Ściany zewnętrzne i stropy a energooszczędność domu

Nie da się wybudować energooszczędnego domu bez wzniesienia ciepłych ścian. To przez nie ucieka z budynku nawet 30% ciepła, co oznacza, że parametry termiczne przegród mają duży wpływ na koszty eksploatacyjne budynku. W przypadku stropów termoizolacyjność nie ma tak dużego znaczenia, jak wytrzymałość czy zdolność tłumienia hałasu, ale gdy przegroda ta dzieli pomieszczenia, w których występują duże różnice temperatury (stropodachy, konstrukcje oddzielające piwnicę lub poddasze nieużytkowe), również powinna skutecznie zatrzymywać ciepło.

Uzyskanie odpowiedniej izolacyjności cieplnej przegród zależy od kilku czynników - projektu budynku, wyboru technologii budowy, rodzaju zastosowanych materiałów i staranności podczas prac budowlanych.

Większość domów jednorodzinnych w naszym kraju powstaje w technologii murowanej, w której zastosowanie mają różne bloczki i pustaki. (fot. Czamaninek)

Ciepłe przegrody

Nie jest przypadkiem, że tak wiele nowoczesnych, energooszczędnych domów, ma proste bryły. Najlepiej, jeżeli jest on narysowany na planie kwadratu lub niezbyt wydłużonego prostokąta i zwieńczony jest dwuspadowym bądź płaskim dachem. Wynika to z tego, że im bardziej skomplikowany kształt ma budynek, tym większą powierzchnię względem jego kubatury mają ściany, co oznacza większe ucieczki ciepła. A wszelkie załamania to większe ryzyko występowania mostków cieplnych. Tym o nie "łatwiej", im więcej w projekcie skomplikowanych rozwiązań technicznych, które trudno wykonać bez błędów podczas budowy. Dlatego najlepsze są domy cechujące się maksymalną prostotą.

Nowoczesny, energooszczędny dom ma najczęściej zwartą bryłę i jest przykryty dwuspadowym lub płaskim dachem. (fot. z lewej: Czamaninek, fot. z prawej: Krispol)

Dla inwestora kluczową informacją w dokumentacji dotyczącą przegród jest ta o współczynniku przenikania ciepła U. Im jest on niższy, tym większy komfort mieszkańców i tym niższe rachunki za ogrzewanie budynku. Zgodnie z obowiązującymi normami, U ścian zewnętrznych nie może przekraczać 0,2 W/(m²·K). W przypadku stropodachów i stropów pod nieogrzewanymi poddaszami norma jest jeszcze bardziej surowa - U nie może być wyższy niż 0,15. Dla podłóg na gruncie oraz stropów nad piwnicami nieogrzewanymi wartość tego parametru określono na 0,3.

Przez ściany ucieka z budynku nawet 30% ciepła, dlatego ich parametry termoizolacyjne mają kluczowe znaczenie. Zgodnie z obowiązującymi normami, U ścian zewnętrznych nie może przekraczać 0,2 W/(m²·K). (fot. H+H)

Aby spełnić te wymagania, trzeba zastosować odpowiednie materiały i technologie. W naszym kraju zdecydowana większość domów ma ściany murowane, które buduje się z elementów drobnowymiarowych, zaś najbardziej rozpowszechniona jest technologia warstwowa (mur i ocieplenie). Inwestorzy mogą zdecydować się też na ściany jednowarstwowe, ale na rynku jest niewiele materiałów, których użycie zagwarantuje uzyskanie współczynnika U do 0,2.

Największą popularnością cieszy się beton komórkowy, ceramika poryzowana i ceramika zwykła, rzadziej wybierane są silikaty i keramzytobeton. Za najcieplejsze uchodzą dwa pierwsze, które mają porowatą strukturę. W mikroporach znajduje się powietrze, które jest bardzo dobrym izolatorem termicznym. Dzięki temu wykonane z nich ściany skutecznie chronią wnętrza przed stratami ciepła. Jeżeli jednak ściana ma być pokryta ociepleniem, to i tak głównie od jego parametrów zależy ostateczna izolacyjność przegrody jako całości. Warstwę nośną można wznieść nawet z materiałów o słabej ciepłochronności.

Dzięki porowatej strukturze, beton komórkowy ma bardzo dobrą izolacyjność termiczną. Murowanie ułatwiają boczne uchwyty. (fot. H+H)

Jednym z najpopularniejszych materiałów do wznoszenia ścian są pustaki ceramiczne, które cechują się bardzo dobrymi parametrami cieplnymi, a ponadto są lekkie i łatwe w obróbce. (fot. Wienerberger)

Ściany zewnętrzne - ile warstw?

