Obnova budov: Prečo je pri zateplení veľkou chybou zamieňať komponenty ETICS stanovené výrobcom?

Zvyšovanie hrúbky tepelnej izolácie v ETICS prináša so sebou riziko zabezpečenia stability ETICS vrátane jeho odolnosti proti vertikálnemu zaťaženiu.

Vonkajší tepelnoizolačný kontaktný systém s omietkou (ďalej len ETICS) sa uvádza na trh na Slovensku a v krajinách Európskej únie ako stavebný výrobok zložený z komponentov. Výrobca je zodpovedný za ETICS vrátane jeho komponentov. Zároveň prezentuje ETICS pomocou vyhlásenia o parametroch, ktoré boli posúdené v procese technického posúdenia (ETA – európske technické posúdenie alebo SK TP – národné technické posúdenie).

Relevantným podkladom na posudzovania bol ETAG 004, harmonizovaná technická špecifikácia bola konvertovaná na EAD 040083-00-0404 – európsky hodnotiaci dokument schválený pre krajiny EÚ. Vzhľadom na požiadavku zvyšovať energetickú hospodárnosť budov dochádza pri zatepľovaní ich obvodových plášťov k sprísňovaniu požiadaviek na tepelnoizolačné vlastnosti obvodových stien.

Z tohto dôvodu prichádzajú od výrobcov/zhotoviteľov ETICS požiadavky na zabudovanie väčších hrúbok tepelnej izolácie v ETICS. Pri väčších hrúbkach tepelnej izolácie, až do hodnoty 200 mm, má pôsobenie vlastnej tiaže tepelnej izolácie a ostatných komponentov v ETICS nezanedbateľný vplyv na únosnosť v porovnaní s používaním tepelnej izolácie s menšou hrúbkou, napr. 60 až 80 mm.

Použitie ETICS

Na slovenskom trhu je bežné použitie ETICS definovaného v zmysle EAD 040083-00-0404 ako:

• ETICS upevnený na podklad steny prioritne aplikovaním lepiacej malty
  s minimálnou plochou lepenia 40 % a pomocného (doplnkového) kotvenia, napr. ETICS s tepelnou izoláciou EPS alebo s lamelou z minerálnej vlny;
• ETICS upevnený na podklad steny prioritne vhodnými kotviacimi prvkami a aplikovaním doplnkového lepenia, napr. ETICS s tepelnou izoláciou – doskami z minerálnej vlny s pozdĺžnym vláknom.

Definícia a skladba ETICS

EAD 040083-00-0404 definuje ETICS ako zostavu zloženú z komponentov, a to z lepiacej malty (A), tepelnej izolácie (B), kotviacich prvkov – tanierových rozperných kotiev (C), výstužnej vrstvy zhotovenej zo základnej (D) vrstvy so sklotextilnou mriežkou (E), penetračnej vrstvy (G), povrchovej vrstvy (H), prípadne dekoratívnej vrstvy (I) – pozri obr. 1.

Komponenty ETICS – kotviace prvky a tepelná izolácia a ich posudzované parametre

Kotviace prvky – tanierové rozperné kotvy sa pre použitie v ETICS posudzujú podľa skúšobných metód stanovených v Európskom hodnotiacom dokumente EAD 330196-01-0604 (www.eota.eu) a podľa EAD 040083-00-0404 na základe skúšky na vyvlečenie kotviacich prvkov, skúšky statického bloku, skúšky pretvorenia a skúšky nadvihovania vetrom.

Kotviace prvky sa navrhujú v ETICS pre prenos vodorovného zaťaženia. To, aké zaťaženie kotviace prvky prenesú, je výsledkom horeuvedených skúšok. Existujúce skúšobné postupy sú postačujúce na stanovenie odolnosti ETICS proti saniu vetrom (vodorovné zaťaženie).

Kotviace prvky sa podľa EAD 330196-01-0604 neposudzujú v súvislosti s prenosom vertikálneho zaťaženia spôsobeného vlastnou tiažou ETICS. Tepelná izolácia sa do ETICS navrhuje v ostatných rokoch s väčšími hrúbkami vzhľadom na požadovanú tepelnú ochranu stavebných konštrukcií.

