Για κάθε κτίριο και κτιριακή εγκατάσταση η μελέτη και η κατασκευή θα πρέπει να εξασφαλίζει την επαρκή αντισεισμική συμπεριφορά, την αποτελεσματική ενεργειακή απόδοση, την ηχομόνωση, την πυροπροστασία, όπως επίσης την καλή στεγανοποίηση και απορροή των υδάτων από όλα τα δομικά μέρη της κατασκευής.

Το εξωτερικό κέλυφος, αποτελούμενο είτε από συμβατική τοιχοπλήρωση, είτε από άλλα σύνθετα συστήματα όψεων που αναρτώνται επί του οργανισμού πλήρωσης, αποτελούν κρίσιμα στοιχεία για την διασφάλιση των προαναφερόμενων δομικών ιδιοτήτων. Επικεντρώνοντας στην αντισεισμική συμπεριφορά και την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων αξίζει να επισημανθούν τα παρακάτω:

(ι) Αδιαμφισβήτητα στην Ελληνική επικράτεια δεν υπάρχει ασεισμική περιοχή, γεγονός που καθιστά επιτακτική την ανάγκη τις λήψης μέτρων αντισεισμικής δόμησης. Το γεγονός αυτό, επί της ουσίας, σημαίνει ότι οποιαδήποτε κατασκευή στην χώρα μας, κατά την διάρκεια του κύκλου ζωής της, θα υποστεί σεισμικές καταπονήσεις οποιασδήποτε έντασης. Συνεπώς, οι νέες κατασκευές θα πρέπει να μελετηθούν στην βάση του αντισεισμικού σχεδιασμού, ενώ οι παλιές κατασκευές θα πρέπει να επισκευασθούν ή και να ενισχυθούν, σύμφωνα με τους κανονισμούς επεμβάσεων, προκειμένου να μπορούν να ανταπεξέλθουν στις σεισμικές δράσεις, για τις οποίες ενίοτε δεν έχουν κατασκευαστεί. Ωστόσο, στην Ελλάδα, σχεδόν το 80% του δομικού πλούτου έχει ανοικοδομηθεί είτε χωρίς αντισεισμικό κανονισμό είτε παλιούς με κανονισμούς (περίοδος 1954-1984, Β.Δ. 1954, ΦΕΚ 160Α/26-08-1954). Ώς εκ τούτου η αντισεισμική αναβάθμιση ειδικά των κατασκευών που έχουν ανεγερθεί έως περίπου το 1990 είναι μονόδρομος, πρωτίστως, για την διασφάλιση προστασίας της ανθρώπινης ζωής, την μετρίαση ή και αποφυγή οικονομικών απωλειών και σε κάθε περίπτωση την λειτουργία των κτιρίων μετά από μια σεισμική δράση.

(ιι) Ως προς το ζήτημα της ενεργειακής απόδοσης, οι κτιριακές κατασκευές που έχουν ανεγερθεί έως το 1979 δεν έχουν μελετηθεί με κάποια πρόνοια θερμικής προστασίας, ενώ από το 1980 έως και το 2010 η εφαρμογή μέτρων ενεργειακής απόδοσης κρίνεται ελλιπής. Με την θέσπιση του Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων, (Κ.Εν.Α.Κ, ΦΕΚ 160Β/9-4-2010) και την τροποποίηση αυτού περί το 2017, πλέον οι κατασκευές είναι ενεργειακά θωρακισμένες, σύμφωνα με την τρέχουσα επιστημονική γνώση. Η ενεργειακή πενία αφορά παρομοίως το 80% του δομικού πλούτου που έχει κατασκευαστεί στην χώρα μας και επί της ουσίας αφορά την μεγάλη πλειοψηφία των υφιστάμενων κτιρίων.

Εν γένει στην πλειοψηφία των περιπτώσεων, η σεισμική δράση είναι υψηλής, μέτριας ακόμη και χαμηλής έντασης, παρατηρούνται αστοχίες των τοιχοπληρώσεων ειδικά έκτος του επιπέδους τους (Εικ. 1). Οι συγκεκριμένες αστοχίες μπορεί να έχουν άμεσα αποτελέσματα που οδηγούν στην αδυναμία λειτουργίας της κτιριακής εγκατάστασης ή και έμμεσα αποτελέσματα με πτώση της τοιχοποιίας σε ανθρώπους και αυτοκίνητα προκαλώντας θανατηφόρα ατυχήματα και μεγάλες υλικές ζημίες.

