Uszkodzenia komina portkowego w obszarze poddasza budynku mieszkalnego

Wstęp
Jak wiadomo, powszechnie błędy projektowe oraz wykonawcze wpływają bezpośrednio na bezpieczeństwo konstrukcji i bezpieczeństwo użytkowania obiektów budowlanych, w tym budynków mieszkalnych [1–2]. Jakość opracowanej dokumentacji projektowej, lecz również rzetelność zrealizowanych na jej podstawie robót budowlanych mają decydujący wpływ na trwałość budynków, w tym dekapitalizację poszczególnych elementów konstrukcyjnych oraz wykończeniowych podczas ich użytkowania [3–4]. W okresie minionym, także latach 30. XX wieku część elementów konstrukcyjnych w budynkach mieszkalnych realizowana była na podstawie uproszczonej dokumentacji projektowej lub wręcz tylko i wyłącznie na podstawie wcześniejszego doświadczenia zawodowego wykonawców. Sytuacja ta dotyczy między innymi realizacji tzw. kominów portkowych, które były wykonywane w budynkach mieszkalnych w celu obniżenia kosztów inwestycji poprzez zmniejszenie ilości samodzielnych trzonów kominowych. Celem artykułu jest przedstawienie wpływu błędów popełnionych podczas realizacji komina portkowego, który po długoletnim okresie użytkowania znajdował się w stanie przedawaryjnym. W artykule przedstawiono zaproponowany sposób usunięcia występujących uszkodzeń trzonu kominowego.

Dane ogólne
Budynek, w którym usytuowany był trzon kominowy, zrealizowany został w technologii tradycyjnej, w latach 30. XX wieku, posadowiony na ceramicznych cokołach fundamentowych. Mury zewnętrzne oraz wewnętrzne w części zagłębionej w gruncie wykonane zostały z cegły ceramicznej pełnej, podobnie jak kondygnacje parteru, I piętra oraz ściany poddasza. W poziomie kondygnacji piwnic budynek posiadał poprzeczny układ konstrukcyjny ścian, w poziomie kondygnacji parteru oraz I piętra układ konstrukcyjny ścian był podłużny. Strop nad piwnicą wykonany zostały jako strop gęstożebrowy Akermana, stropy nad parterem oraz nad I piętrem wykonano jako stropy na belkach drewnianych. Dach drewniany stromy zrealizowany został jako dach jętkowy. Pokrycie dachów stanowiła dachówka ceramiczna karpiówka.

W budynku trzon kominowy wyprowadzony powyżej połaci dachowej usytuowany został w środkowej części rzutu budynku i wykonany jako tzw. komin portkowy, znany też pod nazwą komina arkadowego: dwuprzewodowe trzony kominowe przeprowadzone zostały jako wolnostojące przez kondygnacje piwnic, parteru oraz I piętra i połączone w jeden czteroprzewodowy trzon w poziomie poddasza. W poziomie poddasza jeden z trzonów wykonany został jako pionowy, natomiast drugi jako ukosowany, odchylony od pionu. W poziomie poddasza wykonane zostało przesklepienie w postaci żelbetowej belki nadprożowej, na której posadowiono połączony trzon czteroprzewodowy. Przesklepienie umożliwiało komunikację w poziomie poddasza pomiędzy połączonymi trzonami dwuprzewodowymi (rys. 1).


Rys. 1. Widok komina portkowego – uproszczona inwentaryzacja wymiarów

Opis uszkodzeń komina portkowego
W czasie oględzin stwierdzono, że uszkodzenia występują po obu stronach trzonu kominowego, zarówno w przypadku trzonu pionowego, jak również zakrzywionego (rys. 2a, b, c). Uszkodzenia w postaci zarysowania muru ceramicznego  występowały na płaszczyznach bocznych trzonów wzdłuż krawędzi oparcia żelbetowej belki nadprożowej, stanowiącej przesklepienie poniżej połączenia trzonów kominowych. Wysokości belki nadprożowej wynosiła 14 cm, głębokość oparcia belki żelbetowej na pionowym trzonie kominowym wynosiła również 14 cm, natomiast długość ukośnej krawędzi oparcia belki na zakrzywionym trzonie wynosiła 22 cm. Szerokości belki nadprożowej wynosiła 70 cm i równa była szerokości trzonów kominowych (pionowego oraz zakrzywionego). Poniżej oparcia belki nadprożowej na trzonie zakrzywionym widoczne było zarysowanie na całej szerokości trzonu (rys. 2d). 

a)

b)

c)

d)

Rys. 2. Uszkodzenia komina portkowego – zarysowania w miejscu oparcia żelbetowej belki nadprożowej: a) na trzonie ukośnym, w widoku od strony klatki schodowej, b) na trzonie ukośnym, w widoku od strony ściany szczytowej, c) na trzonie pionowym, w widoku od strony ściany szczytowej, d) w widoku od spodu, w miejscu oparcia na trzonie ukośnym

