Płyta warstwowa – to jest trzywarstwowy wyrób budowlany, z reguły składający się z dwu blach stali ocynkowanej farbowanej i rdzenia między nimi.
Technologia produkcji płyt warstwowych pojawiła się dzięki architektom amerykańskim Frankowi Lloydu Wrightu oraz Aldenowi B.Dow, którzy w latach 1930-50 stosowali ich po raz pierwszy w swoich projektach. Już w 1959 roku amerykańska kompania „Koppers Inc.” zaczęła masową produkcją płyt warstwowych. Najstarsze producenty płyt warstwowych w Europie – to fińska kompania „Rannila”, dzisiaj znana pod brandem Ruukki, irlandzka „Kingspan”, oraz włoska „Cannon”.
Płyty warstwowe mają fajne właściwości estetyczne, doskonałe energooszczędne charakterystyki, a również ich montaż jest szybki, i dlatego one użytkują się dla budowy gmachów handlowych i biurowych, szybkomontowanych gmachów szkieletowych, w tym obiektów magazynowych, przemysłowych, oraz budowli rolniczych.
Ścianowa płyta warstwowa
Dachowa płyta warstwowa
Zależnie od przeznaczenia płyty warstwowe podzielają się na ścianowe i dachowe. Podczas doboru płyt ścianowych kluczowymi parametrami są charakterystyki termotechniczne, wytrzymałościowe oraz przeciwpożarowe, a dla dachowych – dodatkowo nośność i długotrwałość.
Płyty warstwowe dachowe powinny zapewniać całkowitą hermetyczność oraz konieczną wytrzymałość dachu, dlatego zalecane jest stosowanie płyt o szczególnych profilach okładziny zewnętrznej w formie grzebieni.
Właściwości energooszczędne płyt warstwowych określają się typem rdzenia, hermetycznością zamka oraz obecnością uszczelki w nim.
Uszczelka EPDM
Uszczelka może być butylowa, ułożona podczas montażu płyt, albo EPDM (etylen-propylen-dien-kauczuk), ułożony w zamek paneli podczas produkcji, co zapewnia lepszą hermetyczność i efektywność energetyczną części zamkowej płyty warstwowej.
Najważniejszym parametrem efektywności energetycznej płyt warstwowych jest odporność termiczna (R0), uwzględniająca straty cieplne w zamkowej części konstrukcji. Minimalna sprowadzona odporność termiczna (przy 25°С) dla płyt warstwowych o wysokiej jakości od najbardziej znanych producentów europejskich jest przedstawiona w tabele:
| Grubość płyty, mm | Odporność termiczna R0, m2*K/W | |
| Wełna mineralna | Spieniony poliuretan | |
| 40 | – | 1,9 |
| 60 | – | 2,8 |
| 80 | 2,1 | 3,7 |
| 100 | 2,6 | 4,5 |
| 120 | 3,1 | 5,5 |
| 140 | 3,5 | 6,3 |
| 160 | 4,1 | 7,1 |
| 180 | 4,5 | 8,3 |
| 200 | 5,0 | 9,0 |
Płyty, których odporność termiczna jest niższa od wymienionych parametrów, nie są zalecane do stosowania w razie budowy energooszczędnych obiektów.
Wykorzystanie nowoczesnych rdzeni, takich, jak wełna mineralna oraz PIR, umożliwia budowę gmachów nawet o zerowym poziomem zużycia energii. Dla budowy gmachów pasywnych oraz magazynów o regulowanym środowisku gazowym koniecznie jest użytkować rozwiązania techniczne do sprawy hermetyzacji wszystkich przylegań, a również stosować płyty warstwowe o zwiększonej efektywności energetycznej, co pozwala prawie całkiem uniknąć strat energii. Konstrukcja gmachu z płyt warstwowych może zostać uznana za efektywną energetycznie, gdy jej przepuszczalność powietrza jest mniej niż 1,5 m3/m2god. Przy tym, najlepsze próbki płyt mogą sięgać przepuszczalności powietrza w limitach 0,6-0,9 m3/m2god.
Najbardziej innowacyjnymi rozwiązaniami do sprawy energooszczędności są płyty warstwowe o integrowanych modułach fotowoltaicznych (bateriach słonecznych).
