Spis treści
Ocieplenia stosowane na balkonach i tarasach to najczęściej: EPS (polistyren ekspandowany) lub XPS (polistyren ekstrudowany). Oba materiały charakteryzują się niskim przewodnictwem cieplnym przy czym płyty XPS dzięki innej metodzie produkcji wyróżniają się dodatkowo jednorodną strukturą (brakiem ziarnistości), co wpływa na zmniejszenie absorbcji wody oraz zapewnia wysoką odpornością na ściskanie. Producenci płyt termoizolacyjnych zarówno EPS jak XPS określają w KDWU lub DWU (deklaracje stałości właściwości użytkowych) odporność na ściskanie w postaci parametru Cs(10) (Compressive Strenght) – oznacza on odporność na ściskanie przy 10% odkształceniu. Badanie tego parametru wykonuje się zgodnie z normą PN-EN 826 Naprężenia ściskające przy 10% odkształceniu względnym. Odkształcenie względne określa się jako stosunek zmiany grubości próbki do jej grubości początkowej, zmierzonym w kierunku działania obciążenia. Wartość ta podawana jest w kilopaskalach [kPa] i jest różna w zależności od przeznaczenia samych płyt.
Tabela 1. Typowe wartości CS(10) dla płyt EPS oraz XPS:
Pascal [Pa] stanowi jednostkę ciśnienia, jego wartość można obliczyć ze wzoru[1]:
[1] p = F/s [Pa = N/m2]
[2] F = m·g
Gdzie : p - ciśnienie [Pa], F- siła [N], s - pole powierzchni [m2], m - masa [kg], g - przyspieszenie ziemskie [m/s2]
Rys.1 Ciśnienie p wywierane przez siłę F na powierzchni s
W praktyce ciśnienie 1 Pa występuje wtedy gdy działamy siłą równą 1 N ( masa 0,1 kg w ziemskim polu grawitacyjnym, przyjęto dla uproszczenia g = 10 m/s2) na powierzchni 1 m2.
Zatem obciążenie jaką masą odkształciło by o 10% [Cs(10)] płytę EPS lub XPS o powierzchni 1 m2 ?
Rys. 2 Kompresja płyt pod wpływem obciążenia siłą F
Korzystając z wzoru [1] przedstawiono w Tabeli 2 przy jakim obciążeniu masą [kg] wystąpiło by odkształcenie nie większe niż 10-cio procentowe:
Tabela 2 Maksymalne obciążenia dla płyt XPS oraz EPS wg Cs(10)
Wartości w Tabeli 2 wahają się miedzy 10.000 kg a 50.000 kg w zależności od rodzaju płyt. Obciążenia te są kilkukrotnie większe od typowych projektowych obciążeń płyt nośnych balkonów czy tarasów, które zgodnie z norma PN-EN 1991-1 wynoszą do 4 kN/m2. Jednak z doświadczenia wiemy że twarde odmiany EPS-u, a nawet XPS-u możemy relatywnie łatwo odkształcić bez narzędzi, gołą dłonią. Dzieje się tak ponieważ oddziałujemy siłą: nie równomiernie rozproszoną, ale siłą skupioną czyli oddziałującą na dużo mniejszej powierzchni. Identycznie działoby się w przypadku okładziny z płytek na podstawkach. Całe oddziaływanie przekazywane jest właśnie poprzez podstawkę na podłoże (EPS/XPS) i to od jej powierzchni zależeć będzie jakie ciśnienie wywiera. (Rys 3.)
Rys. 3 Schemat ideowy obrazujący przekazywanie obciążeń z okładziny z płytek na podłoże poprzez podstawkę.
Żeby określić jakie ciśnienie będzie wywierać 1 sztuka podstawki na podłoże należy znać wartość siły, która będzie oddziaływać na podstawki. W tabeli 3 przyjęto dwie wartości sił 4 kN - maksymalne obciążenie przypadające na 1 m2 balkonu wynikające z wytycznych normy 1991-1, oraz 1,2 kN obciążenie masą 120 kg zgodnie z Tabelą 3.
Tabela 3 Ciśnienie wywierane przed podstawki SMART lub RENOPAD.
Mając powyższe na uwadze możemy sprawdzić czy płyta EPS lub XPS o grubości 10 cm odkształciła by się i o jaką wartość gdyby ułożyć na niej podstawkę i obciążyć siłą statyczną zgodnie z Tabelą 4 (przy założeniu linowej zależności wielkość odkształcenia od siły). Nieznaczne odkształciła by się jedynie płyt XPS 500 – jest to odpowiednio 0,8 mm przy podstawce RENOPAD i obciążeniu 120 kg lub 2,5 mm przy maksymalnych 400 kg.
Tabela 4 Odkształcenia płyty grubości 10 cm
Uzyskane wyniki obliczeniowe świadczą, iż przy obciążeniach statycznych nawet na bardzo twardych płytach XPS 500 przy oddziaływaniu siłą skupiona wystąpią odkształcenia podłoża destabilizujące ułożenie płytek na podstawkach. Należy mieć na uwadze to iż na balkonach i tarasach oddziaływania były by długookresowe oraz cześć z nich miałaby charakter nie tylko statyczny ale również dynamiczny, co przy skupionym charakterze oddziaływań mogłoby pogłębić odkształcenia wynikające z obliczeń. Wobec powyższego nie rekomendujemy układania bezpośrednio na termoizolacji podstawek RENOPLAST Smart lub Renopad lub jakichkolwiek innych na powierzchniach użytkowych.
Autor: Przemek Sieradzki