Wytrzymałość kamienia elewacyjnego. Od czego zależy?

Kamień jest tradycyjnym materiałem budowlanym powszechnie wykorzystywanym, zarówno jako elementy konstrukcyjne w postaci bloków czy mniejszych fragmentów, jak i używanym do wykańczania wnętrz. W nowoczesnym budownictwie kamień stosuje się najczęściej do dekoracji, w tym do wykonywania elewacji. Fasada kamienna zapewnia nie tylko efektowny wygląd, ale również wysoką wytrzymałość.

Najważniejsze właściwości elewacji z kamienia

Elewacja budynku to jeden z elementów, które mają największy wpływ na jego ostateczny wygląd, jej wybór ma więc duże znaczenia dla sposobu, w jaki będzie postrzegany cały obiekt. Ważne jest zarówno wzajemne dopasowanie materiału elewacyjnego i planowanego typu pokrycia dachowego, jak i zgranie ich z kształtem bryły budynku, a także jego otoczeniem. Wśród materiałów elewacyjnych można znaleźć wiele różnych rozwiązań. Najpopularniejsze są rozmaite rodzaje tynków od tradycyjnych cementowo-wapiennych po bardzo nowoczesne silikatowe. Dużym zainteresowaniem cieszą się wszelkiego typu okładziny – od paneli metalowych czy blachy po różne tworzywa sztuczne. W przypadku budynków o wyższym prestiżu – rezydencji, eleganckich domów jedno- lub wielorodzinnych, a także budynków komercyjnych często wybieranym rozwiązaniem jest klinkier, drewno lub kamień naturalny. To ostatnie rozwiązanie jest szczególne godne uwagi, ze względu na wysoką wytrzymałość materiału oraz jego unikatowy wygląd – podkreśla przedstawiciel firmy HB Polska, która specjalizuje się w hurtowej sprzedaży kamienia naturalnego.

Elewacja z kamienia jest prawdziwą ozdobą budynku, która pasuje zarówno do obiektów nowoczesnych, np. biurowców, utrzymanych w duchu modernizmu willi czy śródmiejskich apartamentowców, jak i bardziej klasycznych domów jednorodzinnych, a nawet projektów wprost odwołujących się do stylu rustykalnego. Co ważne kamień można zastosować nie tylko na całej fasadzie, ale również na jej wybranych fragmentach, ozdabiając nim powierzchnie przy drzwiach i oknach, wyróżniając optyczne płaszczyzny sąsiadujące z tarasem czy strefę wejściową. Ze względu na szeroką dostępność różnych gatunków kamienia, a zatem wielość możliwych faktur, barw i układu poszczególnych minerałów tworzących wzory i inkrustacje na jego powierzchni dopasowanie odpowiedniego materiału choć pracochłonne, musi zakończyć się pełnym sukcesem.

Kamień naturalny użyty na fasadzie budynku to nie tylko atrakcyjna dekoracja, ale również materiał, który pełni funkcję zabezpieczającą ściany budynku oraz ułożoną na nich termoizolację przed kontaktem z opadami atmosferycznymi i wiatrem. Większość gatunków kamienia elewacyjnego, a zatem granity, trawertyny, piaskowce czy łupki skalne odznacza się dobrą odpornością na uszkodzenia mechaniczne, a także znakomitym znoszeniem większych obciążeń. Używany kamień może odznaczać się niewielką nasiąkliwością wynikającą z jego struktury wewnętrznej albo być odpowiednio zaimpregnowany specjalnym preparatem wypełniającym pory, co stosuje się często przy korzystaniu z trawertynu lub piaskowca. Ograniczenie wchłaniania wody zapewnia dobrą mrozoodporność, ogranicza osadzanie się na elewacji zanieczyszczeń i ułatwia spływanie po niej wody opadowej. Z tego powodu kamień stosowany na elewacjach jest najczęściej gładko polerowany, zwłaszcza wówczas, gdy ma jasne wybarwienie. Dla trwałości elewacji i wytrzymałości kamienia duże znaczenie ma sposób jego montażu.

