Jakie warunki powinny spełniać przegrody zewnętrzne budynku energooszczędnego?

Energooszczędność kojarzy się przede wszystkim z jak najniższymi stratami ciepła, a więc i jak najlepszą izolacyjnością przegród zewnętrznych. I choć to na nich skupimy się w tym artykule, należy podkreślić, że parametry cieplne domu zależą też od innych czynników - sposobu ogrzewania budynku i podgrzewania wody, rodzaju wentylacji, kształtu bryły, orientacji domu względem stron świata, rodzaju stolarki itp.

Energooszczędny dom musi być więc i dobrze zaprojektowany i odpowiednio docieplony.

Na energooszczędność budynku wpływa nie tylko rodzaj zastosowanych materiałów budowlanych i grubość ocieplenia, ale również kształt bryły, usytuowanie domu w terenie i orientacja względem stron świata, system ogrzewania i wentylacji, sposób podgrzewania wody itd. (fot. Solbet)

Ważne zmiany dotyczące energooszczędności

Normy dotyczące energooszczędności budynków są w naszym kraju od lat zaostrzane. Ostatnia duża zmiana miała miejsce 31 grudnia 2020 r., kiedy weszło w życie nowe Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity Dz.U. 2019 poz. 1065).

Zapisano w nim nowe wartości współczynnika przenikania ciepła U, który określa izolacyjność termiczną, czyli ciepłochronność przegrody o określonej konstrukcji i grubości: ściany, dachu, stropu albo podłogi. Jego jednostką jest W/(m²·K). Im mniejsza jest wartość U, tym przegroda ma lepszą izolacyjność i lepiej chroni przed ucieczką ciepła.

Zgodnie z nowym prawem U nie może przekraczać 0,3 w przypadku podłóg na gruncie oraz stropów nad piwnicami nieogrzewanymi, 0,2 w przypadku ścian zewnętrznych oraz 0,15 - dachów, stropodachów i stropów pod nieogrzewanymi poddaszami.

Infografika: Obowiązujące współczynniki U dla przegród domu

Wprowadzone w życie zmiany oznaczają w praktyce, że ściany trzeba teraz wznosić z cieplejszych niż jeszcze kilka miesięcy temu materiałów albo zastosować grubszą warstwę izolacji. Wartość U całej przegrody wynika bowiem z tego, jakie są współczynniki lambda i grubości jej wszystkich warstw.

Wspomniana lambda (λ) to współczynnik przewodzenia ciepła. Określa termoizolacyjność materiałów budowlanych w W/(m·K). Im mniejszą wartość tego współczynnika ma materiał, tym lepszą izolacyjność cieplną może mieć wykonana z niego przegroda zewnętrzna o określonej grubości. W budownictwie stosuje się materiały termoizolacyjne, które najczęściej mają λ w granicach 0,03-0,05.

Z czego budować?

W naszym kraju ponad 90% domów ma przegrody murowane, które wznosi się z elementów drobnowymiarowych, zaś najbardziej rozpowszechniona jest technologia warstwowa (mur i ocieplenie). Budujący mogą zdecydować się też na ściany jednowarstwowe, ale obecnie w sprzedaży jest niewiele materiałów, których użycie zagwarantuje uzyskanie współczynnika U do 0,2.

Najczęściej zastosowanie mają takie materiały, jak beton komórkowy, ceramika poryzowana i zwykła, mniej popularne są keramzytobeton i silikaty. Za najcieplejsze uchodzą dwa pierwsze, które charakteryzują się porowatą strukturą. W mikroporach znajduje się powietrze, które jest bardzo dobrym izolatorem termicznym. Dzięki temu wykonane z nich ściany skutecznie izolują przed stratami ciepła.

Wyroby keramzytobetonowe mają wiele zalet - dobre parametry termoizolacyjne i akustyczne, dużą bezwładność cieplną, ponadto są niepalne i mrozoodporne. (fot. Czamaninek)

Mniej popularną alternatywą dla tradycyjnych materiałów ściennych, z których można budować również domy energooszczędne, są styropianowe kształtki. Pełnią one rolę szalunku - po ułożeniu elementów jeden na drugim (montaż ułatwiają wpustki i wypustki, dlatego ścianę buduje się podobnie jak z klocków) kształtki wypełnia się zbrojeniem i zalewa betonem. Gruby na ok. 15 cm żelbetowy rdzeń zapewnia konstrukcji sztywność, natomiast wewnętrzna i zewnętrzna warstwa styropianu ochronę budynku przed stratami ciepła. W wariancie 5 cm styropianu, 15 cm betonu i 15 cm styropianu U ściany wynosi 0,14 W/(m²·K). Gdy zastosujemy bloczki z zewnętrzną warstwą styropianu o grubości 25 cm, uzyskamy ścianę w standardzie pasywnym (0,1).

