Elewacje budynków. Co na elewacje budynków? Szkło, kamień, metal?

2019-12-11 13:01 arch. Andrzej Zalewski, arch. Adam Bubak, APA Zalewski Bubak
fasada budynku
Autor: gettyimages Materiały najczęściej wykorzystywane na elewacjach m.in.: szkło, kompozyty i płyty warstwowe, beton, blachy perforowane, drewno, a także tynki szlachetne oraz rozwiązania mieszane

Elewacje budynków, oprócz tego, że zapewniają odpowiedni efekt wizualny, spełniają wiele innych zadań i mają wpływ na funkcjonowanie obiektu. Poszczególne rodzaje elewacji budynków, zależnie od rodzaju konstrukcji i zastosowanych materiałów, mają różne właściwości termiczne, akustyczne, pożarowe, a także inną przepuszczalność świetlną.

Poza założonymi parametrami technicznymi na wybór wykończenia elewacji mają wpływ m.in.: wielkość budżetu projektu, stopień złożoności montażu konkretnej elewacji, czas realizacji, a nawet pora roku i warunki atmosferyczne. Kolejne czynniki, które determinują dobór materiałów to: trwałość, łatwość czyszczenia i konserwacji, trudność wykonania potencjalnych remontów, a także dostosowanie ich do warunków charakterystycznych dla danej lokalizacji (hałas, wilgoć, zanieczyszczenie powietrza).

Elewacje budynków - szkło

Elewacje szklane zapewniają maksymalny dostęp światła dziennego do wnętrza, co z kolei pozwala zwiększać szerokość traktu budynku przy zachowaniu normatywnego doświetlenia. Takie fasady gwarantują wysoki komfort użytkowania, są trwałe oraz przez dłuższy czas nie wymagają większych nakładów konserwacyjnych.

W zależności od dobranych konstrukcji aluminiowych i budowy zestawów szklanych można w bardzo szerokim zakresie regulować parametry izolacyjności cieplnej, ochrony przed przegrzewaniem oraz hałasem. W razie potrzeby wspomniane parametry można jeszcze podwyższyć, stosując dodatkowe przedścianki szklane czy też zewnętrzne żaluzje fasadowe (stałe lub ruchome). Na przykład, w całoszklanej fasadzie obiektu w Ochmanowie koło Krakowa wykorzystano różne konstrukcje zestawów szklanych, w zależności od funkcji i lokalizacji pomieszczeń. Na dobór konstrukcji wpływ miały zarówno wysokie wymagania ppoż., jak i silny hałas dochodzący z pobliskiej drogi, szczególnie w kontekście wytycznych nowej normy akustycznej.

szklana elewacja i pionowe żaluzje
Autor: J. Malta Siedziba firmy Oknoplast koło Krakowa. Przykład budynku ze szklaną elewacją i pionowymi żaluzjami stałymi

Głównym elementem kształtującym formę fasady stały się pionowe, stałe żaluzje zewnętrzne, które wykonano według indywidualnego projektu, z blach aluminiowych o grubości 10 mm, perforowanych w technologii CNC. Zaprojektowano kilka wzorów i wielkość otworów perforacji, na podstawie których zrealizowano prototypy segmentów żaluzji. Zostały one przebadane w tunelu aerodynamicznym na Politechnice Krakowskiej, co pozwoliło dobrać odpowiednie otworowanie, niegenerujące nadmiernego hałasu podczas silnego wiatru. Stałe pionowe żaluzje tworzą formę kryształu przenikającego się z prostą bryłą budynku, którego odbiór zmienia się w zależności od warunków oświetleniowych oraz kąta patrzenia. Dodatkowo każdy element przestrzenny jest oświetlony wąskostrumieniowym projektorem LED, dzięki czemu uzyskano iluminację podkreślającą plastyczność fasady.