Rdzeń (izolacja cieplna) płyt warstwowych odpowiada za takie charakterystyki, jak wytrzymałość, izolacja cieplna oraz tłumienie dźwięku, a także właściwości przeciwpożarowe.
Rdzeń z tworzywa sztucznego piankowego
Podczas produkcji płyt warstwowych są wykorzystane różne typy rdzenia; przy tym najbardziej rozpowszechnione są wełna mineralna, spieniony poliuretan (PU, PUR) oraz jego modyfikacje – pianka poliizocyjanuranu (PIR, IPN), a również polistyren (tworzywo sztuczne piankowe).
Płyty o rdzeniu z tworzywa sztucznego mają najgorsze charakterystyki eksploatacyjne, dlatego, z reguły, stosują się dla wznoszenia budowli tymczasowych, mających okres eksploatacji do 10 lat, do których nie stosują się wymogi bezpieczeństwa pożarowego przez to, że tworzywo sztuczne jest palnym. Tworzywo sztuczne także źle tłumi dźwięk oraz ulega szerzeniu pleśni. Jedyną przewagą płyt warstwowych z tworzywa sztucznego jest ich niska cena.
Rdzeń z wełny mineralnej
Wełna mineralna – to najbardziej rozpowszechniony materiał, który zawsze jest stosowany w płytach warstwowych o zwiększonych wymogach odporności ogniowej (do EI360), na przykład, w przegródkach ognioodpornych. Współczynnik przewodności cieplnej wełny mineralnej różni się w granicach λ=0,038-0,044 W/mK. Zależnie od koniecznych charakterystyk w konstrukcji płyty warstwowej użytkuje się wełna mineralna o różnej gęstości: zmniejszonej (niżej od 90 kg/m3) – dla przegródek wewnętrznych, średniej (95-115 kg/m3) – dla ścian zewnętrznych oraz płyt dachowych, albo zwiększonej (od 120 kg/m3) – w przegródkach przeciwpożarowych i płytach ścianowych o powiększonej nośności. Charakterystyki wełny mineralnej powodują szerokie stosowanie płyt warstwowych o takim rdzeniu przy budowie magazynów dla materiałów palnych, produkcji o niebezpieczeństwie pożaru, a również gmachów o zwiększonych wymogach akustycznych.
Rdzeń PIR
Płyty warstwowe ze spienionego poliuretanu są wygodne podczas montażu dzięki ich małej wadze (w większości przypadków gęstość spienionego poliuretanu w płytach wynosi od 32 do 40 kg/m3) i, w porównaniu z wełną mineralną, mają wyższe charakterystyki energooszczędne (λ=0,020-0,021 W/mK). Spieniony poliuretan nie wchłania wilgoć i dlatego może z sukcesem stosować się w płytach dla myjni, basenów, zakładów o powiększonej wilgotności (słodownie produkcji browarowych, farmy grzybków itp.), a również obiektów, umieszczonych około zbiorników wodnych.
Płyty warstwowe o rdzeniu z poliuretanu są stosowane na obiektach z niskimi wymogami bezpieczeństwa pożarowego, a również dla magazynów chłodniczych (chłodni i zamrażarki, w tym o regulowanym środowisku gazowym). Przy tym, w celu unikania mostków zimnych oraz zmniejszenia strat cieplnych takich pomieszczeń koniecznie jest stosowanie wstawek polipropylenowych w miejscach łączenia płyt.
Warto zaznaczyć, że spieniony poliuretan należy do materiałów palnych (grupa palności G1) oraz jest poddany rozprzestrzenieniu płomienia (grupa M1-M2), a odporność ogniowa płyt warstwowych o rdzeniu ze spienionego poliuretanu wynosi EI15.
Rdzeń IPN
Pianka poliizocyjanuranu (PIR) – to nowe pokolenie rdzenia poliuretanowego (λ=0,020-0,021 W/mK) o odporności ogniowej do EI45. Rdzeń poliizocyjanuranowy typu E-PIR ma ognioodporność (EI15-EI30), a X-PIR ma ognioodporność do EI45.