Standardowo ściany zewnętrzne składają się z jednej, dwóch lub trzech warstw. Każda z tych technologii ma zalety i wady.

Ściany jednowarstwowe

Ze względu na brak ocieplenia można je wznosić tylko z najcieplejszych materiałów, czyli wspomnianego betonu komórkowego albo ceramiki poryzowanej, a mur ma najczęściej grubość powyżej 40 cm. Elementy te są lekkie i łatwe w obróbce, dlatego buduje się nich szybko - i to jedna z zalet tej technologii. Do tego typu przegród przeznaczone są również bloczki z wypełnieniem z wełny mineralnej lub styropianowym. Co prawda są droższe od tradycyjnych, ale mają lepsze parametry cieplne.

Elementy drobnowymiarowe łączy się za pomocą zaprawy klejowej lub specjalnej pianki montażowej. Jeżeli bloczki lub pustaki mają boczne zamki, zaprawę nanosi się tylko na spoiny poziome. Jako wykończenie stosuje się przeważnie tynk cementowo-wapienny, a jeśli mur jest wystarczająco gładki - tynk cienkowarstwowy. Na takiej elewacji bez problemu zawiesimy cięższe przedmioty, np. markizę tarasową. W przypadku najpopularniejszych w naszym kraju przegród dwuwarstwowych potrzebny jest specjalny system mocowania, z użyciem tzw. kotew chemicznych. Pamiętajmy, że w przypadku przegród jednowarstwowych mamy niejako z góry narzucony poziom ich izolacyjności - najczęściej niewiele niższy, niż wymagane przepisami U = 0,2 W/(m²·K). To dobry wynik, choć daleki np. od standardu domów pasywnych.

Wykonanie ścian jednowarstwowych wymaga dużej staranności. Dlatego bardzo ważne jest znalezienie odpowiedniej ekipy specjalizującej się w tej technologii. (fot. Solbet)

Mankamentem ścian jednowarstwowych jest ryzyko powstawania mostków termicznych, przez które cenne ciepło wydostaje się z budynku. Powstają one tam, gdzie ze względów konstrukcyjnych materiał ścienny musi być zastąpiony betonem, czyli przy nadprożach okien i drzwi, filarach międzyokiennych, wieńcu stropowym itp. W miejscach tych nie ma izolacji, dlatego może dochodzić do punktowego wychładzania przegrody. Aby tego uniknąć, trzeba zastosować rozwiązania systemowe oferowane przez producentów - prefabrykowane belki nadprożowe, docieplone kształtki itp. Ich użycie gwarantuje, że ściany będą szczelne i ciepłe.

Aby wyeliminować ryzyko powstania mostków cieplnych, warto budować w systemie, z wykorzystaniem prefabrykowanych belek nadprożowych, docieplonych kształtek itp. (fot. Solbet)

Oczywiście wiele i tak zależy od staranności wykonania. Tu nie ma miejsca na błędy - ewentualnych niedoróbek murarskich nie da się zakryć izolacją. Dlatego wybierając ekipę należy postawić na taką, która ma doświadczenie w podobnych realizacjach.

Ściany dwuwarstwowe

Ich konstrukcję stanowi mur z wyrobów ceramicznych, bloczków silikatowych bądź betonu komórkowego. Jest znacznie cieńszy, niż w metodzie jednowarstwowej (18-25 cm), bo o parametrach cieplnych ściany decyduje przede wszystkim izolacja. Najczęściej jest to styropian lub wełna mineralna o grubości 15-25 cm. Oba materiały cechują się podobnymi właściwościami termoizolacyjnymi. Ich współczynniki przewodności cieplnej λ mieszczą się w przedziale 0,030-0,045 W/(m·K). Różni je niewiele - styropian jest tańszy i lżejszy od wełny mineralnej, ale słabiej tłumi dźwięki. Wełna z kolei źle reaguje na wilgoć - zawilgocona traci swoje właściwości izolacyjne.

W przypadku ścian dwuwarstwowych kluczowe znaczenie ma nie materiał ścienny, ale ocieplenie, które decyduje o parametrach termoizolacyjnych przegrody. (fot. Austrotherm)

Ocieplenie można przytwierdzić do muru na dwa sposoby. W najpopularniejszej metodzie lekkiej mokrej styropian lub wełnę mineralną mocuje się bezpośrednio do przegrody i wykańcza elewację tynkiem cienkowarstwowym. W metodzie lekkiej suchej ocieplenie układa się na ruszcie drewnianym lub metalowym, a całość osłania wiatroizolacją i okładziną elewacyjną z drewna, sidingu itp.