Pozostałe elementy domu, takie jak podłoga, stropy i dach, wykonuje się tak samo jak w budynkach tradycyjnych.

Czym ocieplać domy?

Choć wybór materiałów ściennych budzi wśród inwestorów najwięcej emocji, decydujące znaczenie dla izolacyjności cieplnej budynku ma ocieplenie. Dlatego to jemu należy poświęcić najwięcej uwagi.

Domy izoluje się przeważnie styropianem lub wełną mineralną. Oba materiały cechują się bardzo dobrymi właściwościami cieplnymi - ich współczynniki λ wynoszą zwykle 0,031-0,045 W/(m·K). Dlatego o wyborze jednego z nich decydują nie parametry termoizolacyjne, ale inne względy (o czym poniżej).

Styropian i wełna mają podobne właściwości cieplne, ale oba dostępne są w różnych wariantach. Przykładowo typowy styropian szary ma współczynnik przewodzenia ciepła o ok. ¼ niższy niż standardowy wyrób w kolorze białym. (fot. Termo Organika)

Warto jednak zauważyć, że wartości współczynnika lambda dla obu materiałów są dość szerokie. Przykładowo ścianę można ocieplić białym styropianem o λ około 0,040 W/(m·K), albo szarym o λ 0,032. Przy czym w pierwszym przypadku dla uzyskania odpowiedniej izolacyjności ścian potrzebna będzie warstwa grubości 20 cm, w drugim zaś wystarczy 15 cm. 5 cm to sporo, wziąwszy pod uwagę względy praktyczne - im grubsza jest elewacja, tym głębsza jest wnęka okienna i tym mniej światła dziennego dociera do wnętrz.

Większa popularność styropianu wynika przede wszystkim z niższej w porównaniu z wełną ceny odmian przeznaczonych na elewacje i podłogi. Inne zalety tego materiału to niewielka waga, niska nasiąkliwość, odporność na ściskanie oraz prostota obróbki i montażu. Ponadto jest on obojętny dla skóry i błon śluzowych. Wadą styropianu jest słaba izolacyjność akustyczna, palność i niewielka elastyczność.

Styropian wykorzystuje się do ocieplania ścian, podłóg i fundamentów. W dwóch ostatnich przypadkach świetnie sprawdza się odmiana styropianu o nazwie XPS (polistyren ekstrudowany), określana też styrodurem. Cechuje się ona większą wytrzymałością mechaniczną i mniejszą nasiąkliwością, ale jest dość drogi. Przy czym w większości sytuacji nawet do izolacji ścian piwnic wystarcza specjalny styropian fundamentowy.

Ocieplanie ścian białym styropianem (fot. Austrotherm)

Największe zalety wełny mineralnej to świetna izolacyjność akustyczna (choć w przypadku najpopularniejszych ścian dwuwarstwowych wykończonych tynkiem cienkowarstwowym materiał ten nie ma przewagi nad styropianem) i sprężystość włókien, dzięki której bardzo dokładnie dopasowuje się do izolowanej przestrzeni. Materiał ten jest również niepalny, odporny na wysoką temperaturę i wysoko paroprzepuszczalny. Największym zagrożeniem dla wełny jest wilgoć - przy dłuższym kontakcie z wodą traci swoje właściwości izolacyjne.

Stosowana jest do izolowania ścian, podłóg i dachów - zwłaszcza spadzistych o konstrukcji drewnianej.

Ocieplanie ścian wełną mineralną (fot. Isover)

Innym izolatorem zdobywającym coraz większą popularność są pianki - poliuretanowa i polietylenowa. Niektóre odmiany tej pierwszej mają współczynnik λ znacznie niższy niż styropian i wełna (0,021-0,023). Materiał ten oferowany jest w postaci twardych płyt, którymi ociepla się połacie dachowe, lub nanosi się go natryskowo, dzięki czemu jest trwale połączony z podłożem.

Współczynnik lambda pianki polietylenowej to 0,035-0,042 W/(m·K). Dostępna jest ona w postaci profili, mat i płyt. Ten materiał wykorzystywany jest do ocieplania ścian i stropów.