Εικ. 1: Εκτός επιπέδου αστοχίες τοιχοπληρώσεων (Αλβανία, 2019) | Πηγή: FIBRAN Α.Ε.

Από όσα αναφέρθηκαν στα παραπάνω είναι προφανές ότι δεν επαρκεί μόνο η ενεργειακή αναβάθμιση. Αδήριτη ανάγκη, σε μία σεισμογενή χώρα, αποτελεί η ταυτόχρονη σεισμική και ενεργειακή αναβάθμιση των κτιρίων (Εικ. 2). Έχει τεκμηριωθεί επιστημονικά και αντίστοιχα παγιωθεί στην πρακτική εφαρμογή ότι τα σύνθετα συστήματα εξωτερικής θερμοπρόσοψης αποτελούν τον θεμέλιο λίθο για την ενεργειακή βελτίωση των υφιστάμενων οικοδομών, ενώ αποτελούν απαραίτητο στοιχείο για τις νέες οικοδομές. Στα προγράμματα τύπου «Εξοικονομώ» από το 2007 έως το 2024 έχουν επενδυθεί περί τα τρεισήμισι δισεκατομμύρια ευρώ, χωρίς όμως να υπάρχει κάποια μέριμνα τόσο για την γενική σεισμική αναβάθμιση των παλιών κατασκευών (οικοδομών έως το 1990), όσο και για την διερεύνηση της συμπεριφοράς των σύνθετων συστημάτων εξωτερική θερμομόνωσης, ΣΣΕΘ, όταν αυτά φορτίζονται από σεισμικού τύπου δράσεις.

Εικ. 2: Κτιριακές κατασκευές με ελλιπή αντισεισμικά και ενεργειακά μέτρα προστασίας | Πηγή: FIBRAN Α.Ε.

Οι πιστοποιήσεις των ΣΣΕΘ, τύπου ETAG και EAD, αφορούν την συμπεριφορά τους σε ανεμοφόρτιση και όχι σε σεισμικά φορτία. Επιπλέον, τα ΣΣΕΘ στην πλειοψηφία τους πιστοποιούνται για τοιχωσώματα κάθετων οπών, ενώ στις υφιστάμενες τοιχοποιίες τα τοιχοσώματα διαθέτουν οριζόντιες οπές, γεγονός που καθιστά και την τοποθέτηση των πλαστικών βυσμάτων προβληματική σε οριακές φορτίσεις, είτε αυτές προέρχονται από άνεμο, πόσο δε μάλλον από την σεισμική φόρτιση η οποία έχει έντονα ανακυκλιζόμενο χαρακτήρα. Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι από το επενδεδυμένο χρηματοδοτικό κεφάλαιο των τρεισήμισι δισεκατομμυρίων ευρώ περίπου το ένα τρίτο αφορά την εφαρμογή συστημάτων ΣΣΕΘ, γεγονός που καθιστά την ανάπτυξη συστημάτων πιστοποίησης έναντι σεισμικών δράσεων απαραίτητα πιεστική και καθοριστική.

Το ερευνητικό τμήμα (R&D) της Fibran A.E., αλλά και ευρύτερα η εταιρεία στο πλαίσιο της εταιρικής κοινωνικής ευθύνης και εταιρικής υπευθυνότητας για το περιβάλλον και την κοινωνία, ήδη από το 2014 και εντονότερα από το 2018 μέσω εξειδικευμένου χρηματοδοτούμενου ερευνητικού προγράμματος εξετάζει την συμπεριφορά των ΣΣΕΘ σε τοιχοπληρώσεις που εμφατνώνονται σε φέροντες οργανισμούς.

Πιο συγκεκριμένα, η Fibran A.E. ως συντονιστής και βιομηχανικός εταίρος, μαζί με τα πανεπιστημιακά εργαστήρια Κατασκευής Συσκευών Διεργασιών, του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών, καθώς και με το εργαστήριο Πειραματικής Αντοχής Υλικών και Κατασκευών, του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών, του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, ανέλαβε στο πλαίσιο του προγράμματος Ερευνώ-Δημιουργώ-Καινοτομώ, ΕΣΠΑ 2014-2020, το ερευνητικό έργο «Ευφυείς όψεις για κτίρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας», με τον διακριτικό τίτλο IFZEB, το οποίο επικεντρώθηκε στην συνδυασμένη διερεύνηση της ενεργειακής και αντισεισμικής συμπεριφοράς σύνθετων συστημάτων εξωτερικής θερμομόνωσης, ΣΣΕΘ, και συστημάτων αεριζόμενη όψης.

