Wznosimy ciepłe ściany
Izolacyjność cieplna przegród zewnętrznych, a przede wszystkim ścian zewnętrznych, to właściwość, która chyba najbardziej przykuwa uwagę inwestorów budujących dom. Jest to zrozumiałe, ponieważ ma ona wpływ na energooszczędność budynku w trakcie jego użytkowania.
Ściany jako przegrody zewnętrzne odgrywają ważną rolę w bilansie energetycznym budynków. Jednak ze względu na nowe formy architektoniczne – coraz częstsze projektowanie domów z dużymi przeszkleniami – mury mają w nim coraz mniejszy udział. Znaczenia nabierają więc te miejsca w murach, które bez właściwej izolacji mogą stanowić mostki cieplne. Żeby budynek mógł być prawidłowo wykonany, projekt powinien zawierać rozwiązania dla tych trudnych miejsc, a w trakcie jego wznoszenia konieczne jest dopilnowanie wykonawstwa.
Ściany z ociepleniem
Większość budynków w Polsce powstaje w technologii tradycyjnej, ma murowane ściany, które ociepla się od zewnątrz w systemie ETICS, najczęściej styropianem, a rzadziej wełną mineralną. W tego typu konstrukcjach o ich izolacyjności cieplnej decyduje przede wszystkim grubość warstwy termoizolacyjnej oraz jej współczynnik przewodzenia ciepła. Właściwości termoizolacyjne materiałów murowych mają większe znaczenie w przypadku ścian z cienką warstwą ocieplenia. Widać to w zamieszczonej obok tabeli, w której podano wartości współczynnika przenikania ciepła U przez ścianę dwuwarstwową, wybudowaną z popularnego materiału murowego (ceramika, silikat, beton komórkowy) i ocieploną materiałem o λ = 0,035 W/(m·K). Właściwości termoizolacyjne materiałów murowych mają większą wagę przy ociepleniach cieńszych niż 20 cm. Wtedy widoczna jest różnica między ścianami wymurowanymi z poszczególnych materiałów. W przypadku ocieplenia grubości większej niż 20 cm nie ma to już takiego znaczenia. Również ocieplanie murów coraz grubszą warstwą termoizolacyjną nie polepsza istotnie izolacyjności cieplnej ściany, co prowadzi do wniosku, że dalsze pogrubianie warstwy termoizolacji staje się nieefektywne.
We wszystkich ścianach zewnętrznych, także tych z ociepleniem, są miejsca szczególnie narażone na powstanie mostków termicznych, przykładowo wystające z muru wzmocnienia żelbetowe czy styk muru ze skrzynką rolety zewnętrznej. Najczęściej nie ma tam możliwości zastosowania grubej, standardowej warstwy ocieplenia. Miejsca te należy odpowiednio zaprojektować i użyć do ich ocieplenia materiałów termoizolacyjnych o lepszych właściwościach niż standardowe materiały.
Ściany jednowarstwowe
Tradycyjna technologia umożliwia również wykonanie murów bez ocieplenia, z betonu komórkowego lub ceramiki poryzowanej, których izolacyjność termiczna spełni wymagania Warunków technicznych. W przypadku bloczków z betonu komórkowego wystarczą te o klasie gęstości 350. Z kolei pustaki z ceramiki poryzowanej muszą mieć drążenia wypełnione wełną mineralną. Warunkiem koniecznym jest jednak wykonanie tego rodzaju murów zgodnie z technologią zalecaną przez producenta systemu. Jest to proste i łatwe do osiągnięcia nawet przez niedoświadczonego wykonawcę.
Spoiny a izolacyjność cieplna
Aby powstał mur, konieczne jest zespolenie elementów murowych zaprawą murarską. Znaczenie spoin zwykle jest rozpatrywane w kontekście konstrukcyjnym, a pomijane w aspekcie izolacyjności termicznej ściany. Jest to uzasadnione w przypadku ścian z ociepleniem, bo wpływ zaprawy jest tu w zasadzie znikomy. Jednak w przypadku murów jednowarstwowych bez ocieplenia znaczenie spoin wzrasta. Istotne są zarówno rodzaj zastosowanej zaprawy, jak i technika wykonania spoin. Chodzi o to, by siatka spoin nie pogorszyła współczynnika przenikania ciepła całej ściany. Dlatego w przypadku ścian jednowarstwowych z betonu komórkowego ważne jest stosowanie zaprawy murarskiej do cienkich spoin. Z kolei do łączenia pustaków ceramicznych z wypełnieniem z wełny mineralnej stosuje się suchą zaprawę, czyli klej poliuretanowy. Dzięki profilowanym bokom elementów murowych zaprawę układa się jedynie w spoinach poziomych.