Elewacje budynków - płyty HPL

To elementy laminowane wytwarzane pod wysokim ciśnieniem, składające się w ok. 70% z włókien naturalnych (drewno/celuloza) oraz w ok. 30% z żywic termoutwardzalnych.

płyty drewnopodobne HPL na elewacji
Autor: Smart Studio Siedziba Intersport Polska – zastosowano tu płyty drewnopodobne HPL, uzupełniające marynistyczny charakter budynku, podyktowany sąsiedztwem zalewu w Kryspinowie oraz żeglarskimi pasjami właścicieli

Płyty wykorzystuje się zarówno w systemach fasad wentylowanych, jak i w innych elementach architektonicznych (także we wnętrzach). Doskonałe właściwości użytkowe oraz trwałość pozwalają na niemal dowolne użycie płyt HPL w budownictwie. Ich zamknięta struktura powoduje, że trudno ulegają zabrudzeniu, a czyszczenie i konserwacja są bardzo proste. Dodatkową zaletą tego materiału jest łatwość obróbki porównywalna do pracy z twardym drewnem.

Płyty HPL montuje się (podobnie jak te z innych materiałów) na ruszcie systemowym lub konsolach mocujących, w zależności od wybranego systemu, głównie poprzez nitowanie do podkonstrukcji lub klejenie, którego zaletą jest brak widocznych łączników. Płyty występują w kolorach jednolitych, metalizowanych, imitujących materiały naturalne, np. drewno, a także opalizujących.

elewacja budynku z płyt HPL
Autor: Smart Studio Zakład przetwórstwa surowców wtórnych i siedziba firmy Eko-Wtór Jakubiec (2015) – bogactwo palety kolorystycznej płyt HPL pozwoliło na podkreślenie różnorodności przetwarzanych surowców

Elewacje budynków - płyty warstwowe

Płyty warstwowe początkowo wykorzystywane były wyłącznie w budownictwie przemysłowym i logistycznym jako obudowy ścian i dachów wielkogabarytowych hal. Dzięki ciągłemu doskonaleniu systemów oraz poprawie parametrów użytkowych i estetycznych, coraz częściej są one stosowane jako okładziny budynków biurowych, użyteczności publicznej, a nawet mieszkalnych. Płyta ma budowę kompozytową, na którą składają się: warstwy wewnętrzna i zewnętrzna (najczęściej z blachy stalowej, lakierowanej) oraz rdzeń z wełny mineralnej, pianki PIR lub – coraz rzadziej – styropianu, będący jednocześnie termoizolacją. Konstrukcje płyt determinują parametry cieplne, pożarowe i akustyczne elewacji. Wyroby te dostępne są w ograniczonej gamie kolorystycznej, zależnej od konkretnego producenta, natomiast zewnętrzna blacha może mieć różne typy profilowania. Po zamontowaniu do właściwej, szkieletowej konstrukcji budynku są kompletną, wykończoną obustronnie przegrodą – ścianą lub dachem.

Przykład zastosowania elewacji z płyt warstwowych
Autor: A. Bubak Przykład zastosowania elewacji z płyt warstwowych – budynek produkcyjno-biurowy firmy Brevis (w okolicy zachodniej obwodnicy Krakowa); część produkcyjna w konstrukcji ramowej stalowej oraz biurowa wykonana w technologii żelbetu monolitycznego zostały wykończone taką samą płytą warstwową; układ otworów okiennych i drzwiowych dopasowano do stałego modułu płyty warstwowej

Elewacje budynków z płyt kompozytowych

Płyty kompozytowe to panele warstwowe składające się z dwóch zewnętrznych warstw blachy aluminiowej o grubości ok. 0,5 mm, połączonych warstwą tworzywa sztucznego bądź ceramicznego. Rodzaj wypełnienia decyduje o ich parametrach użytkowych (głównie klasyfikacji ogniowej), a co za tym idzie – o dopuszczalnym zastosowaniu.

