Stan przedawaryjny płyty balkonowej i projekt naprawy

Rys. 1. Balkon poddany przebudowie: a) widok ogólny, b) szczegół spodu płyty w zbliżeniu

Wstęp
W powszechnie dostępnej literaturze technicznej usterkom i uszkodzeniom płyt balkonowych, jak również loggii i podcieni nie poświęca się na ogół większej uwagi. Niewielka ilość dostępnych na rynku pozycji literatury, w której omówione są zagadnienia związane z prawidłowym projektowaniem, eksploatacją, jak również wzmacnianiem balkonów [1–2] nie ułatwia ich eksploatacji oraz napraw. W związku z tym na szczególną uwagę zasługuje Instrukcja ITB nr 365/2000 Eksploatacja i konserwacja balkonów w budynkach, która w sposób przeglądowy porusza problematykę usterek w balkonach oraz podejmuje próbę usystematyzowania zasad ich usuwania [3].

Zasadniczo balkony, w tym ich stan techniczny, budzą zainteresowanie użytkowników zazwyczaj wtedy, gdy ich dalsza eksploatacja zaczyna powodować powstawanie bezpośredniego zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania i bezpieczeństwa konstrukcji [4–5]. Z reguły balkony, w których występują usterki, nie spełniają wymagań normowych w zakresie Stanu Granicznego Nośności (SGN) lub Stanu Granicznego Użytkowania (SGU). Wynika to między innymi z faktu, że balkonom jako elementom znajdującym się poza obrysem budynku stawia się zazwyczaj mniejsze wymagania w zakresie zachowania reżimu technologicznego podczas ich realizacji niż innym elementom znajdujących się w obrysie budynku [6–7]. Należy jednak zauważyć, że usterki są nieodłącznym elementem eksploatacji balkonów i między innymi z tego powodu należy traktować je jako nieuniknione.

Celem artykułu jest przedstawienie skutków braku terminowego prowadzenia okresowych prac remontowych oraz sposobu użytkowania na stan techniczny balkonu. Płyta balkonowa, wykonana z gruzobetonu, została wykonstruowana na belkach stalowych wspornikowo zamocowanych w ścianie zewnętrznej. Zakres artykułu obejmuje przedstawienie występujących usterek i uszkodzeń oraz propozycję rozwiązania projektowego, polegającego na przywróceniu do ponownego użytkowania uszkodzonego balkonu wyłączonego z eksploatacji.

Dane ogólne
Budynek  posiadał 3 kondygnacje nadziemne oraz poddasze użytkowe, w rzucie poziomym miał kształt prostokąta. Układ ścian konstrukcyjnych był podłużny. Ściany zewnętrzne zrealizowane zostały z cegły ceramicznej pełnej klasy 75–100 (f_b = 7,5-10,0 MPa) o zmiennej na wysokości budynku grubości: w poziomie piwnicy, parteru i I piętra -38 cm, w poziomie II piętra oraz poddasza użytkowego - 25 cm. Zaprawę murarską oceniono wizualnie jako marki M1 (f_m = 1,0 MPa). Strop nad piwnicą wykonano na belkach stalowych, rozmieszczonych w rozstawie od 90 cm do 115 cm z wypełnieniem przestrzeni pomiędzy dwuteownikami I180 płytą staloceramiczną Kleina typu półciężkiego, lokalnie płytą gruzobetonową. Stropy nad parterem, nad I i II piętrem na belkach drewnianych. Przekrycie budynku stanowił dach drewniany stromy typu płatwiowo-kleszczowego z mansardami.

Objęty analizą balkon był jednym z czterech usytuowanych w ścianie podłużnej (2 balkony nad parterem, 2 balkony nad I piętrem). Balkon zakotwiony był w poziomie stropu nad I piętrem (rys. 1). Gruzobetonowa płyta balkonowa o grubości 16 cm (sumaryczna grubość płyty z warstwami wykończeniowymi wynosiła 25 cm) oparta została na ścianach zewnętrznych budynku oraz na ramie wykonanej z dwuteowników stalowych I160 oraz I180 (rys. 2). Połączenie elementów stalowych wykonano jako spawane. Balkon posiadał pełnościenną balustradę o wysokości 85 cm, licząc od górnej powierzchni płyty balkonowej. Balustrada z cegły ceramicznej pełnej odmiany 100 (klasy f_b = 10,0 MPa) o grubości 18 cm, murowanej na zaprawie cementowo-wapiennej marki M1 (f_m = 1,0 MPa).