Pierwsza warstwa muru
Mury kondygnacji naziemnych wznosi się na ścianach fundamentowych (z bloczków betonowych lub monolitycznych żelbetowych) albo na żelbetowej płycie fundamentowej. Pod pierwszym rzędem bloczków lub pustaków układa się hydroizolację poziomą i warstwę zaprawy cementowej.
Mimo że elementy podziemne budynku są zazwyczaj dobrze zaizolowane termicznie (najczęściej polistyrenem XPS), to jednak ich duża masa powoduje, że strumień ciepła z pomieszczeń ogrzewanych na parterze przenika w kierunku pionowym w dół. Pierwsza warstwa muru sąsiaduje bowiem z warstwami podłogi na parterze – wysokość posadzki w podłodze na gruncie (na płycie z chudego betonu) lub na płycie fundamentowej to około 20-25 cm, co ma znaczenie dla termoizolacyjności w strefie przyziemia. Z tego powodu korzystne jest wykonanie pierwszej warstwy muru z elementów o dobrej izolacyjności termicznej, które będą stanowiły barierę dla strumienia ciepła. Często w tym celu stosuje się tak zwane bloczki startowe - o lepszej izolacyjności cieplnej niż elementy murowe, z których są wykonywane ściany. Nie trzeba tego robić w przypadku murów z betonu komórkowego, ponieważ bloczki mają dobrą izolacyjność cieplną również w kierunku pionowym. Ta ich właściwość sprawia, że są bardzo często stosowane na warstwę startową murów wykonywanych z innych materiałów.
Otwory na stolarkę
Newralgicznym miejscem ściany ze względu na izolacyjność cieplną jest podwalina pod stolarkę sięgającą poziomu podłogi. W tym przypadku rozwiązania są dwa: albo razem z wysokimi oknami zamawiamy tak zwany ciepły profil montażowy, na którym je ustawiamy w otworze, albo wykonujemy podwalinę z elementów murowych o dobrej izolacyjności cieplnej. Podobnie jak w pierwszej warstwie można tu wykorzystać bloczki z betonu komórkowego. Wykonana z nich podmurówka będzie wystarczająco mocna, by przenieść masę dużej i ciężkiej witryny. Obawy wykonawców, że bloczki nie wytrzymają nacisku ciężkiej stolarki opartej w fazie montażu na klinach, są nieuzasadnione. Podmurówka taka powinna być dodatkowo ocieplona od strony zewnętrznej. Najczęściej stosuje się w tym celu polistyren XPS, który ma wysoką wytrzymałość i można oprzeć na nim parapet zewnętrzny.
Ze względu na to, że przepływ strumienia ciepła ma charakter wielokierunkowy, ocieplenia wymagają również ościeża otworów okiennych i drzwiowych, zarówno na pionowych, jak i poziomych fragmentach murów. To miejsca narażone na straty ciepła, a niedostatecznie ocieplone mogą stanowić długie liniowe mostki termiczne. Ze względu na niewielką ilość miejsca ociepleniem glifów okiennych i drzwiowych są zazwyczaj cienkie wklejki ze styropianu lub XPS-u. Zastosowany do tego materiał termoizolacyjny powinien mieć możliwie najniższy współczynnik przewodzenia ciepła. W tym przypadku znaczenie ma również udział w izolacyjności cieplnej materiału zastosowanego na warstwę konstrukcyjną muru.