Εφαρμόστηκε μια ολοκληρωμένη πειραματική και αναλυτική προσπάθεια στοχεύοντας στην αποτίμηση της συμπεριφοράς των θερμομονωτικών υλικών διογκωμένης, EPS, και εξηλασμένης, XPS, πολυστερίνης καθώς και πετροβάμβακα, MW, ως προσαρτημάτων επί των τοιχοπληρώσεων, που μορφώνουν σύνθετα συστήματα εξωτερικής μόνωσης και συστήματα αεριζόμενης όψης, έναντι σεισμικών καταπονήσεων.

Το πειραματικό πρόγραμμα (Εικ. 3), περιελάμβανε: δοκιμές σε επίπεδο υλικών, (κόλλα, αγκύριο, μονωτικό), εφελκυσμό, κάμψη, διάτμηση, δοκιμές εξόλκευσης του μονωτικού υλικού από το υπόστρωμα, κάθετα στην επιφάνεια επικόλλησης, (εκτός επιπέδου καταπόνηση), δοκιμή διάτμησης μονωτικού υλικού-τοιχοσώματος-κόλλας παράλληλα στην επιφάνεια επικόλλησης, (εντός επιπέδου καταπόνηση), δοκιμές τοιχάριων τετραγωνικών διαστάσεων σε εφελκυσμό, (εντός επιπέδου καταπόνηση), δοκιμές τοιχάριων ορθογωνικών διαστάσεων σε κάμψη, (εκτός επιπέδου καταπόνηση), δοκιμές τοίχων με συνδυασμένη τριαξονική φόρτιση, δοκιμές τοίχου-πλαισίου με συνδυασμένη τριαξονική φόρτιση.

Εικ. 3: Δοκίμια ΣΣΕΘ στο εργαστήριο του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης | Πηγή: FIBRAN Α.Ε.

Από τις δοκιμές που εκτελέστηκαν προκύπτουν τα παρακάτω αποτελέσματα:

• Γενικά, σε όλες τις περιπτώσεις, τα ΣΣΕΘ αυξάνουν την αντοχή και δυσκαμψία της τοιχοποιίας συγκριτικά με μια τοιχοποιία η οποία δεν διαθέτει ΣΣΕΘ. Αυτό συμβαίνει ειδικά στην εκτός επιπέδου καταπόνηση, ενώ στην εντός επιπέδου και πάλι αυξάνεται η αντοχή, όμως η απόδοση βρίσκεται σε άμεση εξάρτηση με την στρώση του ειδικού κονιάματος-κόλλας.

• Στην εκτός επιπέδου καταπόνηση, ο τύπος του θερμομονωτικού υλικού καθορίζει την αντοχή και δυσκαμψία του ΣΣΕΘ.

• Στην εντός επιπέδου καταπόνηση, υπό διατμητική καταπόνηση, προεξάρχοντα ρόλο παίζει το ειδικό κονίαμα-κόλλα και η επιφάνεια της μονωτικής πλάκας.

• Στην εντός επιπέδου συμπεριφορά το ΣΣΕΘ, με την επενέργεια του δίσκου, θα συνεισφέρει στην δυσκαμψία του πλαισίου, ενώ στην εκτός επιπέδου συμπεριφορά, το σύστημα λειτουργεί ως πλάκα, και το ΣΣΕΘ αυξάνει κυρίως την αντοχή, ενώ παράλληλα σταθεροποιεί την τοιχοπλήρωση καθυστερώντας την εκτός επιπέδου δράση.

• Η ύπαρξη του θερμομονωτικού προσαρτήματος σε πιστοποιημένο σύστημα ΣΣΕΘ που αποτελείται από πλάκες εξηλασμένης πολυστερίνης, FIBRANxps ETICS GF, επέφερε μια αύξηση της φέρουσας ικανότητας, σε δοκίμια τοιχάριων, η οποία είναι της τάξης του 40%, συγκριτικά με μια τοιχοποιία χωρίς μόνωση. Το ποσοστό αυτό έχει απόλυτο χαρακτήρα, αναφέρεται σε συγκεκριμένα υλικά και φόρτιση. Ωστόσο, αυτό που έχει μεγάλη σημασία δεν είναι σε αυτήν την φάση το ποσοστό αύξησης αντοχής, αλλά το γεγονός ότι σε όλες τις δοκιμές τα συστήματα με εξηλασμένη πολυστερίνη επέδειξαν καλύτερη συμπεριφορά σε σχέση με τα δοκίμια που ήταν κατασκευασμένα από διογκωμένη πολυστερίνη ή πετροβάμβακα. Η εύρεση της ποσοστιαίας αύξησης απαιτεί μια έρευνα εστιασμένη στο εν λόγω θέμα και υπό την θεώρηση συγκεκριμένου Kit υλικών ΣΣΕΘ και καθορισμένου πρωτοκόλλου φόρτισης.