Výrobcovia tepelných izolácií začali ponúkať/vyrábať tepelné izolácie s lepšími tepelnoizolačnými parametrami a väčšími hrúbkami. Zlepšovanie tepelnotechnických vlastností tepelných izolácií má za následok znižovanie parametrov niektorých tepelnoizolačných vrstiev v ETICS (napr. objemová hmotnosť, pevnosť v ťahu kolmo na rovinu dosky, pevnosť v tlaku pri 10 % stlačení, pevnosť v šmyku, modul pružnosti v šmyku a iné).

Zvyšovanie hrúbky tepelnej izolácie znamená v ETICS riziko zabezpečenia  jeho stability vrátane odolnosti proti vertikálnemu zaťaženiu. Existujúce skúšobné metódy podľa EAD 040083-00-0404 – vyvlečenie kotviacich prvkov, skúška statického bloku, skúška nadvihovania vetrom – sú metódy na posúdenie ETICS v súvislosti s odolnosťou proti vetru.

Vyžadujú sa na overenie ETICS mechanicky upevneného kotviacimi prvkami a pomocným lepením. Tepelná izolácia má deklarované vlastnosti:

• objemovú hmotnosť (ak výrobca požaduje),
• pevnosť v ťahu kolmo na rovinu dosky (za sucha),
• pevnosť v ťahu kolmo na rovinu dosky (za mokra, ak sa vzťahuje),
• pevnosť v tlaku pri 10 % stlačení,
• pevnosť v šmyku (ak sa vzťahuje),
• modul pružnosti v šmyku (ak sa vzťahuje) a iné.

Odolnosť ETICS proti vertikálnemu zaťaženiu

Predpis EAD 040083-00-0404 (nahradzujúci ETAG 004) nezahŕňa odolnosť ETICS proti vertikálnemu zaťaženiu. Preto jeho výrobcovia takýto parameter nepoznajú a ani ho nedeklarujú. Lenže pri ETICS s väčšími hrúbkami vzniká potreba preukázať jeho bezpečnosť pri používaní s ohľadom na všetky namáhania, ktoré pôsobia po jeho aplikácii.

Overenie únosnosti kotviacich prvkov v rámci projektu

Cieľom projektu bolo overiť únosnosť kotviacich prvkov v ETICS pri pôsobení namáhania v horizontálnom i vertikálnom smere. Technický a skúšobný ústav stavebný, n. o., (ďalej len TSÚS) v spolupráci s výrobcom ETICS vytvoril štyri konfigurácie s tepelnou izoláciou s doskami z minerálnej vlny a vykonal skúšku pretvorenia podľa 5.1.4.2.1 ETAG 004 a EAD 331433-00-0601.

Táto skúška nie je v ETAG 004 priamo určená na overenie charakteristiky odolnosti ETICS proti vertikálnemu zaťaženiu, dá sa však použiť na overenie pretvorenia ETICS od zaťaženia pri porušení.

Opis skúšobných vzoriek

Výrobca pripravil v TSÚS pod dohľadom pracovníkov skúšobného laboratória pobočky v Bratislave štyri vzorky s rozmermi 1 500 × 1 000 mm podľa inštrukcií uvedenej v skúšobnej metóde v ETAG 004, čl. 5.1.4.2.1 (obr. 2).  Všetky vzorky mali rovnaký rozmer a hrúbku tepelnej izolácie 200 mm z dosiek  z minerálnej vlny s pozdĺžnym vláknom (obr. 3 až 6).

Skúšobný postup

Skúšobný postup bol v súlade so skúšobnou metódou podľa ETAG 004, čl. 5.1.4.2.1.
Štyri konfigurácie ETICS (bez penetračnej a povrchovej vrstvy) sa zaťažovali simulovaným vertikálnym zaťažením vetra  2 000 Pa vo vertikálnom smere pomocou penového bloku a záťaže.

Zároveň sa postupne zaťažovali skúšobné vzorky pomocou sklotextilnej mriežky horizontálnym ťahovým zaťažením s riadenou deformáciou rýchlosťou 1 mm/min. (obr. 3). Počas skúšky sa zaznamenali hodnoty absolútneho pretvorenia skúšobných vzoriek vzhľadom na betónovú dosku a hodnoty zodpovedajúcich zaťažení.