Ogromną zaletą tej technologii jest możliwość osiągnięcia niemal dowolnego poziomu izolacyjności cieplnej - zależy ona głównie od grubości ocieplenia. Ryzyko powstawania mostków cieplnych jest przy tym niewielkie. To dlatego, że na całej ścianie - również przy nadprożach i wieńcach - zachowana jest ciągłość izolacji. Kolejnym atutem jest możliwość rozłożenia inwestycji na dwa etapy - najpierw wzniesienie muru, a w kolejnym sezonie ocieplenie budynku. Co ważne, technologia jest dobrze znana wykonawcom, dlatego nie powinno być problemu ze znalezieniem odpowiedniej ekipy.

Do mankamentów należy zaliczyć wspomniane utrudnione mocowanie cięższych przedmiotów do elewacji, a także małą odporność na uszkodzenia mechaniczne tynku cienkowarstwowego, którym przeważnie wykańczane są tego typu ściany.

Ściany trójwarstwowe

W tej technologii dwie pierwsze warstwy, czyli mur i ocieplenie, są takie same, jak w ścianach dwuwarstwowych. Trzecia to dodatkowa murowana ścianka elewacyjna o grubości 8-12 cm, którą opiera się na fundamencie i mocuje do muru nośnego za pomocą kotew. Jej zadaniem jest ochrona izolacji przed działaniem czynników atmosferycznych i uszkodzeniami mechanicznymi. W tej roli świetnie sprawdza się cegła klinkierowa i silikatowa, ewentualnie inne materiały odporne na niekorzystne warunki atmosferyczne. Ważne, żeby nie tylko dobrze znosiły niską i wysoką temperaturę oraz deszcz, ale także były estetyczne.

Jedną z zalet metody trójwarstwowej jest możliwość wykonania efektownej elewacji, np. z cegły klinkierowej, która nie tylko świetnie się prezentuje, ale jest też bardzo trwała. (fot. Wienerberger)

Bo dużym walorem ścian trójwarstwowych jest to, że bardzo dobrze się prezentują. Mają też świetne parametry cieplne i akustyczne, a elewacja jest trwała i odporna na uszkodzenia - można na niej wieszać również cięższe przedmioty.

Mankamentem tej technologii jest duża pracochłonność. Ściany trójwarstwowe są też droższe od przegród omówionych wyżej, co wynika z konieczności przygotowania szerszego fundamentu i zastosowania dodatkowego materiału elewacyjnego. Taka przegroda wymaga również właściwego nadzoru nad robotami. Jeżeli bowiem podczas wykonywania ocieplenia popełnione zostaną błędy, bardzo trudno będzie je wyeliminować po wzniesieniu ścianki osłonowej.

Ściany trójwarstwowe mają bardzo dobre parametry cieplne i akustyczne, ale ich budowa jest pracochłonna i kosztuje więcej niż wykonanie przegród w innych tradycyjnych technologiach. (fot. Wienerberger)

Technologie alternatywne domów energooszczędnych

Domy energooszczędne możne też wznosić w mniej popularnych technologiach. Szczególnie warta uwagi jest metoda z użyciem styropianowych kształtek, które pełnią funkcję szalunku. Elementy z wpustkami i wypustkami układa się jeden na drugim - podobnie jak klocki - wypełnia zbrojeniem i zalewa betonem. Żelbetowy rdzeń zapewnia konstrukcji sztywność, natomiast wewnętrzna i zewnętrzna warstwa styropianu chronią wnętrza budynku przed stratami ciepła. Robią to bardzo skutecznie, bo w wariancie 5 cm styropianu, 15 cm betonu i 15 cm styropianu U ściany wynosi zaledwie 0,14 W/(m²·K). Gdy zastosujemy bloczki z zewnętrzną warstwą styropianu o grubości 25 cm, uzyskamy ścianę w standardzie pasywnym (0,1).

Kształtki styropianowe układa się warstwami, podobnie jak klocki. Są lekkie i łatwe w obróbce, a montaż ułatwiają specjalne łączenia. (fot. Izodom 2000)

Stosując bloczki styropianowe odpowiedniej grubości można uzyskać ściany w standardzie pasywnym. (fot. Izodom 2000)

Bardzo dobrą izolacyjność cieplną ścian można też uzyskać w budynkach szkieletowych. Ich konstrukcja wykonana jest z drewnianego bądź stalowego rusztu, do którego od zewnątrz mocuje się deski lub płyty drewnopochodne, a od wewnątrz płyty gipsowo-kartonowe, gipsowo-włóknowe albo drewnopochodne. Pomiędzy nimi umieszcza się materiał izolacyjny, przeważnie wełnę mineralną, którą trzeba osłonić folią zapobiegającą przenikaniu wiatru przez ścianę oraz kondensacji w niej pary wodnej. Po wewnętrznej stronie układa się folię paroszczelną, a po zewnętrznej - paroprzepuszczalną.

