) tlakové napätia. Pri nočnom ochladení tieto tlakové napätia najprv klesnú na nulu, a až potom vznikajú ťahové napätia. Z toho vyplýva, že iba asi polovica teplotných rozdielov medzi dňom a nocou spôsobuje namáhanie.

 

            Pri vonkajšom zateplení disperznými omietkami je zmrašťovanie pomerne malé a okrem toho sa relatívne rýchlo dosiahne konečná pevnosť. Preto je riziko neskoršieho vzniku porúch stredobodom pozornosti, napr. keď pri starnutí (krehnutí) plastových častí nemožno odolávať dennému namáhaniu zmenami teplôt. Zmeny disperzných omietok značne závisia od teploty. So stúpajúcou teplotou disperzné omietky mäknú a vo vyššej miere sa deformujú nepružne (plasto-elasticky). To spôsobuje, že disperzná omietka sa na konci teplého dňa väčšinou uvoľní na rozdiel od minerálnej omietky. Ak potom nasleduje rýchle ochladenie, napr. pri daždi s búrkou, disperzná omietka nemá schopnosť znižovať tlakové napätia a celý pokles teploty sa prejaví v potrebe prenosu ťahových napätí. Vzhľadom na malý objem vrstvy omietky nenastáva veľmi rýchle ochladenie iba pri daždi s búrkou, ale aj za jasného počasia pri striedaní dňa a noci.

 

            Začiatočné problémy so systémami na minerálnej báze

 

            Osemposchodový obytný dom postavený v roku 1969 vo Švajčiarsku patril medzi prvé stavby, pri ktorých sa uplatnilo omietnutie vonkajšej tepelnoizolačnej vrstvy. Už v prvých mesiacoch po realizácii sa zistili široké trhliny, ktoré čiastočne prebiehali v miestach škár medzi doskami z penového polystyrénu a čiastočne sa prejavovali chaoticky rozvetvením v tvare Y, ktoré je typické pre napätia spôsobené zmrašťovaním (obr. 7).

 

            Trhliny boli primárne spôsobené zmrašťovaním minerálnej výstužnej omietky a zníženou alkáliovzdornosťou sklotextilnej mriežky. Tvorbu trhlín podporilo z dnešného pohľadu neodborné nalepovanie polystyrénových dosiek.

 

   

 

            Ak sa pozrieme na obr. 7 pozornejšie, všimneme si, že fasáda je napadnutá riasovým porastom, ktorý má miestami plošný charakter, inde zase prebieha v charakteristických zvislých pásoch. Riasový porast nájdeme aj n moderných kontaktných zatepľovacích systémoch. Porušená fasáda bola sanovaná v roku 1978 odvetraným systémom s obkladom z cementovláknitých dosiek. Obr. 8 znázorňuje stav fasády počas montáže. Na obr. 9 je stav priečelia z roku 1993. Obklad z cementovláknitých dosiek je obrastený riasami a hubami.

 

            Začiatočné problémy pri disperzných systémoch

 

            Ďalšia, takisto osemposchodová budova bola v roku 1969 zateplená kontaktným zatepľovacím systémom s tenkovrstvovou omietkou. Tri roky po realizácii, t.j. v roku 1972, sa zistili vodorovné a zvislé trhliny, ktoré tvorili ortofonálnu sieť a prebiehali v miestach styčných škár medzi polystyrénovými doskami. V rámci expertízy EMPA sa odstránila časť omietky (obr. 10).

      

 

 

      Z miesta vykonanej sondy bolo zrejmé, že styčné škáry polystyrénových dosiek boli v čase omietania otvorené, takže výstužná malta prenikla do škár. Medzi preniknutou maltou a polystyrénovými doskami sa vytvorili medzery, ktoré možno vysvetliť len dodatočným skrátením polystyrénových dosiek, ktoré bolo spôsobené zmrašťovaním. Pri zmrašťovaní dosiek vznikali vo vrstve omietky v mieste styčných škár dosiek ťahové napätia súčasne s ťahovými napätiami v dôsledku ochladenia, čo vyvolalo vrcholy napätia a spôsobilo vznik trhlín. (obr. 11).

 

            Počas ďalšieho skúmania sa odstránila aj časť dosiek z penového polystyrénu (obr. 12 a 13). Zároveň sa zistilo, že polystyrénové dosky boli na murivo bodovo pripevnené aplikovanou lepiacou maltou so slabou priľnavosťou na murivo, resp. malta sa čiastočne oddelila. Toto bodové, slabé lepenie podmienilo tvorbu trhlín, pretože pri polystyrénových doskách málo zabraňovalo vzniku deformácií spôsobených zmrašťovaním.

 

  

 

 

                        Nepravidelné trhliny v tvare siete

 

            Nepravidelné trhliny v omietke v tvare siete, pri ktorých sa neprejavuje súvislosť s geometriou tepelnoizolačných dosiek pod omietkou (obr.14).

           

            V zásade sú nepravidelné trhliny v tvare siete v omietke kontaktného zatepľovacieho systému spôsobené zlyhaním výstuže omietky, a to buď jej potrhaním v dôsledku nedostatočnej alkáliovzdornost (obr. 15), alebo jej nedostatočným vložením (obr. 16 a 17).