IPN jest znakiem towarowym pianki poliuretanowej modyfikowanej (λ=0,020-0,022 W/mK), stosowanej w płytach warstwowych Kingspan. Przy tym, rdzeń IPN według swoich charakterystyk odpowiada typowi X-PIR, a IPN-L jest bliskim do E-PIR. Wadą IPN jest brak tego typu rdzenia pośród zalecanych standardem europejskim DSTU B EN 14509:2014, co utrudnia potwierdzenie charakterystyk jakościowych wyrobów o takim rdzeniu i nie gwarantuje jego długotrwałość.
Asortyment płyt warstwowych, reprezentowanych na rynku Ukrainy, zawiera prawie nieograniczone możliwości stworzenia unikalnej architektury obiektu. Bogactwo rozwiązań kolorystycznych, wariacji kierunków montażu, różnych typów profilowania oraz dekoru pozwalają architektowi stosować płyty warstwowe nie tylko jako element konstrukcji, a również jako składnik designerski gmachu.
Kolory płyt warstwowych z okładziną ze stali o powłoce polimerowej bywają standardowymi (zawsze obecne w magazynach producentów) oraz skrojone na miarę. Gama możliwych odcieni kolorystycznych płyt warstwowych jest ustalona według międzynarodowych standardów kolorystycznych RAL, RR albo NCS.
Podczas doboru koloru płyty warstwowej warto uwzględniać zdolność metalu różnych odcieni do nagrzewania oraz rozszerzenia, przez to że ona w wielu przypadków ustala długotrwałość oraz charakterystyki estetyczne płyty. Czym ciemniejszy jest kolor, tym bardziej nagrzewa się okładzina zewnętrzna, dlatego kolory ciemne nie są zalecane do stosowania dla dachów, gdzie płyta będzie więcej się nagrzewać pod wpływem słońca i z płynem czasu może stawać się falistą, a okładzina może odkleić się od rdzenia. Także na fasadzie południowej nie są zalecane płyty warstwowe o odcieniach ciemnych, dlatego że prawdopodobnym jest wygięcie wyrobów oraz powstanie falistości, szczególnie w razie długości ponad 6 m.
Istnieje kilka typów profilowania okładzin płyt warstwowych: mikroprofilowane, liniowe, faliste, gładkie, tłoczone oraz sinusoidalne. Przez osobliwości technologiczne produkcji, powierzchnia gładka oraz profilowanie sinusoidalne są możliwe wyłącznie dla wyrobów o rdzeniu z pianki poliuretanowej. Dla pomieszczeń, w których koniecznym jest wyłączyć gromadzenie się pyłu, albo poddanych częstemu myciu w celu wygody, wartuje stosować płyty o powierzchni gładkiej albo mikroprofilowanej.
Montaż płyt warstwowych może prowadzić się w kierunku horyzontalnym, wertykalnym albo pochyłym. Płyty warstwowe mogą stosować nawet przy wznoszeniu ścian krzywoliniowych w razie, gdy promień łuku wynosi 30 m i więcej. Dla równomiernego przyjęcia deformacji płyt szkieletem gmachu zaleca się prowadzić ich montaż jako jedną rozpiętość. Szereg najbardziej znanych producentów płyt warstwowych ofiarują dodatkowe możliwości ich dekorowania, takie jak naniesienie na powierzchnię wyrobu jakichkolwiek obrazów kolorowych albo instalacja fasad wentylowanych o dekoracyjnej okładzinie nad płytami warstwowymi.
Łącznik widzialny
Łącznik ukryty
Oprócz okładziny zewnętrznej, na percepcję wizualną gmachu także wpływają łączniki, które mogą być widzialnymi albo ukrytymi, a również elementy styków oraz oprawy, listwa, specjalne kątowe płyty warstwowe itp. Takie pozornie nieistotne detale w szeregu obiektów są decydującymi w architekturze fasad. Dlatego, gdy koniecznym jest stworzenie ekspresywnego designu gmachu, zalecano jest angażować doświadczonych specjalistów do opracowania projektu.
Optymalnym wyborem okładziny zewnętrznej płyt warstwowych jest stal ocynkowana o powłoce polimerowej, zapewniająca długotrwałą eksploatację wyrobu oraz zachowanie charakterystyk eksploatacyjnych.