Rys. 2. Balkon poddany przebudowie – inwentaryzacja stanu istniejącego przed remontem

Opis uszkodzeń
W widoku od spodu w płycie balkonowej występowały rozległe usterki i uszkodzenia wilgotnościowe, których przyczyną był całkowity brak izolacji przeciwiwilgociowej na górnej powierzchni płyty oraz brak posadzki (nienasiąkliwej warstwy wykończeniowej na górnej powierzchni płyty balkonowej). Widoczne od spodu ubytki korozyjne gruzobetonowej płyty balkonowej dochodziłły do ok. 6 cm. Odprowadzenie wody opadowej z balkonu odbywało się poprzez otwory przelewowe o wymiarze 10 × 5 cm, znajdujące się w pełnościennej balustradzie typu masywnego, bezpośrednio nad górną powierzchnią płyty balkonowej. W praktyce otwory te nie odprowadzały wody opadowej w sposób właściwy ze względu na ich zamulenie piaskiem i zaślepienie liśćmi. W dolnej części balustrady widoczne były ślady wilgoci spowodowane podciąganiem kapilarnym wody gromadzącej się na płycie balkonu. Na bocznych powierzchniach balustarady stwierdzono ubytki tynku oraz brak przyczepności pozostałych tynków do podłoża (odparzenia). Odparzenia tynku miały miejsce również na spodzie płyty balkonowej, ponadto w szczytach płyty występowały braki szpałdowania dwuteowników stalowych. Wysokość balustrady wynosiła 85 cm i nie spełniała obowiązujących przepisów odnośnie minimalnej wysokosci. Elementy stalowej ramy wykazywały rozległą korozję powierzchniową (szczególnie intensywna była korozja dolnych stopek dwuteowników). Ubytki korozyjne stopek dwuteowników nie przekraczały 1,5 mm grubości. Na powierzchni dwuteowników nie stwierdzono ubytków śwadczących o rozwoju korozji wżerowej, nie występowała również korozja perforacyjna środników. Stan techniczny dwuteowników w miejscu zakotwienia w murze zewnętrznym nie budził zastrzeżeń pod względem nośności. W miejscu łączenia dwuteowników ramy stan spoin nie wzbudzał zastrzeżeń, nie stwierdzono rozwarstwienia spoin.

Projekt naprawy usterek i uszkodzeń balkonu
Z ekonomicznego i technicznego punktu widzenia najbardziej uzasadnioną decyzją była rozbiórka balkonu i w jego miejsce wykonanie porte-fenetre’u. Rozwiązanie to jednak nie zostało przyjęte przez użytkowników mieszkania. Zastosowanie tzw. balkonów dostawianych było przedsięwzięciem przerastającym możliwości finansowe wspólnoty mieszkaniowej [7]. Jedynym rozwiązaniem pozostała więc rozbiórka ciężkiej gruzobetonowej płyty balkonu oraz balustrad i późniejsze odtworzenie według rozwiązań zbliżonych do zastosowanych w pierwotnym układzie konstrukcyjnym.

W ramach prac remontowych usunięto istniejącą, intensywnie zdekapitalizowaną płytę balkonowej wraz z balustradą. Wzdłuż ściany podłużnej zamontowano dodatkowy ceownik C160 i wykonano nową żelbetową płytę balkonową. Proponowane rozwiązanie pokazano na rys. 3.


Rys. 3. Balkon poddany przebudowie – stan projektowany

Wymiary ceownika dobrano z uwagi na minimalną szerokość oparcia projektowanej, żelbetowej płyty balkonowej. Ceownik C160 zaprojektowano ze stali S235JR. Z uwagi na wiek obiektu, przed wykonaniem spoin zalecono wykonanie próby spawania na budowie. Nową płytę balkonową o gr. 6 cm zaprojektowano jako żelbetową, monolityczną, wykonywaną na budowie z betonu klasy B25/30 (XC3). Wzdłuż krawędzi zewnętrznych balkonu przewidziano wykonanie pogrubienia płyty w postaci belek o wysokości 18 cm i szerokości 8 cm (rys. 4).

a)


b)


Rys. 4. Balkon poddany przebudowie, stan projektowany: szczegóły konstrukcyjne: a) przekrój II-II, b) przekrój III-III

Dolną powierzchnię płyty balkonowej ze względów technologicznych (zmniejszenie grubości) oraz estetycznych obłożono od spodu warstwą styropianu o grubości 11 cm. Widok zbrojenia płyty pokazano na rys. 5. Pręty zbrojenia wykonano ze stali klasy A-II (S355JR). Średnica prętów zbrojenia głównego i rozdzielczego wynosiła ∅6 mm.