Ocieplenie poddasza pianką poliuretanową (fot. PCC Prodex)

Kolejny rodzaj izolacji to granulat. W budownictwie jednorodzinnym zastosowanie ma przede wszystkim keramzyt, czyli spęczniałe, lekkie tworzywo o współczynniku przewodności cieplnej ok. 0,10 W/(m·K) - dla frakcji 2-20 mm. Wykorzystuje się go do izolowania podłóg na gruncie i stropów. Do docieplania ścian warstwowych używa się z kolei granulatu styropianu bądź impregnowanej celulozy, zaś do nieużytkowych strychów - wełny mineralnej w postaci strzępków.

Jak ocieplać przegrody budynku?

Wybór odpowiednich materiałów budowlanych i izolacyjnych jest ważny, ale równie istotne jest zaplanowanie sposobu i fachowe przeprowadzenie ocieplenia poszczególnych przegród domu. Zatem jak zaizolować fundamenty, podłogę, ściany i dach?

Prawidłowe połączenie izolacji termicznej ściany fundamentowej, zewnętrznej i podłogi na gruncie.

Fundamenty

Sposób ocieplenia tej części budynku zależy od tego, czy jest on podpiwniczony, czy też nie. W pierwszym przypadku trzeba zaizolować całą ścianę fundamentową. Jeżeli natomiast piwnicy nie ma, wystarczy ocieplenie samej strefy cokołowej - ściany fundamentowej nad ziemią i kilkudziesięciu centymetrów (przynajmniej 0,5 m) poniżej poziomu gruntu. Najważniejsze, aby izolacja cieplna tworzyła ciągłą warstwę na ścianie fundamentowej oraz opartej na niej ścianie zewnętrznej. W związku z tym najlepiej, jeśli ściana fundamentowa jest izolowana po stronie zewnętrznej, a jej izolacja łączy się z izolacją ściany nadziemia. Do ocieplania fundamentów najlepiej nadaje się wspomniany polistyren ekstrudowany, ale można też wykorzystać tańszy styropian wodoodporny.

W strefie cokołowej można natomiast zastosować bloczki termoizolacyjne. Układa się je na ścianie fundamentowej (na podkładzie z papy), jako pierwszą warstwę przegród zewnętrznych budynku. Elementy te wpływają na podniesienie temperatury na wewnętrznych powierzchniach ścian w rejonie cokołu budynku.

Aby uzyskać lepsze parametry cieplne, można też zaizolować ściany fundamentowe obustronnie. Niektórzy idą jeszcze dalej i polistyrenem ekstrudowanym osłaniają - również od spodu - ławy fundamentowe.

Oczywiście takie rozwiązania oznaczają wyższe koszty, dlatego domy energooszczędne coraz częściej posadawia się na płytach fundamentowych. Te ocieplić jest stosunkowo łatwo. Izolację układa się pod nośną płytą żelbetową, tak aby wystawała poza jej krawędzie. Dzięki temu ocieplenie można połączyć z izolacją ścian warstwowych, uzyskując ciągłość termoizolacji.

Podłoga

W tym przypadku również wiele zależy od tego, czy w domu jest piwnica. Jeśli tak, podłogi można nie izolować. Ale gdy podłoga parteru ułożona jest na gruncie, musi skutecznie chronić przed ucieczką ciepła i przenikaniem wilgoci z gruntu.

Taka podłoga ma kilka warstw. Na samym spodzie, na gruncie rodzimym, usypuje się podsypkę piaskową o grubości 10-15 cm. Kolejne elementy to płyta betonowa (10-15 cm) i izolacja przeciwwilgociowa z folii izolacyjnej albo papy podkładowej. Dopiero na niej układa się izolację termiczną ze styropianu lub polistyrenu ekstrudowanego XPS, ewentualnie z płyt z twardej wełny mineralnej, o grubości min. 15 cm. Warstwa ocieplenia musi być grubsza, gdy zaplanowano ogrzewanie podłogowe. Aby uniknąć mostków termicznych, powinna ona stykać się ze ścianą nadziemia, a nie fundamentową, która zazwyczaj ma gorszą izolacyjność termiczną. Na ociepleniu układa się folię podkładową zapobiegającą przeciekaniu jastrychu, który jest kolejnym elementem podłogi (grubość - przynajmniej 5 cm). Stanowi on podłoże dla posadzki (wykończeniowej warstwy podłogi).