Nadproża
Sposób przesklepienia otworów w murach zewnętrznych także wpływa na izolacyjność cieplną ścian i zazwyczaj nadproże jest fragmentem o słabszej izolacyjności. Dotyczy to zarówno ścian z ociepleniem, jak i jednowarstwowych. Warto jednak przeanalizować wagę tego rzekomego problemu. Znacznie większa różnica jest bowiem między wartościami współczynnika przenikania ciepła dla ściany – U ≤ 0,20 W/(m2·K) i okna – U ≤ 0,90 W/(m2·K), czyli sąsiadujących elementów budynku. Jeśli zatem wartość współczynnika U dla nadproża jest słabsza, ale zbliżona do tej dla muru, to i tak ma to o wiele mniejszy wpływ na izolacyjność cieplną przegrody niż parametry zamontowanej w niej stolarki.
Aby minimalizować liniowe mostki termiczne, które tworzą nadproża, można wykorzystać rozwiązania systemowe, elementy wyprodukowane z takich samych materiałów, jak te murowe. Ale możliwości wykonania nadproży jest znacznie więcej. Najczęściej są one żelbetowe, wylewane na budowie, ale stosuje się też prefabrykaty żelbetowe, strunobetonowe lub ze zbrojonego autoklawizowanego betonu komórkowego, a także nadproża żelbetowe wykonane w kształtkach ceramicznych. Wśród tych nadproży niewątpliwie najlepszym rozwiązaniem pod względem izolacyjności termicznej są prefabrykowane belki nadprożowe z betonu komórkowego. Wszystkie inne nadproża żelbetowe prefabrykowane lub wylewane na budowie, strunobetonowe oraz żelbetowe wykonane w kształtkach ceramicznych mają od nich gorszy współczynnik przewodzenia ciepła. Nadproża w ścianie dwuwarstwowej należy ocieplić, ale ułożenie termoizolacji od zewnątrz, podobnie jak na murze, nie wystarczy. Trzeba jeszcze zaizolować je od spodu, od strony glifu. W tym miejscu nie ma za dużo miejsca, więc trzeba zastosować materiał możliwie najlepszy pod względem izolacyjności cieplnej.
Nadproża w murach jednowarstwowych także można zrobić na kilka sposobów, na przykład wykorzystując prefabrykowane belki z betonu komórkowego lub wykonując belkę żelbetową w kształtkach U, które są ocieplone od wewnątrz polistyrenem XPS lub hydrofobizowaną wełną mineralną. Można też zastosować nadproże o mniejszej szerokości niż grubość muru jednowarstwowego, na przykład ustawiając równolegle dwie węższe (2 x 18 cm). W ścianach z ceramiki robi się nadproża żelbetowe w ceramicznych kształtkach, które należy ocieplić.
Żelbetowe wzmocnienia
Ich rolą jest przenoszenie dużych obciążeń, a także równomierne ich rozkładanie na mury, by zapobiec ich spękaniu. Służą temu nie tylko nadprożach, ale również wieńce oraz trzpienie żelbetowe. W ścianach dwuwarstwowych żelbetowe wzmocnienia zwykle projektuje się tak, że zajmują całą grubość muru. Elementy te ociepla się razem z murem, warstwą termoizolacji o tej samej grubości.
Z kolei w ścianach jednowarstwowych żelbetowe trzpienie i wieńce trzeba ocieplić. Najczęściej wkładki z nienasiąkliwej termoizolacji układa się w szalunku, tak by ocieplić zewnętrzną stronę betonowanego elementu. Do uformowania wzmocnień zwykle stosuje się kształtki U bądź robi obudowę z płytek, w murach ceramicznych wykorzystuje się pustaki szalunkowe.
Ściany szczytowe i kolankowe
Wymagają nie tylko ocieplenia ułożonego po stronie elewacji, a również od góry, czyli w miejscu wieńca z zmontowaną murłatą (ścianki kolankowe) oraz w miejscu wieńca obwodowego (ściany szczytowe). W przypadku ścianek kolankowych z reguły nie ma z tym kłopotu, zawsze między murłatą a pokryciem jest miejsce na ułożenie ocieplenia połaci, co pozwala zachować ciągłość ocieplenia na styku ściany zewnętrznej z dachem. Trudniej bywa w przypadku ścian szczytowych. Czasami nad wieńcem obwodowym nie pozostawia się miejsca na ocieplenie ściany szczytowej od góry. Aby na styku ściany z dachem nie powstał liniowy mostek termiczny, konieczne jest ułożenie odpowiedniej grubości ocieplenia między wieńcem obwodowym a połacią dachową.