Závislosť deformácie od zaťaženia až do porušenia sa zaznamenala v digitálnej forme a grafická interpretácia závislosti týchto dvoch sledovaných veličín je zobrazená v grafickej forme, z ktorej sa vyhodnotilo pretvorenie Ue zodpovedajúce medzi pružnosti.

Z krivky sa takisto vyhodnotila sila zodpovedajúca deformácii 1 mm a 3 mm podľa obr. 7. Skúšobný postup nevystihuje reálne pôsobenie ETICS. Pri vertikálnom usporiadaní vzorky by dochádzalo ku komplikáciám pri simulovaní zaťaženia účinkami vetra vo vodorovnom smere.  Relevantné parametre tepelných izolácií nanesených na vzorkách č. 1 až 4 sú uvedené v tabuľke 1.

Závery a odporúčania

Na základe experimentálne získaných výsledkov vodorovných posunutí dosiek ako segmentov ETICS, zodpovedajúcich hodnôt skúšobnej sily a zistených porušení je možné formulovať nasledovné závery, resp. odporúčania:

• So zväčšujúcou sa hrúbkou tepelnej izolácie v ETICS sa zväčšuje jeho vlastná tiaž, ktorá spôsobí zväčšenie zaťaženia na kotviace prvky a pôsobí ako spojité momentové zaťaženie, ktoré prispieva k zväčšeniu zaťaženia pôsobiaceho kolmo na rovinu ETICS.
• Dôraz sa kladie na správnu aplikáciu lepiacej malty v ETICS nielen v lepených ETICS, ale aj v mechanicky upevnených ETICS s kotviacimi prvkami. V praxi ide o typ ETICS s použitím minerálnej vlny s pozdĺžnym vláknom, napr. často používaný typ FKD S Thermal od KNAUF INSULATION. Lepiaca malta je preto neopomenuteľným komponentom vo všetkých typoch ETICS.

• Kotviace prvky nedokážu samostatne preniesť namáhanie ETICS s ohľadom na používanie väčších hrúbok tepelných izolácií (až do 200 mm). Rozperné kotvy prenášajú len zaťaženie od vetra a na toto namáhanie sú aj navrhované a posudzované.

• Pri tepelných izoláciách na báze vláknitých materiálov sa so zvyšujúcou sa hrúbkou znižujú podstatné mechanické vlastnosti. Tepelné izolácie s lepšími/vyššími mechanickými parametrami (napr. pevnosť v ťahu kolmo na rovinu dosky [TR]) majú lepšiu odolnosť proti posunutiu vo vertikálnom smere (napr. MW-TR15 má vyššiu odolnosť ako MW-TR10).
• Je neprípustné zamieňať komponenty ETICS stanovené výrobcom. V prípade zámeny nemôže výrobca ETICS garantovať nemennosť parametrov tepelnoizolačného systému, ktoré sú overované skúškami na reprezentatívnych vzorkách ETICS. Správny výber komponentov a dodržanie technologických postupov výrobcu ETICS vytvárajú predpoklad jeho životnosti až 25 rokov bez zbytočných nákladov na sanáciu, resp. reklamáciu.

Literatúra:
1. Európsky hodnotiaci dokument
EAD 040083-00-0404: 2019, Vonkajší tepelnoizolačný zložený systém (ETICS) s omietkou, www.eota.eu.
2. ETAG 004: 2013 Vonkajší tepelnoizolačný zložený systém (ETICS) s omietkou,
www.eota.eu.
3. Európsky hodnotiaci dokument EAD 331433-00-0601: 2018 Injektovaná kotva pre tepelnoizolačné dosky, www.eota.eu.
4. Európsky hodnotiaci dokument EAD 330196-01-0604: 2016 Plastové kotvy vyrobené z pôvodného alebo nepôvodného materiálu na pripevnenie vonkajších tepelnoizolačných kontaktných systémov (ETICS) s omietkou, www.eota.eu.
5. Záverečná správa č. 20-18-0558, Overenie parametrov šmykovej únosnosti a pretvorenia na ETICS, Technický a skúšobný ústav stavebný, n. o., Studená 3, 821 04 Bratislava, 29. 11. 2018.

TEXT + FOTO | Ing. Dana Bellušová, Technický a skúšobný ústav stavebný, n. o.

Článok bol uverejnený v časopise Správa budov 2/2021