Najpopularniejszy sposób zaizolowania podłogi na gruncie to zastosowanie styropianu. (fot. A. Papliński)

Zamiast styropianu albo wełny podłogę można też ocieplić keramzytem. Jeżeli zastosujemy keramzyt impregnowany fabrycznie, może on zastąpić podsypkę piaskową i betonowe podłoże. W takim wariancie bezpośrednio na gruncie usypuje się z niego ok. 30-cm warstwę. Kolejne elementy to szpryc cementowy, izolacja przeciwwilgociowa (podwójna folia) i 5 cm podkładu podłogowego.

Ciepło może uciekać z budynku nie tylko przez podłogę położoną na gruncie, ale i tę pomiędzy kondygnacjami, gdy strop oddziela pomieszczenia o różnej temperaturze, np. strych i piętro czy garaż i salon. W tym przypadku ocieplenie ze styropianu lub wełny układa się od chłodniejszej strony. Ale nie bezpośrednio na płycie stropu, ale na folii paroszczelnej, która stanowi barierę dla pary wodnej przenikającej z wnętrz mieszkalnych.

Nieco inaczej ociepla się stropy z drewna - tu izolację zapewnia warstwa wełny mineralnej umieszczona pomiędzy drewnianymi belkami stropowymi.

Ściany

W technologii dwuwarstwowej mur, który ma zazwyczaj nie więcej niż 25 cm grubości, ociepla się warstwą styropianu lub wełny o grubości 15-25 cm - w zależności od pożądanej ciepłochronności. Izolację można zamocować na dwa sposoby.

W bardziej rozpowszechnionej metodzie lekkiej mokrej izolację przytwierdza się do ściany za pomocą kleju. Płyty powinny być dobrze spasowane, a łączenia elementów w kolejnych rzędach nie mogą się pokrywać. Izolację najczęściej mocuje się dodatkowo do ścian za pomocą kołków dobranych w zależności od grubości izolacji i materiału ścian nośnych. Następnie całe podłoże pokrywa się cienką warstwą zaprawy klejowej i zatapia w niej siatkę zbrojącą, a narożniki ścian oraz ościeża okienne i drzwiowe zabezpiecza się profilami wzmacniającymi. Ścianę wykańcza się tynkiem cienkowarstwowym, który można kupić w postaci gotowej masy do zaaplikowania na ścianę.

Ściana ocieplona metodą lekką mokrą.

Metoda lekka sucha polega na wykonaniu drewnianego bądź stalowego rusztu, przymocowaniu go do muru i wypełnieniu ociepleniem - w tym przypadku w grę wchodzi tylko wełna mineralna. Płyty układa się na wcisk, stosując zasadę mijanki. Następnie montuje się drugą warstwę rusztu - prostopadle względem pierwszej - i wełny, tak, aby nie pokrywały się łączenia. Ruszt i ocieplenie osłania się wiatroizolacją, układaną na zakład. Aby nie dopuścić do zawilgocenia wełny, trzeba utworzyć szczelinę wentylacyjną. W tym celu do rusztu mocuje się jeszcze listwy, które pełnią też funkcje oparcia dla okładziny elewacyjnej - drewnianych desek, sidingu itp.

Ściana ocieplona metodą lekką suchą.

Obie metody mają tę zaletę, że ocieplenie otula szczelną warstwą mur i wszystkie elementy konstrukcyjne (nadproża, wieniec), które są wykonane z betonu, a ten zatrzymuje ciepło znacznie mniej skutecznie niż wspomniane wyżej materiały ścienne. Dzięki temu ryzyko powstania mostków termicznych jest znacznie ograniczone.

W technologii trójwarstwowej ściana ma - jak wskazuje nazwa - trzy warstwy. Pierwsze dwie są takie same jak wyżej. Dodatkowy element to murowana ścianka elewacyjna o grubości 8-12 cm, mocowana do muru za pomocą kotew. Nie wykonuje się jej jednak po to, aby poprawić parametry cieplne przegrody. Jej zadaniem jest ochrona termoizolacji przed działaniem czynników atmosferycznych i uszkodzeniami mechanicznymi. Dlatego wznosi się ją z materiałów odpornych na niską temperaturę, deszcz i słońce, np. z klinkieru albo cegieł silikatowych bądź ceramicznych elewacyjnych.

Sposób wykonania ściany trójwarstwowej.