Ocieplenia wymagają również wieńce w murach jednowarstwowych ścianach. Tu także istotną rolę odgrywa izolacyjność cieplna warstwy konstrukcyjnej ścian zewnętrznych. Im materiał ma lepszą izolacyjność cieplną w kierunku pionowym, tym lepiej.
Przepływ strumienia ciepła nie jest bowiem jednokierunkowy, a izolacyjność cieplna elementu murowego nie zawsze jest taka sama w każdym kierunku. W przypadku elementów murowych ma na przykład znaczenie ich budowa – czy są to pełne bloczki, czy pustaki. Tylko elementy murowe bez drążeń (jednorodne bloczki) mają taką samą izolacyjność cieplną w każdym kierunku.
Ściany attyki
Mury wystające ponad stropodach lub dach, czyli ściany attykowe, powinny być izolowane termicznie ze wszystkich stron. Ponadto często zakończeniem attyki jest wieniec, który bez ocieplenia stałby się mostkiem termicznym.
Ponieważ ściany attykowe są przedłużeniem murów niższej kondygnacji, od zewnątrz zazwyczaj są ocieplane i wykańczane przez wykonawcę elewacji. Z kolei górne oraz wewnętrzne powierzchnie tych ścian są ocieplane najczęściej przez dekarzy. Od strony połaci dachowej wykańczają je pokryciem dachowym lub tynkiem na ociepleniu, a od góry wykonują obróbkę blacharską.
Attyka ma przeważanie ponad 50 cm wysokości, i jeśli będzie wymurowana z materiału o dobrych parametrach izolacyjności cieplnej (w pionie), to teoretycznie nie musi być ocieplona od góry (takie rozwiązanie jest możliwe w przypadku muru z betonu komórkowego).
Murując attykę z materiałów przeznaczonych na ściany jednowarstwowe, nie trzeba ich ocieplać, jeśli są z betonu komórkowego, ale ściany z pustaków ceramicznych wymagają już warstwy termoizolacyjnej pod obróbką blacharską.
Ściany to nie wszystko
Na energooszczędność budynku wpływ ma wiele elementów. Poza izolacyjnością cieplną przegród zewnętrznych i wbudowanej w nie stolarki (okiennej, drzwiowej oraz bramy garażowej), czyli strukturami tworzącymi obudowę budynku, istotne są także jego bryła i układ funkcjonalny. Korzystne są zatem zwarta bryła, co wyraża się stosunkiem powierzchni przegród zewnętrznych do kubatury nie większym niż 0,7, a także dopasowanie układu funkcjonalnego pomieszczeń do zasad budowy domów energooszczędnych. Istotne są również oddziaływanie otoczenia, a przez to zorientowanie budynku względem stron świata oraz ukształtowanie terenu, determinujące działanie wiatru oraz operowanie słońca. Wpływy niektórych czynników zewnętrznych związanych z terenem można zniwelować przez odpowiednią izolacyjność przegród zewnętrznych.
O energooszczędności budynku decyduje wyposażenie instalacyjne i jego efektywność, czyli system wentylacji, urządzenia grzewcze wraz z instalacją, instalacje wspomagające (ogniwa fotowoltaiczne, wiatraki, instalacja solarna do podgrzewania wody itp.), a także sposób użytkowania budynku. Wiąże się z nią wiele rożnych zachowań i przyzwyczajeń mieszkańców, między innymi wysokość ustawianej temperatury użytkowej, dodatkowa wentylacja pomieszczeń przez otwieranie okien, dbanie o zoptymalizowanie ustawień urządzeń grzewczych i wentylacyjnych.
Zapewnienie szczelności
Aby budynek był energooszczędny, trzeba zapewnić jego szczelność. W przypadku murów należy zadbać o poprawne wykonanie wszystkich jego elementów, w tym także o szczelność spoin. Istotne są również miejsca styku ścian z innymi elementami budynku: dachem, stolarką okienną i drzwiową, one także powinny być uszczelnione. Trzeba jednak pilnować, by to, co poprawnie wykonane w stanie surowym, nie uległo zniszczeniu na kolejnych etapach budowy. Na szczelność przegrody ma bowiem wpływ prowadzenie w niej instalacji. Wszystkie przebicia, drążenia i odwierty powinny być uszczelnione.