Analiza stanu technicznego komina portkowego
Bezpośrednią przyczyną uszkodzeń trzonu kominowego w poziomie poddasza było błędne rozwiązanie projektowe zastosowane na etapie realizacji komina portkowego. Błąd polegał na tym, że kształt trzonu nie był dostosowany do linii ciśnień powstających w zakrzywionym trzonie kominowym, a do rozszerzenia uszkodzeń przyczyniał się fakt, że w kluczu zamiast sklepienia ceglanego zastosowano przekrycie otworu przełazowego pomiędzy trzonami przy pomocy żelbetowej belki nadprożowej. Zastosowanie elementu poziomego jako przesklepienia otworu powodowało, że składowa pozioma reakcji podporowej żelbetowej belki nadprożowej stanowiła siłę rozporu dla zakrzywionego trzonu kominowego, co przyczyniało się do powstawania uszkodzeń w postaci intensywnych zarysowań trzonu – trzon był „rozpychany” przez poziomą belkę żelbetową, a oparty koniec nadproża na trzonie pionowym doznawał obrotu i ścinał mur trzonu zakrzywionego. Było to widoczne w postaci poziomego zarysowania na całej szerokości trzonów poniżej oparcia belek nadprożowych na trzonie zakrzywionym. 

Zarysowania na trzonie pionowym były charakterystyczne dla oparcia elementów żelbetowych na murze ceglanym i nie świadczyły o przeciążeniu konstrukcji.

Podłużne, lokalne zarysowania trzonów były uszkodzeniami eksploatacyjnymi, spowodowanymi długoletnim użytkowaniem części przewodów jako dymowe i spalinowe.  

Propozycje usunięcia uszkodzeń
Uwzględniając zakres występujących uszkodzeń, zaproponowany zakres prac remontowych obejmował:

• opróżnienie poddasza (strychu) wokół trzonu kominowego w celu umożliwienia bezpiecznego przeprowadzenia prac naprawczych,
• zgromadzenie na poddaszu sprzętu ochrony ppoż. ze względu na planowane do realizacji prace spawalnicze,
• uszczelnienie metodą iniekcji niskociśnieniowej z zastosowaniem zaczynu cementowego na bazie mikrokrzemionki modyfikowanej polimerami istniejących zarysowań trzonu kominowego, zarówno w obszarze oparcia żelbetowej belki nadprożowej, jak również zarysowań wzdłuż samego trzonu, w tym jego części protoliniowej oraz zakrzywionej,
• wykonanie montażu stalowej konstrukcji wzmacniającej trzon kominowy. Podczas prac montażowych szczególną uwagę należało zwrócić na sposób wprowadzenia siły napinającej dwuteowniki stalowe [80] – siłę należało wprowadzić do uzyskania braku zwisu elementów stalowych wynikającego z ich ciężaru własnego,
• po zakończeniu montażu stalowej konstrukcji wzmacniającej trzon kominowy wykonanie jej zabezpieczenia przy pomocy ochronnych powłok malarskich w układzie: 2x farba rdzochronna podkładowa, 1x farba nawierzchniowa.

Po zakończeniu montażu stalowej konstrukcji wzmacniącej trzon kominowy, w czasie wykonywania tzw. przeglądów kominiarskich prowadzonych w ramach Kontroli Stanu Sprawności Technicznej Obiektu Budowlanego szczegółowej kontroli należało poddać:   

• poprawność podłączenia przewodów wentylacyjnych, spalinowych oraz dymowych w trzonie kominowym,      
• przeanalizować drożność przewodów w trzonie kominowym,
• przeprowadzić pomiary siły ciągu oraz krotności wymiany powietrza w trzonie kominowym w zakresie zgodności z wymaganiami norm: PN-83/B-03430/Az3:2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej–Wymagania oraz PN-89/B-10425 Przewody dymowe, spalinowe  i wentylacyjne murowane z cegły-Wymagania techniczne i badania przy odbiorze.

Wnioski
Trzon kominowy zrealizowany został jako komin portkowy, składający się z trzonu prostego oraz zakrzywionego, z przesklepieniem w postaci żelbetowej belki nadprożowej w poziomie poddasza. Bezpośrednią przyczyną uszkodzeń trzonu kominowego w poziomie poddasza było błędne rozwiązanie projektowe zastosowane na etapie realizacji komina – kształt trzonu nie był dostosowany do linii ciśnień, a w kluczu zamiast sklepienia ceglanego zastosowano przekrycie otworu przełazowego przy pomocy żelbetowej belki nadprożowej. Sytuacja ta powodowała, że składowa pozioma reakcji podporowej żelbetowej belki nadprożowej stanowiła siłę rozporu dla zakrzywionego trzonu kominowego i przyczyniała się do powstawania uszkodzeń w postaci intensywnych zarysowań trzonu. Zarysowania trzonu pionowego były charakterystyczne dla oparcia elementów żelbetowych na murze ceglanym.

Literatura
[1] Praca zbiorowa: Trwałość i skuteczność napraw obiektów budowlanych, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław, 2007.
[2] Substyk M.: Utrzymanie i kontrola okresowa obiektów budowlanych. Wydawnictwo ODDK, Warszawa, 2012.
[3] Beinhauer P.: Katalog standardowych rozwiązań projektowych detali dla projektów budowlanych. Państwowe  Wydawnictwo Techniczne, Warszawa,  2010.
[4] Rokiel M.: Renowacje obiektów budowlanych. Projektowanie i warunki – techniczne wykonania i odbioru robót. Wydawnictwo Medium, Warszawa, 2014.


dr hab. inż. Maciej Niedostatkiewicz
Politechnika Gdańska
Wydział Inżynierii Lądowej
i Środowiska
Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej
Pracownia Projektowo-Inżynierska Maciej Niedostatkiewicz