Podstawową zaletą kompozytów są: łatwość obróbki, w tym możliwość gięcia (w przeciwieństwie do płyt laminowanych lub włóknocementowych), bardzo mały ciężar, a także niska odkształcalność pod wpływem zmian temperatury, uzyskana dzięki wewnętrznej warstwie z tworzywa sztucznego. Standardowo montuje się mechanicznie wygięte kasety, co powoduje usztywnienie wyjściowego materiału. Gotowe kasety są wpinane w ruszt systemowy, a tym samym można je łatwo zdemontować i ewentualnie wymienić pojedyncze elementy. Kolejną zaletą jest bardzo bogata kolorystyka – podobnie jak w przypadku płyt HPL do wyboru są różne odcienie i struktury. Dodatkowo, dzięki zastosowaniu powłok zabezpieczających przed działaniem promieni UV, płyty charakteryzują się bardzo dużą trwałością i odpornością na działanie warunków atmosferycznych.

elewacja budynku wykonana z płyt kompozytowych
Autor: Smart Studio Zakład Interkrąż w Trzyciążu – elewacja części biurowej budynku wykonana z płyt kompozytowych (Alucobond)

Elewacje budynków ze spieków kwarcowych

Powstają w wyniku łączenia naturalnych kruszyw, takich jak: piasek kwarcowy, kruszone skały granitowe, iły łupkowe z pigmentami ceramicznymi. Dzięki technologii mielenia, prasowania i wypiekania w specjalnych hybrydowych piecach, uzyskuje się materiał o wyjątkowych parametrach wytrzymałościowych. Płyty pomimo swej niewielkiej grubości mogą osiągać imponujące wymiary (np. 1,5 x 3 m), co otwiera zupełnie nowe możliwości kształtowania podziałów elewacji. Elementy można montować zarówno mechanicznie, jak i poprzez klejenie do rusztu systemowego.

Ciekawym wariantem wykorzystania spieków kwarcowych są gotowe płyty termoizolacyjne (o wymiarach 50 x 150 cm), składające się z lica, które stanowi spiek, oraz rdzenia izolacyjnego z pianki poliuretanowej. Mocuje się je do ściany nośnej za pomocą krótkich wsporników ze stali nierdzewnej.

Blachy, perforacje, siatki na elewacje budynków

Na rynku dostępnych jest obecnie wiele systemów blach per forowanych oraz siatek plecionych i cięto-ciągnionych, które mają zastosowanie na fasadach różnego typu obiektów m.in. jako płyty elewacyjne, elementy ozdobne, trójwymiarowe, łamacze światła, żaluzje stałe i ruchome. Blachy dostępne są w formie płyt lub giętych kasetonów.
Popularność ostatnio zyskują elementy wykonane ze stali kortenowej, charakteryzującej się pięknym rudym kolorem. Warstwa naturalnej korozji z czasem pokrywa się patyną, powstrzymując korozję wgłębną. Nie zaleca się używania stali kortenowej na dachach i elementach płaskich, które w polskim klimacie są narażone na zaleganie śniegu i wody.

projekt konkursowy ambasady Kuwejtu w Warszawie
Autor: APA Zalewski Bubak Przykład możliwości kształtowania elewacji z siatek cięto-ciągnionych – forma budynku inspirowana jest kształtowanymi wiatrem złotymi wydmami – projekt konkursowy Ambasady Kuwejtu w Warszawie

Elewacje budynków - szlachetne techniki tynkarskie

Kolejnym materiałem używanym do wykończenia elewacji są tynki szlachetne, np. z domieszkami kruszonych kamieni naturalnych, a także specjalistyczne masy do stosowania wielowarstwowego, z powodzeniem imitujące np. beton architektoniczny, corten, płyty stalowe, a nawet masy fosforyzujące, które świecą w nocy. Takie elewacje są ekonomiczną alternatywą dla elewacji wentylowanych. Z kolei w porównaniu do tradycyjnych tynków, przy wyższym koszcie wykonania, dają znacznie szerszy wachlarz możliwych struktur i efektów. Tynki z domieszką drobnych frakcji kruszywa naturalnego nakłada się zazwyczaj poprzez natrysk, natomiast specjalistyczne wielowarstwowe – ręcznie, a następnie przeciera. Ostateczny efekt zależy w dużej mierze od umiejętności manualnych wykonawców.