Przed kupną płyt warstwowych warto zwrócić uwagę na charakterystyki okładzin stalowych. Według standardu DSTU EN 10346:2014 w produkcji płyt warstwowych mogą stosować gatunki stali S280, S320, S350 o gwarantowanej granice płynięcia 280-350 MPa. Na przekór temu, w celu zmniejszenia wartości, wiele producentów użytkują stal gatunku DX51, która nie jest konstrukcyjną i dlatego jest niedopuszczalną w nienośnych płytach warstwowych.
Ten samy standard ustala konieczność stosowania stali ocynkowanej o zawartości cynku co najmniej 190 g/m2. Przy tym z zewnętrznej strony grubość powłoki cynkowej powinna wynosić co najmniej 20 mikron, a grubość warstwy poliesteru – co najmniej 25 µm.
Zgodnie ze standardem DSTU B EN 14509:2014 grubość okładziny zewnętrznej płyt warstwowych może wynosić od 0,4 do 0,7 mm. Przy tym czym grubszym jest blacha stalowa, tym równiej będzie wyglądała powierzchnia fasady oraz mniej odblasków będzie widać na niej przy słonecznej pogodzie. Grubość okładziny wewnętrznej zwykle jest w granicach od 0,4 do 0,6 mm i wpływa na długotrwałość oraz nośność płyt warstwowych.
Zależnie od przeznaczenia oraz warunków eksploatacji płyt, wyróżniają kilka typów powłok polimerowych, z których najbardziej rozpowszechnionymi są następujące:
W szczególnych przypadkach, gdy wnętrze gmachu ma bardzo agresywne środowisko przez wpływ środków myjących oraz ścierających, a również w zakładach spożywczych albo farmaceutycznych, dla płyt warstwowych są zalecane okładziny ze stali nierdzewnej. Takie rozwiązanie jest najdroższym, ale w niektórych przypadkach – jedynie możliwym.
Nośność płyty warstwowej – to ważna charakterystyka, dlatego że w zakresie eksploatacji wyroby poddają się wpływowi śniegu, wiatru, aktywności sejsmicznej itp. Podczas projektowania przegród zewnętrznych ze stosowaniem płyt warstwowych koniecznym jest uwzględnienie wymóg DBN V.1.2-2:2006 „Obciążenia i wpływy”. Na przykład, dla budowy tego samego gmachu w różnych regionach, wartości obciążenia jak wiatrem, tak i śniegiem mogą różnić się kilka razy. Także koniecznym jest uwzględniać osobliwości konstrukcyjne gmachu, obciążenie od systemów inżynierskich oraz warunki eksploatacji gmachu. Na przykład, niezbędnym jest zwracać uwagę na to, że, oprócz obciążenia śniegiem, dach powinien wytrzymywać jeszcze człowieka z narzędziem dla czyszczenia.
W razie stosowania płyt warstwowych na wysokich budynkach szczególną uwagę warto zwracać na dobór łączników oraz ilość miejsc łączenia.
W obiektach, gdzie jest możliwe zagrożenie wybuchem, koniecznym jest stosować lekkie konstrukcje wyjmowane. W takich konstrukcjach są stosowane płyty warstwowe o specjalnych typach łączników, które w razie zwiększenia ciśnienia wewnętrznego w gmachu zapewniają rozhermetyzowanie się pewnych części fasady. To pozwala uniknąć obrażeń ludzi, znachodzących się w pomieszczeniu oraz około obiektu, a także uszkodzenia konstrukcji gmachu.
Dobór niezbędnych charakterystyk płyt warstwowych jest prowadzony według tabeli nośności oraz przy pomocy oprogramowania obliczeniowego, dlatego przed kupną warto sprawdzić, czy dostawca ma takie tabele oraz oprogramowanie.
Grubość płyty warstwowej dobiera się według obliczenia termotechnicznego i może wynosić w granicach od 40 do 300 mm, jej szerokość wynosi od 1,0 do 1,2 m. Długość płyt stanowi od 2 do 13,5 m i jest ograniczona możliwościami transportowania. Ze względu na wygodę montażu, najbardziej rozpowszechnione są płyty warstwowe o długości od 6 do 8 m.
Zamek typu „czop-wpust”
Płyty warstwowe mogą być dostarczone o płaskim albo zygzakowatym zamku. W płaskim zamku możliwe jest pojawienie kondensatu oraz przemrażanie na wylot. Z kolei, zamek zygzakowaty typu „czop-wpust” jest bardziej hermetycznym oraz efektywnym energetycznie.