Sposoby montażu elewacji z kamienia naturalnego lub syntetycznego

Okładzina z kamienia naturalnego może mieć postać płyt kamiennych, zwykle o grubości 2–3 cm i różnych rozmiarach, jeśli chodzi o wysokość i szerokość. Ponieważ ciężar kamienia jest dość znaczny, musi być on odpowiednio zamocowany, w zależności od wielkości płyt i ich masy. Dostępne są różne możliwości instalowania płyt z kamienia naturalnego. Jeżeli są stosunkowo duże, przytwierdza się je do konstrukcji ścian budynku mechanicznie. W takim przypadku wykonuje się tzw. fasadę wentylowaną. Oznacza to, że elementy kamienne są odsunięte od muru i termoizolacji na taką odległość, że powstaje między nimi szczelina, którą swobodnie może przepływać powietrze. Zwykle konstrukcje tego rodzaju mają pozostawione niewielkie szpary w dolnej i górnej części całej zabudowy, dzięki którym możliwy jest ruch powietrza i efektywne pozbywanie się wilgoci.

Fasada wentylowana może być wykonana na dwa sposoby. Pierwszy z nich, stosowany zwykle na solidnych ścianach jednowarstwowych zbudowanych z betonu albo cegły ceramicznej polega na mocowaniu płyt kamiennych za pomocą kotew. Są one instalowane w murze i w ten sposób przenoszą wszystkie powstające obciążenia. Taka metoda jest jednak możliwa tylko wówczas, kiedy grubość ścian pozwala na ich prawidłowe osadzenie. Kiedy w grę wchodzą najpopularniejsze obecnie ściany dwuwarstwowe, konieczne jest inne rozwiązane. Ze względu na niedostateczną wytrzymałość ścian tego typu, a także na grubą warstwę termoizolacyjną okładzina kamienna musi być mocowana do niezależnej konstrukcji w postaci rusztu aluminiowego, jeżeli powierzchnia obłożona kamieniem nie będzie zbyt duża lub stalowego.

Ustawiany przy ścianie ruszt powinien zapewniać odpowiednią stabilność, musi więc być łączony w niektórych miejscach z konstrukcją budynku, jednocześnie jest jednak samonośny, dzięki czemu przenosi wszystkie obciążenia związane z masą płyt oraz swoim ciężarem. Elementy kamienne są mocowane do rusztu za pomocą specjalnych kotew, które są osadzane w przygotowanych w kamieniu otworach montażowych. Dzięki takiemu rozwiązaniu elementy używane do zawieszania płyt są niewidoczne z zewnątrz i nie wpływają na estetykę budynku.

Jeżeli elementy przeznaczone na wykończenie elewacji mają niewielką masę, co ma miejsce np. w przypadku małych płytek kamiennych, można je mocować za pomocą warstwy zaprawy. Na ścianach o odpowiedniej nośności, zatem zwykle tych, które są wykonane z pełnej cegły lub żelbetonu, okładzinę kamienną można montować podobnie jak płytki ceramiczne, a zatem stosując odpowiedni klej. W takim przypadku warto również zastosować pewną ilość stalowych kotew, które wzmocnią elewację i przeniosą część powstających obciążeń bezpośrednio na mur.

Prawidłowy montaż elewacji z kamienia naturalnego w znacznym stopniu przyczynia się do zapewnienia długowieczności całej konstrukcji. Ze względu na duże obciążenia konieczne jest jednak wykonanie odpowiednich dylatacji, zapobiegających przenoszeniu zbyt dużych sił na elementy położone niżej. Pozostawienie właściwie dobranych przerw eliminuje też ryzyko pękania płyt wskutek zbyt dużego rozgrzania powierzchni czy pojawiających się naprężeń. W przypadku fasad na ruszcie lub kotwach ważny jest swobodny przepływ powietrza zapobiegający rozwojowi grzybów czy pleśni pod elewacją.