Ocieplenie przegród zewnętrznych a energooszczędność. Czy stare domy trzeba będzie ocieplać?

Czy stare domy trzeba będzie ocieplać?

Pakiet unijnych aktów prawnych Fit for 55 ma doprowadzić do zmniejszenia emisyjności gospodarki Unii Europejskiej o 55% do 2030 r. (względem roku 1990). To etap pośredni przed zakładanym osiągnięciem neutralności klimatycznej w roku 2050. Bez przeprowadzonej na wielką skalę termomodernizacji, także domów jednorodzinnych, tych celów nie da się osiągnąć.

Unijne raporty pokazują, że budynki odpowiadają za 40% zużycia energii na starym kontynencie i ponad połowę zużycia gazu (głównie do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej). Oraz za 36% emisji gazów cieplarnianych. Przeszło 1/3 budynków w UE ma więcej niż 50 lat, a prawie 3/4 zasobów budowlanych jest nieefektywnych energetycznie. Presja na ich ocieplenie będzie rosnąć.

W dyrektywie budynkowej (właściwie dyrektywie o charakterystyce energetycznej budynków) zapisano, że każde państwo członkowskie powinno przyjąć własny, krajowy plan obniżenia zużycia energii pierwotnej w budynkach mieszkalnych, o 16% do 2030 r. i 20-22% do 2035 r. Nowo budowane budynki użyteczności publicznej od 2028 r. mają być zeroemisyjne, budynki mieszkalne od 2030 r. Od energooszczędności nie da się już uciec. A dom zużywa minimalną ilość energii na ogrzewanie tylko wówczas, gdy jest solidnie ocieplony.

Dom energooszczędny ma zwartą bryłę i prosty dach. Nie ma balkonów ani zbędnych detali architektonicznych. (fot. Isover)

Co znaczy energooszczędny?

Nie doczekaliśmy się dotychczas jednej, powszechnie aprobowanej definicji domu energooszczędnego. Przyjmuje się, że jego najważniejszą cechą jest obniżone zapotrzebowanie na energię, która w naszym klimacie zużywana jest głównie do ogrzewania. Obniżeniu strat energii służy wybór właściwego projektu domu, solidne ocieplenie przegród, zastosowanie wentylacji mechanicznej z rekuperacją itd.

Przed wejściem w życie Warunków Technicznych 2021, za energooszczędne uznawano domy, które z wyprzedzeniem je wypełniały. Zgodnie z tymi przepisami, zapotrzebowanie budynku jednorodzinnego na nieodnawialną energię pierwotną (wskaźnik EP), niezbędną do ogrzewania, przygotowywania cieplej wody użytkowej, wentylacji, chłodzenia, nie może przekraczać 70 kWh/(m²·rok). Prawo określa też dopuszczalne współczynniki przenikania ciepła U przegród zewnętrznych.

Wynoszą one odpowiednio:

• w przypadku ścian zewnętrznych 0,20 W/(m2·K),
• dachów i stropodachów 0,15,
• podłóg na gruncie 0,3,
• okien pionowych 0,9,
• okien dachowych 1,1.

Zgodnie z tym tokiem rozumowania, każdy dom, którego budowę zgłoszono lub złożono wniosek o pozwolenie na budowę po 30 grudnia 2020 r. jest energooszczędny, bo spełnia WT 2021. Są jednak i tacy, którzy za energooszczędne uznają budynki o niższym wskaźniku EP, na poziomie 30-60. I jest w tym trochę racji, bo wcześniej specjaliści twierdzili, że dom energooszczędny ma mieć zapotrzebowanie na energię niższe niż standardowy, a 70 kWh/(m²·rok) to obecnie standard.

Tak ociepla się ściany budynków energooszczędnych - podwójna warstwa płyt z grafitowego styropianu, układanych na mijankę. (fot. A. Papliński)

Styropian

Najpopularniejszym materiałem ociepleniowym jest styropian, którym ociepla się ściany, dachy, podłogi, fundamenty, przy czym do różnych przegród zaleca się różne jego odmiany. Styropian jest lekki (zatem łatwy w transporcie i użyciu), sztywny, wytrzymały na ściskanie, obojętny dla skóry i błon śluzowych. To materiał samogasnący, który słabo izoluje akustycznie. Odporny na wilgoć, lecz nie na działanie niektórych rozpuszczalników, dlatego nie wolno stosować go razem z lepikami, farbami rozpuszczalnikowymi i niektórymi klejami.