Rys. 5. Balkon poddany przebudowie, stan projektowany: zbrojenie płyty balkonowej

Na górnej powierzchni płyty przewidziano wykonanie jednowarstwowej izolacji przeciwwilgociowej z papy termozgrzewalnej Izolmat Plan PYE PV250 S5 na włókninie poliestrowej, modyfikowanej SBS-em. Rozwiązanie projektowe przewidywało odtworzenie balustrady ochronnej jako lekkiej balustrady stalowej. Ze względu na lokalizację budynku w strefie ochrony konserwatorskiej, konieczne było odtworzenie pierwotnego kształtu balustrady. Efekt wizualny uzyskano poprzez wykonanie nowej balustrady z profili stalowych obitych wodoodporną płytą OSB/4, na którą naklejone zostały frezowane panele ze styroduru. Styrodur przyklejony został do płyty OSB/4 klejem poliuretanowym (rys. 6).


Rys. 6. Balkon poddany przebudowie, stan projektowany: konstrukcja nowoprojektowanej balustrady

Przebudowa balkonu zrealizowana została zgodnie z opracowanym rozwiązaniem projektowym (rys. 7).

Rys. 7. Balkon poddany przebudowie – stan zrealizowany

Wnioski
Brak konserwacji kanałów odprowadzających wodę z płyty balkonowej oraz niewykonywanie regularnych remontów okresowych doprowadziły do obniżenia sprawności technicznej balkonu i powstania stanu przedawaryjnego. Balkon został wyłączony z użytkowania, a pozostawienie go w tym stanie w dłuższym okresie doprowadziłoby do awarii.

Ze względów ekonomicznych naprawa balkonu była nieuzasadniona, gdyż przekraczała jego wartość odtworzeniową. Była za to konieczna ze względów społecznych. Odciążenie balkonu przez zastąpienie uszkodzonej płyty balkonowej oraz ciężkich murowanych balustrad ich lżejszymi odpowiednikami pozwoliło na przywrócenie stanu pełnej sprawności technicznej balkonu. Zakres przebudowy obejmował wykonanie nowej płyty balkonowej wraz z warstwami wykończeniowymi oraz wymianę balustrady ochronnej z zachowaniem wymagań stawianych przez konserwatora zabytków.

Literatura:
1. Masłowski E., Spiżewska D.: Wzmacnianie konstrukcji budowlanych, Arkady, Warszawa, 1999.
2. Praca zbiorowa: Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław, 2007.
3. Instrukcja ITB nr 365/2000: Eksploatacja i konserwacja balkonów w budynkach, Instytut techniki Budowlanej, Warszawa, 2000.
4. Ślusarek J.: Rozwiązania strukturalno-materiałowe balkonów i logii, XVII Ogólnopolska Konferencja Warsztat Pracy Projektanta Konstrukcji WPPK, Ustroń, 2003, 235-273.
5. Niedostatkiewicz L., Niedostatkiewicz M.: Przyczynek do naprawy balkonów w budynkach mieszkalnych, International Workshop on Rehabilitation of Existing Urban Building Stock, Gdańsk, 2004, 157-160.
6. Niedostatkiewicz M.: Kilka słów o naprawie balkonów w budynkach mieszkalnych, VI Konferencja Naukowo-Techniczna REW-INŻ 2004 Inżynieryjne problemy odnowy staromiejskich zespołów zabytkowych, Kraków, 2004, 2, 187-197. 
7. Niedostatkiewicz M.: Ocena stanu technicznego oraz przykłady rozwiązań projektowych remontu balkonów. Poradnik Inspektora Nadzoru, Kierownika Budowy i Inwestora, Warszawskie Centrum Postępu Techniczno-Organizacyjnego Budownictwa WACETOB, Warszawa, 2008, 4/08, 25-36.

mgr inż. Tomasz Majewski
Pracownia Projektowo-Inżynierska
Tomasz Majewski

dr inż. Maciej Niedostatkiewicz
Politechnika Gdańska
Pracownia Projektowo-Inżynierska
Maciej Niedostatkiewicz


CZYTAJ WIĘCEJ

Operacja-renowacja: jak szybko i łatwo odnowić balkon?

---