Dach

Można go ocieplić na różne sposoby, w zależności od zastosowanej konstrukcji. W naszym kraju najpopularniejsze są dachy spadziste, które przeważnie izoluje się od spodu. Zastosowanie ma tu najczęściej wełna mineralna, która jest materiałem elastycznym i dokładnie wypełnia ocieplaną przestrzeń.

Pierwszą warstwę o grubości ok. 15 cm umieszcza się pomiędzy krokwiami. Nie można zapomnieć o dokładnym ociepleniu murłaty - wełna powinna się tu łączyć z ociepleniem ściany domu. Drugą warstwę ocieplenia, ułożoną w poprzek, wypełnia się drewniany bądź stalowy ruszt, przymocowany do drewnianych elementów konstrukcyjnych więźby. Dzięki osłonięciu całej konstrukcji dach jest porządnie zaizolowany, a ryzyko występowania mostków cieplnych jest znikome.

Ocieplenie dachu skośnego wełną mineralną.

Aby w okolicach murłaty nie powstał mostek cieplny, wełna ułożona na poddaszu powinna łączyć się z ociepleniem na ścianie. (fot. Climowool)

Aby nie dopuścić do kondensacji pary wodnej w warstwie izolacji i ochronić konstrukcję dachu przed zawilgoceniem, na ociepleniu układa się - z odpowiednimi zakładami - folię paroszczelną. Natomiast pomiędzy izolacją cieplną i pokryciem trzeba wykonać odpowiedni podkład umożliwiający odparowanie wilgoci, ale równocześnie chroniący przed wnikaniem wody. Najpopularniejszy wariant to ruszt z łat i kontrłat oraz folia dachowa o wysokiej paroprzepuszczalności.

Do wykończenia skosów można użyć płyt g-k, boazerii albo paneli ściennych.

Dach spadzisty można też ocieplić od spodu za pomocą pianki poliuretanowej. Aplikuje się ją za pomocą natrysku, dzięki czemu materiał bardzo dokładnie wypełnia izolowane miejsca. Świetnie sprawdza się w przypadku skomplikowanych konstrukcyjnie dachów z wieloma załamaniami, w które trudno wpasować wełnę. Pianka jest nieco droższa od wełny i wymaga zatrudnienia specjalistycznej firmy, wyposażonej w niezbędne narzędzia (np. agregat).

Uwaga! Aplikację trzeba przeprowadzić równomiernie, pamiętając, że po naniesieniu na dach pianka może zwiększyć swoją objętość nawet kilkudziesięciokrotnie.

Kolejny sposób w przypadku dachu skośnego to tzw. ocieplenie nakrokwiowe. Polega na ułożeniu na deskowaniu i membranie dachowej specjalnych płyt termoizolacyjnych - zazwyczaj z twardej pianki, ewentualnie ze styropianu bądź twardej wełny mineralnej (jeżeli krokwie rozstawione są wystarczająco gęsto, płyty mogą zastępować deskowanie). Do nich mocuje się łaty i kontrłaty, które stanowią oparcie dla pokrycia dachowego.

Taka metoda pozwala uzyskać bardzo dobre parametry termiczne na poddaszu i uniknąć mostków termicznych. Ponadto umożliwia wyeksponowanie niektórych elementów więźby dachowej, co daje ciekawy efekt wizualny. Wreszcie brak ocieplenia pod skosem to więcej przestrzeni na ostatniej kondygnacji.

Sposób wykonania ocieplenia nakrokwiowego.

Ocieplenie dachu płaskiego można przeprowadzić na dwa sposoby. W tradycyjnym układzie warstw płyty z twardych odmian styropianu, pianki poliuretanowej, wełny mineralnej albo polistyrenu ekstrudowanego (XPS) układa się na izolacji przeciwwilgociowej i przykrywa wodoszczelnym materiałem, np. dwiema warstwami papy termozgrzewalnej.

Gdy dach ma odwrócony układ warstw, w pierwszej kolejności wykonuje się izolację przeciwwodną - przeważnie są to dwie warstwy papy termozgrzewalnej. Dopiero na niej umieszcza się ocieplenie z polistyrenu ekstrudowanego XPS bądź z płyt styropianowych odmiany hydro. Kolejnym elementem jest warstwa dociskowa - betonowe płyty albo usypany na geowłókninie żwir.

Stropodach niewentylowany - w domach energooszczędnych ocieplenie powinno mieć przynajmniej 30 cm grubości.

Redaktor: Norbert Skupiński
fot. otwierająca: Wienerberger