Okno jednodzielne – odporność na obciążenie wiatrem PN-EN 12211

Okno jednodzielne (jednoskrzydłowe lub stałe szklenie) z definicji nie posiada słupków poziomych lub pionowych, rozdzielających powierzchnie przezierne lub nieprzezierne.  Skoro takie okno nie posiada słupka (elementu statycznego), czy można zadeklarować klasę odporności na obciążenie wiatrem i w jaki sposób to zrobić? Jeśli konstrukcja jednodzielna nie posiada słupka, to może nie trzeba wykonywać badań odporności na obciążenie wiatrem i deklarować żadnej klasy?

Wielu producentów okien zadaje sobie te pytania i nam – jaką klasę odporności na obciążenie wiatrem zadeklarować, albo czy w ogóle deklarować jakąś klasę? Nie wiedzieć czemu, skąd pojawiają się w ogóle te wątpliwości.

Oporność na obciążenie wiatrem – przepisy

Okno jednoskrzydłowe lub ze stałym szkleniem jest wyrobem budowlanym, jak każde inne okno. W związku z tym podlega, jak inne wyroby budowlane, przepisom i rozporządzeniom. Każdy wyrób budowlany przyporządkowany jest grupie, która należy do odpowiedniego systemu oceny zgodności. Okna oceniamy wg systemu 3 – Zakładowa Kontrola Produkcji i badania wstępne typu (ITT) w notyfikowanym laboratorium. Zgodnie z rozporządzeniem parlamentu Unii Europejskiej CPR Nr 305/2011 i z normą wyrobu dla okien i drzwi zewnętrznych PN-EN 14351-1+A1:2010, producent powinien poddać wyrób ocenie w notyfikowanym laboratorium, w celu ustalenia właściwości (wyznaczenia klas, współczynników, wartości progowych). Zgodnie z polskimi przepisami (Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie – wraz późniejszymi zmianami), okna i drzwi zewnętrzne powinny spełniać między innymi, wymagania odnośnie odporności na obciążenie wiatrem. Właściwość ta związana jest z warunkiem bezpieczeństwa konstrukcji budynku. Do wyznaczania, a w zasadzie obliczania minimalnego ciśnienia wiatru na konstrukcję budowlaną względem jego usytuowania, wysokości nad poziomem morza itp., służy norma PN-EN 1991-1-4:2008 „Oddziaływania ogólne. Oddziaływania wiatru” – przywołana w warunkach technicznych.

Oporność na obciążenie wiatrem – przebieg badania i wyznaczanie klasy

Jeśli w oknie nie ma słupków statycznych, to w jaki sposób określić jego odporność na obciążenie wiatrem i jak mierzyć ugięcia?

Według definicji normy badawczej PN-EN 12211 przemieszczenie czołowe to: przemieszczenie punktu elementu ramy skrzydła lub ościeżnicy, mierzone prostopadle do elementu. Ani norma wyrobu, ani norma badawcza nie rozróżnia badanego typu okna, ale na pewno nakazuje, że należy zmierzyć przemieszczenie i obliczyć na tej podstawie ugięcie czołowe oraz ugięcie czołowe względne.

Cały proces badania okna zmierzający do wyznaczenia klasy odporności na obciążenie wiatrem wg normy klasyfikacyjnej PN-EN 12210 polega na:

• zmierzeniu przepuszczalności powietrza przy ciśnieniu dodatnim i ujemnym wg normy PN-EN 1026 i określeniu klasy przepuszczalności powietrza zgodnie z normą PN-EN 12207,
• zmierzeniu przemieszczeń przy określonym próbnym ciśnieniu dodatnim i ujemnym „P1” – wg normy PN-EN 12211,
• przeprowadzeniu powtarzalnej próby ciśnieniowej dla ciśnień dodatnich i ujemnych x50 – próbne ciśnienie P2 = P1x0.5 wg normy PN-EN 12211,
• ponownym zmierzeniu przepuszczalności powietrza przy ciśnieniu dodatnim i ujemnym wg normy PN-EN 1026 i określeniu klasy przepuszczalności powietrza zgodnie z normą PN-EN 12207. Uwaga spełnienie warunku wymienionego w normie klasyfikacyjnej dot. odporności na obciążenie wiatrem PN-EN 12210 (wraz z poprawką PN-EN12210:2001/AC): Brak widocznych uszkodzeń podczas obserwacji okiem nieuzbrojonym lub uzbrojonym z odległości 1m w świetle naturalnym. Próbka do badań powinna pozostać funkcjonalna, a przepuszczalność powietrza bo badaniach, przy P1 i P2 nie powinna więcej niż o 20% przekroczyć górnej granicy deklarowanej klasy przepuszczalności powietrza określonej wg EN 12207.
• przeprowadzeniu testu bezpieczeństwa przy próbnym ciśnieniu dodatnim i ujemnym P3 = P1x1.5 – wg normy PN-EN 12211 i spełnieniu warunku wymienionego w normie klasyfikacyjnej dot. odporności na obciążenie wiatrem PN-EN 12210: Uszkodzenia takie jak, ugięcia i/lub skręcenie okuć oraz pęknięcia i spękania elementów ramy, powinny być dopuszczone, przy założeniu, że żadna z części nie oddzieli się, a badane okno pozostanie zamknięte. Dopuszcza się pęknięcie szyby i jej wymianę oraz powtórne przeprowadzenie badania.

W określaniu klasy odporności na obciążenie wiatrem dla okien jednodzielnych, nie jest zatem ważne samo ugięcie, które tu nie ma aż tak dużego znaczenia, jak pozostanie okna funkcjonalnym i sprawnym.

Oporność na obciążenie wiatrem – pomiar ugięcia w oknie jednodzielnym

Sam pomiar ugięcia przemieszczenia się elementów ościeżnicy lub skrzydła nie ma tu dużego znaczenia, ale zgodnie z normą PN-EN 12211 należy go wykonać. W którym więc miejscu  należy zmierzyć ugięcie?

W oknie jednoskrzydłowym będzie to np. miejsce na skrzydle z maksymalnym rozstawem elementów okuć lub maksymalna długość kształtownika skrzydła (wszystko zależy od danej konstrukcji). W oknie jednodzielnym (szklenie stałe) maksymalna długość kształtownika ościeżnicy. Jeśli sam pomiar nie ma dużego znaczenia, a samo okno jest raczej prostą konstrukcją, to po co wykonywać to badanie? Czy zdarza się, że okno jednodzielne nie spełnia określonej klasy odporności na obciążenie wiatrem? Na podstawie naszego bogatego doświadczenia badawczego, dla przypadków nie spełnienia klasy najczęstszą przyczyną jest:

• okna z kształtowników PVC: obluzowanie się elementów okuć, pęknięcia szyb,
• okna z kształtowników aluminiowych: obluzowanie się elementów okuć, odkształcenie się kształtowników skrzydła, pęknięcia szyb,
• okna z kształtowników drewnianych: obluzowanie się elementów okuć, wygięcia wkrętów mocujących elementy okuć na ościeżnicy, pęknięcia szyb,
• okna z kształtowników drewniano-aluminiowych: obluzowanie się elementów okuć, wygięcia wkrętów mocujących elementy okuć na ościeżnicy, wygięcia oraz wypinanie się zewnętrznych (okładzin) kształtowników aluminiowych.

Jak wynika z obserwacji badawczych, okna jednodzielne mogą nie spełniać zadeklarowanej klasy odporności na obciążenie wiatrem pomimo, że nie ma w nich słupków statycznych.

W interesie producenta jest więc zwrócenie uwagi na ofertę laboratorium badawczego. Czy oferta badań wstępnych typu lub badań kontrolnych zawiera badanie odporności na obciążnenie wiatrem dla wyrobów jednodzielnych – okien, drzwi balkonowych lub drzwi zewnętrznych.

Źródła:

1. PN-EN 14351-1+A1:2010 – Okna i drzwi. Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne. Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności.
2. PN-EN 1026:2001 – Okna i drzwi. Przepuszczalność powietrza. Metoda badania.
3. PN-EN 12207:2001 – Okna i drzwi. Przepuszczalność powietrza. Klasyfikacja.
4. PN-EN 12211:2001 – Okna i drzwi. Odporność na obciążenie wiatrem. Metoda badania.
5. PN-EN 12210:2001 – Okna i drzwi. Odporność na obciążenie wiatrem. Klasyfikacja.
6. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011 z 9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające Dyrektywę Rady 89/106/EWG.
7. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
8. PN-EN 1991-1-4:2008 Oddziaływania ogólne. Oddziaływania wiatru.