• Η οριακή κατάσταση συνοδεύεται με μερική αποκόλληση του θερμομονωτικού προσαρτήματος από την επιφάνεια του τοίχου ενώ η ύπαρξη του βύσματος αποτρέπει την καθ’ ολοκληρία αποκόλληση του μονωτικού υλικού. Τα πλαστικά βύσματα αποτελούν την δεύτερη γραμμή άμυνας ενεργοποιούμενα κατά την μεταελαστική φάση συμπεριφοράς.

• Γενικά καταγράφεται αποκόλληση της θερμομονωτικής πλάκας από το ειδικό κονίαμα-κόλλα και όχι αποκόλληση της κόλλας από το υπόστρωμα της τοιχοποιίας. Η εν λόγω συμπεριφορά, έως ένα, βαθμό οφείλεται στα πλαστικά βύσματα.

• Η διογκωμένη πολυστερίνη και ο πετροβάμβακας, σε πολλές των περιπτώσεων, αστοχούν στο σώμα/όγκο του υλικού και με αποκόλληση. Στην εξηλασμένη πολυστερίνη η αστοχία εντός του σώματος του υλικού συμβαίνει σπανιότερα, λόγο της μεγάλη πυκνότητας.

• Η ύπαρξη του υαλοπλέγματος φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο, μειώνοντας την ρηγμάτωση της τοιχοποιίας.

• Τέλος, το ΣΣΕΘ βοηθάει στην αποφυγή αποδιοργάνωσης της τοιχοποιίας, όπως στην μείωση της ρηγμάτωσης και στην πτώση αυτής.

Από την ανάλυση των συμπερασμάτων, προκύπτει η καλύτερη καλύτερη συμπεριφορά στην εντός και εκτός επιπέδου φόρτιση καταγράφεται στα ΣΣΕΘ με εξηλασμένη πολυστερίνη. Συνολικά οι πλάκες εξηλασμένης πολυστερίνης, δεν αποτελούν μόνο υλικά ενεργειακής αναβάθμισης, αλλά προσφέρουν και μηχανική αναβάθμιση συγκριτικά με την κλασσική τοιχοποιία, όταν εφαρμοστούν ακλουθώντας συγκεκριμένες τεχνικές και προϊόντα.

Τέλος, τα ΣΣΕΘ με εξηλασμένη πολυστερίνη επηρεάζουν την αντισεισμική συμπεριφορά της τοιχοπλήρωσης, και υπό συγκεκριμένους κατασκευαστικούς όρους και προϋποθέσεις, μπορούν να επιτύχουν αύξηση των μηχανικών χαρακτηριστικών του υποστρώματος τοιχοπλήρωσης, επί των οποίων προσαρτούνται και εν τέλει να προσφέρουν διαβαθμισμένη αύξηση της δυσκαμψίας και της αντοχής.

Η Fibran A.E. και το τμήμα έρευνας της (R&D) αναγνωρίζοντας ότι δεν αρκεί μόνο η αντισεισμική και ενεργειακή αναβάθμιση αλλά ταυτόχρονα και η πυροπροστασία εργάζεται αναζητώντας νέες τεχνικές λύσεις και προϊόντα που θα εξασφαλίζουν τον σύνολο των θεμελιωδών δομικών χαρακτηριστικών σε ένα έντονα προεξάρχον μεταβλητό ανθρωπογενές και φυσικό περιβάλλον.

Άρθρο του Άνθιμου Σ. Αναστασιάδη | Δρ. Πολιτικού Μηχανικού | Εταιρεία ΑSAναστασιάδης & Συνεργάτες & του Χρήστου Μ. Χατζηάστρου | Χημικού, MSc Χημείας Δομικών Υλικών | Δ/ντη Τεχνικής Υποστήριξης στην εταιρεία FIBRAN Α.Ε.

Υποβάλλετε ένα άρθρο

Το όνομά σας *

Το email σας *

Το θέμα του άρθρου σας *