biurowiec CX2 w Balicach
Autor: Smart Studio Przykład zastosowania tynków imitujących płyty z betonu architektonicznego – biurowiec CX2 w Balicach

Elewacje budynków - beton

Beton zbrojony włóknem szklanym GRC (z ang. Glassfibre Reinforced Concrete) to stosunkowo nowy, bardzo mocny, trwały materiał budowlany, który daje się łatwo formować. Dzięki możliwości barwienia i kształtowania w niemalże dowolne elementy przestrzenne i ażurowe, świetnie nadaje się na okładziny elewacyjne oraz elementy małej architektury. Produkcja w warunkach warsztatowych pozwala na uzyskanie nieporównywalnie większej dokładności wykonania w stosunku do betonów architektonicznych wylewanych na budowie. Doskonałym przykładem precyzji, z jaką można przygotować elementy GRC, jest fotobeton. Formy do betonu architektonicznego wykonane w technologii CNC pozwalają na odlewanie elementów z motywami fotograficznymi, których widoczność zależy od kąta obserwacji.

Betonowe płyty elewacyjne montuje się zazwyczaj analogicznie jak te z kamienia – za pomocą nierdzewnych kotew chemicznych. Lżejszą odmianą elewacyjnych płyt betonowych są płyty włóknocementowe (zbrojone włóknem celulozowym lub syntetycznym). Mają grubość poniżej 1 cm i montuje się je do rusztu aluminiowego za pomocą łączników mechanicznych (nitów) lub przykleja odpowiednią zaprawą. W tej technologii tworzy się zwykle gotowe płyty, które wprawdzie nie pozwalają na tak dowolne kształtowanie elementów jak GRC, jednak są bardziej ekonomicznym rozwiązaniem.

beton GRC na elewacji
Autor: APA Zalewski Bubak Możliwości kształtowania elementów z betonu GRC – projekt biurowca Consultronix SA

Elewacje budynków - drewno naturalne

W polskim klimacie na elewację drewnianą najbezpieczniej jest zastosować egzotyczne gatunki, m.in. cedr, modrzew syberyjski czy teak, o znacznie większej odporności na czynniki atmosferyczne. Na przykład, cedr kanadyjski charakteryzuje się wyjątkową odpornością na grzyby i pleśnie, dlatego doskonale sprawdzi się tam, gdzie będzie częściej narażony na podwyższoną wilgotność czy występowanie bryz. Elewacje drewniane montowane od strony północnej są najmniej wystawione na działanie czynników atmosferycznych, natomiast te użyte od strony południowej i zachodniej – najbardziej. Do konserwacji drewnianej elewacji stosuje się bejce, oleje i woski, które pozwalają kontrolować naturalne starzenie się materiału. Sposób montażu drewnianych elementów elewacyjnych jest powszechnie znany – zazwyczaj wykorzystuje się różnego rodzaju ruszty. W przypadku fasad szczególną uwagę należy zwrócić na zapewnienie właściwej wentylacji poszczególnych warstw, która umożliwi łatwe wysychanie drewna.

Drewno modyfikowane termicznie

Rodzime gatunki drewna mają niską odporność na warunki atmosferyczne, dlatego poddaje się je obróbce termicznej, mającej na celu poprawę ich właściwości. Drewno przez kilkadziesiąt godzin jest wygrzewane w specjalnych komorach w temperaturze 180–200°C, dzięki czemu nabiera pożądanych cech, zbliżonych do tych, które są charakterystyczne dla gatunków egzotycznych. W ten sposób poprawia się jego odporność na działanie wilgoci (dzięki zmianie wewnętrznej struktury), zmniejsza możliwość odkształceń, poprawia właściwości termiczne, a także zwiększa odporność na czynniki biologiczne (np. grzyby i pleśń). Dodatkowo, w wyniku tego procesu, z drewna częściowo usuwane są substancje lotne i żywice. Surowiec poddany takiej obróbce charakteryzuje się przyjemnym zapachem oraz nabiera charakterystycznego ciemnobrązowego, „wypłowiałego” odcienia.