Ważnym jest uwzględnić, że precyzyjne charakterystyki geometryczne płyt warstwowych znacznie wpływają na hermetyczne połączenie zamków oraz terminy i jakość montażu. Na przekór obecności szerokiego wybory brandów płyt warstwowych na rynku Ukrainy, tylko niektóre producenty mogą gwarantować, że podczas montażu płyt odchylenie wymiarów geometrycznych będzie w granicach tolerancji według DSTU B EN 14509:2014. To spowodowano tym, że dla produkcji wyrobów o precyzyjnych parametrach geometrycznych koniecznym jest mieć sprzęt automatyzowany o wysokiej jakości, który mają wyłącznie najbardziej znane producenty europejskie.
Przed kupnem płyt warstwowych koniecznym jest upewnić się w tym, że sprzedawca ma listę obowiązkowych certyfikatów oraz sprawozdań badań, do których należą:
Przedstawiona wyżej lista dokumentów tylko częściowo potwierdza jakość dostarczanych wyrobów, dlatego jest zalecono wnioskować u dostawcy dodatkowe dokumenty, potwierdzające charakterystyki płyt warstwowych, takie jak:
Przy wykorzystaniu płyt warstwowych podczas budowy w miejscowościach o powiększonej aktywności sejsmicznej zalecane jest wnioskować u dostawcy świadectwo odporności sejsmicznej. Dla całkowitej pewności w jakości dostarczanych płyt koniecznym jest także wnioskować oddzielne certyfikaty i sprawozdania na materiały, użytkowane podczas produkcji konkretnej partii płyt: stal i rdzeń.
Przed zakupem płyt warstwowych należy pamiętać, że nawet najlepsze produkty przy użyciu akcesoriów niskiej jakości lub przy niewłaściwym montażu raczej nie będą spełniać deklarowane przez producenta właściwości użytkowe. Dobór łączników, hermetyków, listwy, oraz szynach, jak i dobór płyt warstwowych, musi być opartym na charakterystyki jakościowe wyrobów, osobliwości konkretnego typu płyt, oraz zalecenia producenta.
Na przekór pozornej prostocie, montaż płyt warstwowych jest dostatecznie trudnym oraz odpowiedzialnym etapem, od którego zależą następujące koszty eksploatacyjne oraz zakres użytkowania gmachu. Dlatego montaż płyt warstwowych zalecano jest ufać specjalizowanym firmom montażowym, mającym doświadczenie i zdolnym potwierdzić to odpowiednią gwarancją.
Podczas składowania płyt warstwowych z rdzeniem z wełny mineralnej na otwartej przestrzeni wypełniacz może wchłaniać wilgoć, w wyniku czego właściwości termiczne produktów znacznie się pogarszają. Aby zapobiec namoczeniu miejsc łączenia płyty warstwowe, fiński producent Ruukki oferuje technologię Rain Protect, która chroni ocieplacz przed deszczem podczas składowania i zachowuje jakość płyt warstwowych.
Tanie płyty warstwowe o najniższych wymogach do jakości i długotrwałości są reprezentowane na Ukrainie szeroką listą brandów, z pośród których można wydzielić AluTerm, Arsenal, Asten, Pantek, Promstan, Cualimetal, Gor Stal, Izovol, Paneltech.
Średni segment cenowy jest zapełniony wyrobami firm Adamietz, Arcelor, Balex, Isopan, Joris, Metecno, Pruszynski, USP, Isospan, Inteco, Systeminvest, Termo-bud, TPK.
I płyty warstwowe o najwyższej jakości na Ukrainie, spełniające europejski standard jakości DSTU B EN 14509:2014, są reprezentowane przez tylko dwa brandy – Kingspan i Ruukki.
Warto pamiętać, że cena płyt warstwowych – to nie tylko koszty, inwestowane na początku w produkcję oraz montaż. Kupując wyroby o wyższej jakości, właściciel gmachu uzyska nie tylko doskonały wygląd zewnętrzny oraz bezpieczeństwo budynku, lecz także zmoże powrócić inwestowane środki dzięki zmniejszeniu kosztów na ogrzewanie oraz klimatyzację, a także dzięki braku problemów z eksploatacją dachu i fasad w ciągu całego okresu użytkowania gmachu.