Parametry cieplne ścian szkieletowych zależą od grubości ocieplenia. Wypełnia ono prawie cały przekrój przegrody, co pozwala zastosować bardzo grubą warstwę izolacji, nawet powyżej 25 cm - przy zachowaniu niewielkiej grubości ścian.

Budynki szkieletowe wznosi się bardzo szybko, ale w naszym kraju wciąż niewielu fachowców specjalizuje się w tej technologii.

W budynkach szkieletowych da się uzyskać bardzo dobrą izolacyjność cieplną, bo izolacja może być niemal tak gruba, jak cała przegroda. (fot. Kronopol)

Wybór stropu

W budownictwie jednorodzinnym zastosowanie ma kilka technologii, najpopularniejsze to monolityczna, gęstożebrowa, prefabrykowana, panelowa i drewniana. Sposób wykonania ścian murowanych w zasadzie nie ma wpływu na wybór systemu stropowego.

Ten zależy od projektanta konstrukcji, który dobiera technologię w zależności od kształtu budynku, rozpiętości w świetle podpór i przewidywanego obciążenia. Ważnym kryterium wyboru są również kwestie ekonomiczne i lokalna dostępność materiałów. Elementy wykorzystywane do budowy niektórych rodzajów stropów są bowiem znacznie cięższe i większe od materiałów ściennych, więc nie opłaca się ich przewozić na dłuższe odległości. Istotne są też możliwości montażowe i transportowe - dostarczenie na budowę niektórych systemów wymaga użycia ciężkiego sprzętu, a ten nie na każdą działkę wjedzie.

W naszym kraju najpopularniejsze są obecnie stropy gęstożebrowe, które układa się łatwo, bez użycia ciężkiego sprzętu. (fot. Wienerberger)

Ważne parametry

Najważniejszą funkcją stropu jest podział budynku na kondygnacje oraz przenoszenie obciążeń - własnych, użytkowych, a także warstw podłogowych i ścian działowych. Musi być więc przede wszystkim wytrzymały, co zapewniają wszystkie wspomniane technologie. Jeśli dzieli kondygnacje mieszkalne, powinien też dobrze tłumić hałas. Cecha ta związana jest przede wszystkim z masą powierzchniową stropu. Najlepsze właściwości akustyczne wykazują ciężkie konstrukcje - monolityczne żelbetowe lub prefabrykowane z płyt kanałowych. Jednak w praktyce zasadnicze znaczenie ma wykonanie tzw. podłogi pływającej na powierzchni stropu.

Wybór stropu zależy w praktyce nie od parametrów termicznych czy akustycznych, ale od możliwości montażowych i lokalnej dostępności materiałów do budowy. (fot. Stropy.pl)

Parametry cieplne stropu nie są tak istotne, jak w przypadku ścian, bo z reguły jest to przegroda wewnętrzna, dzieląca pomieszczenia, w których nie występują duże różnice temperatury. Wyjątkiem są stropodachy i przegrody oddzielające piwnicę bądź poddasze nieużytkowe. Takie konstrukcje trzeba odpowiednio zaizolować, niezależnie od tego, w jakiej technologii zostały wykonane. Różni się tylko sposób wykonania ocieplenia.

W przypadku stropów żelbetowych termoizolację układa się najczęściej bezpośrednio na konstrukcji i wykonuje na niej wylewkę podłogową. Inna metoda polega na wykonaniu podłogi na legarach, pomiędzy którymi umieszcza się wełnę mineralną. Dodatkowo można też zastosować ocieplony sufit podwieszany albo przykleić izolację od spodu stropu. To ostatnie rozwiązanie jest dobre np. w piwnicach i garażach. Bowiem lepiej, jeżeli izolacja znajduje się po chłodniejszej stronie przegrody - dzięki temu konstrukcja stropu nie jest narażona na przemarzanie.

W przypadku konstrukcji drewnianych wykonanie ocieplenia jest dużo prostsze. Izolację z wełny umieszcza się po prostu między belkami stropowymi. Aby uzyskać lepsze parametry termiczne, można zwiększyć przekrój stropu, układając drewniane legary poprzecznie do belek i dopiero na nich wykonać podłogę. Dzięki temu warstwa ocieplenia będzie grubsza. Alternatywą jest wykonanie sufitu podwieszanego.

Jednym ze sposobów na ocieplenie stropu jest ułożenie wełny mineralnej pomiędzy legarami, stanowiącymi oparcie dla podłogi. (fot. Pfleiderer)

Strop powinien mieć dobrą termoizolacyjność w przypadku, gdy dzieli pomieszczenia, w których występują duże różnice temperatury. (fot. Stropy.pl)

Redaktor: Norbert Skupiński
fot. otwierająca: Czamaninek