Obróbka i montaż drewna modyfikowanego termicznie przebiega podobnie jak naturalnego, przy czym należy zwrócić szczególną uwagę na jego podwyższoną kruchość, a co za tym idzie – na konieczność stosowania specjalnie dobieranych łączników i wkrętów. Drewno modyfikowane ma o wiele mniejsze wymagania w kwestii pielęgnacji od naturalnego, jednak podlega ono podobnym zmianom wyglądu (patynowanie i blaknięcie). Zalecaną metodą konserwacji jest olejowanie.

budynek biurowy Bronowicka Boat w Krakowie
Autor: J. Malta Elewacja wykończona tynkiem imitującym płyty z betonu architektonicznego – budynek biurowy Bronowicka Boat w Krakowie

Cegły klinkierowe i bloczki kamienne

Były podstawowym materiałem wykorzystywanym do wznoszenia zachowanych do dziś budynków historycznych, takich jak choćby liczne romańskie i gotyckie kościoły, katedry oraz zamki rozsiane na terenie całej Europy. W czasach współczesnych zarówno cegła klinkierowa, jak i bloki kamienne z elementów konstrukcyjnych stały się formami czysto dekoracyjnymi. Stosuje się je najczęściej w ścianach warstwowych z wykorzystaniem tradycyjnych technik murarskich, zapewniając przy tym odpowiednie połączenie mechaniczne warstwy elewacyjnej z elementami konstrukcyjnymi poprzez użycie kotew, listew i łączników nierdzewnych.

Stosunkowo nowym sposobem montażu są wszelkiego rodzaju ruszty, w których montuje się „na sucho” cegły lub inne elementy ceramiczne i kamienne. Tańszym rozwiązaniem jest stosowanie klejonych cienkich płytek klinkierowych i kamiennych, które wprawdzie nie są tak trwałe jak pełny mur, jednak stanowią rozsądną alternatywę. Montaż takich elementów na elewacji ułatwiają specjalnie profilowane płyty styropianowe, a także gotowe prefabrykowane elementy styropianowo-klinkierowe.

klinkier i kamień na elewacji
Autor: A. Bubak Ciekawym elementem budownictwa tradycyjnego jest łączenie w jednej ścianie wątków klinkierowych i kamiennych – z białego wapienia

Kamień naturalny na elewacji budynków

Dziś w zasadzie nie wznosi się ścian konstrukcyjnych z kamienia, jednak jego naturalne piękno, odporność, a także inne zalety sprawiają, że nadal stosuje się go tam, gdzie wymagana jest trwałość i najwyższa estetyka. Pomijając techniki murarskie (mur polny), kamień najczęściej montuje się mechanicznie w postaci płyt o grubości (standardowo 3–4 cm) uzależnionej od ich wielkości oraz wytrzymałości surowca. Z uwagi na znaczny ciężar do montażu elementów zwykle używa się nierdzewnych kotew mocowanych chemicznie.
Zastosowanie elewacji kamiennej należy przewidzieć już na etapie projektowania obiektu. Jej znaczny ciężar ma wpływ na dobór konstrukcji ściany (często musi być ona żelbetowa monolityczna).
Ze względu na wysoki koszt płyt kamiennych w praktyce najczęściej używa się ich jedynie na fragmentach budynków, z którymi użytkownik styka się bezpośrednio (np. reprezentacyjne wejście, elewacja frontowa). Można je zestawiać z innymi materiałami wykończenia fasady, m.in. szlachetnymi tynkami, klinkierem, szkłem lub elementami z metalu, pamiętając o detalach połączeń na stykach poszczególnych materiałów.

elewacja z płyt wapiennych
Autor: Smart Studio Budynek wielorodzinny Wrocławska 80 w Krakowie – elewację z płyt wapienia Jura uzupełniono tynkiem szlachetnym Ceresit Visage
Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
Czytaj więcej