 

   

 

            Pri vkladaní výstuže sa postupuje tak, že na tepelnoizolačnú dosku sa aplikujú asi 2/3 množstva výstužnej malty. Sklotextilná mriežka sa vtlačí so mäkkej vrstvy a zapracuje zvyšnou tretinou výstužnej malty. Na obr. 16 sa vynechala prvá vrstva a výstužná omietka sa pretláčala cez sklotextilnú mriežku. Nedostatočné vloženie výstuže omietky sa preto prejavilo zo strany tepelnej izolácie. Na obr. 17 je nedostatočné vloženie výstuže omietky na strane povrchovej omietky. V tomto prípade sa stala chyba pri realizácii v tom, že sklotextilná mriežka sa zatlačila hladkým hladidlom len do výstužnej omietky a druhá vrstva výstužnej omietky sa na výstuž nenaniesla.

 

 

            Obr. 18 a 19 detailne znázorňujú poruchu na obr. 17. Na obr. 20 je detail nedostatočne zatlačenej sklotextilnej mriežky.

 

            Trhliny v miestach stykov tepelnoizolačných dosiek

 

            Ide o zvislé a vodorovné trhlin v omietke v mieste styčných a ložných škár medzi tepelnoizolačnými doskami (obr. 21). Príčinou vzniku trhlín sú lokálne zvýšené ťahové napätia. V mieste škár medzi doskami sa navrstvujú napätia z omietky a napätia, ktoré vyvolali deformácie tepelnoizolačných dosiek.

 

            Medzi napätia z omietky patria napätia spôsobené zmrašťovaním a napätia spôsobené ochladzovaním podmienené teplotou. Napätia spôsobené zmrašťovaním sú primárne závislé od materiálových vlastností omietky. Napätia podmienené teplotou závisia od teplotných zmien, od modulu pružnosti E omietky a od jeho súčiniteľa tepelnej rozťažnosti.

 

            Deformácie tepelnoizolačných dosiek predstavujú určité riziko najmä pri doskách z penového polystyrénu. Pri dodatočnom zmrašťovaní dosiek, ktoré sa lepili ešte „čerstvé“, hneď po vyrobení, sa medzi doskami otvárajú škáry, ktoré vyvolávajú ťahové napätia v omietke. To isté platí, keď sa dosky ochladia pod teplotu zabudovania. Pretože pri ochladzovaní klesá teplota v priereze dosky zvnútra smerom von, dosky majú tendenciu vydúvať sa a styčné škáry sa otvárajú v tvare klina.

 

            Aby sa zabránilo vzniku porúch, treba deformácie tepelnoizolačných dosiek minimalizovať. Na dosiahnutie minimalizovania dodatočného zmrašťovania dosiek by sa mali používať len materiály dostatočne dlho skladované. Okrem toho sa dosky musia prilepiť na podklad až po okraje, aby sa priamo zabránilo vzniku deformácií. Ideálne by bolo celoplošné lepenie dosiek. Táto metóda lepenia dosiek sa však v praxi neosvedčila, lebo rozmerové tolerancie podkladu sú pri celoplošnom lepení priveľké. Všeobecne sa  presadila metóda, pri ktorej sa dosky úplne nalepia pozdĺž okrajov a na ploche asi tromi priečnymi pásmi alebo terčmi (obr. 22). Na obr. 23 vidíme demontáž nesprávne aplikovanej vonkajšej tepelnoizolačnej vrstvy. Lepiaca malta bola nanesená na polystyrénové dosky ďaleko od ich okraja, čím sa im vytvorila možnosť vzniku neobmedzenej deformácie.

 

            Riziko vzniku trhlín v mieste škár medzi tepelnoizolačnými doskami sa ešte viac zvyšuje pri náhlych zmenách prierezu omietky. Preto sa musia časti dosiek vystupujúce z roviny obrúsiť ešte pred omietaním. Obr. 24 a 25 uvádzajú prípady porúch, keď sa výstupky polystyrénových dosiek podieľali na vzniku trhlín v mieste škár medzi tepelnoizolačnými doskami.

 

            Na obr. 24 ide o minerálnu omietku kontaktného zatepľovacieho systému. Škáry medzi doskami z penového polystyrénu sú vytvorené drážkami v tvare rybiny. Drážky slúžia na mechanické fixovanie výstužnej omietky hrubej približne 8 mm. V mieste ai 3 mm vysokej časti, vystupujúcej z roviny, vznikla v omietke trhlina. Pôsobením výstupku sa náhle zmenil prierez omietky a porušil sa priebeh napätia. Okrem toho sa sklotextilná mriežka vychýlila zo svojej stredovej polohy, takže vloženie mriežky už nebolo dostatočné.

 

            Na obr. 25 sa už aj tak tenká disperzná výstužná omietka zredukovala pôsobením výstupku na neprípustnú hrúbku 0,7 mm. Aj v tomto prípade bolo výsledkom nedostatočné zatlačenie sklotextilnej mriežky a v mieste škár medzi doskami vznikli trhliny. Neodborná je navyše aj otvorená škára medzi doskami na obr. 25. Vtlačená výstužná malta dokazuje, že škára bola otvorená už pred omietaním. Vtedy sa mala uzavrieť vtlačením polystyrénového pásu v tvare klina.

 

POKRAČOVANIE KLIKNI TU