Kilka lat temu na rynku pojawił się styropian grafitowy (może być też szary albo czarny). Od białego jest droższy, lecz lepiej izoluje. Odmiana biała ma zwykle λ na poziomie 0,038-0,045 W/(m·K), szara - 0,031-0,033. To spora różnica, która przekłada się na grubość ocieplenia. Upraszczając można powiedzieć, że zamiast 20 cm białego styropianu wystarczy zastosować 15 cm szarego.

Ten drugi jest jednak bardziej wymagający w montażu. Ze względu na ciemny kolor, mocno nagrzewa się pod wpływem słońca. Co skutkuje naprężeniami i odkształceniami, a w rezultacie odspajaniem się świeżo przyklejonych płyt. Żeby uniknąć tego problemu nasłonecznioną elewację osłania się siatką, można też użyć płyt, w których ciemny rdzeń pokrywa cienka warstwa białego styropianu.

Najpopularniejsze w naszym kraju rozwiązanie - ściana dwuwarstwowa ocieplona styropianem. (fot. Termo Organika)

Wełna nie tylko do poddaszy

Wełna mineralna to najpopularniejszy materiał do ocieplania poddaszy, ale używa się jej także do izolowania ścian czy dachów płaskich. Natomiast na poddaszu stosuje się również pianę poliuretanową - nanoszoną natryskowo (PUR) albo w postaci gotowych płyt (PUR i PIR). Pianki odpowiednich odmian można wykorzystać też do ocieplenia innych części budynku (podłogi, ściany, nawet fundamenty), jednak na razie to rzadkość.

Ściana ocieplona wełną mineralną. (fot. Paroc)

Wełna mineralna występuje jako skalna i szklana. Skutecznie izoluje akustycznie, jest elastyczna i sprężysta, dzięki czemu szczelnie wypełnia przestrzenie, w których jest układana. Jest także niepalna, paroprzepuszczalna, odporna na chemikalia i wysoką temperaturę. I, niestety, nasiąkliwa. Zamoczona traci właściwości izolacyjne, dlatego należy zabezpieczyć ją przed wilgocią.

Wełnę skalną (bazaltową) wytwarza się z bazaltu, gabro, dolomitu lub kruszywa wapiennego. Materiał jest topiony w wysokiej temperaturze (1400°C), co wywołuje proces rozwłókniania. Do włókien, jako lepiszcze, dodaje się specjalne żywice i formuje z nich gotowe produkty - płyty, maty itd. Te poddaje się procesowi hydrofobizacji, dzięki czemu słabiej chłoną wodę.

Wełna szklana powstaje w podobny sposób, ale wytwarza się ją z piasku kwarcowego i stłuczki szklanej z recyklingu, czasami z dodatkiem materiału skalnego. Może mieć nieco lepszą izolacyjność cieplną - jej współczynnik przewodzenia ciepła λ wynosi nawet 0,030 W/(m·K), wełny skalnej 0,034. Skalna ma większą gęstość, jest też odporniejsza na ściskanie. Szklana jest z kolei lżejsza i bardziej sprężysta.

Wełna do ocieplania poddaszy jest sprzedawana m.in. w formie mat zwiniętych w rolki. (fot. Ursa)

Ocieplenie ścian

Domy jednorodzinne wznosi się u nas przeważnie jako murowane, zwykle z jednego z dwóch najpopularniejszych materiałów: betonu komórkowego lub ceramiki. Rzadziej z silikatów czy keramzytobetonu. Inwestorzy, planujący domy energooszczędne, przychylnym okiem spoglądają również na technologie alternatywne, np. prefabrykowany szkielet drewniany.

W technologii murowanej ściany są jedno-, dwu- lub trójwarstwowe. Najpopularniejsze dwuwarstwowe to mur (o grubości 18-25 cm) i przymocowane do niego od zewnątrz ocieplenie, które szczelnie otula budynek. Izolację wykonuje się najczęściej z płyt styropianowych lub z wełny mineralnej. Oba materiały mają podobną przewodność cieplną λ - między 0,030 i 0,045 W/(m·K). Ciągła izolacja eliminuje mostki termiczne, ponadto ten sposób stawiania ścian wybacza najwięcej błędów wykonawczych.

Elewację ściany dwuwarstwowej można urozmaicić boniami. (fot. Bella Plast)

Ściana trójwarstwowa składa się z warstwy konstrukcyjnej (18-25 cm), ocieplenia i ścianki elewacyjnej. Takie rozwiązanie zapewnia wysoki komfort termiczny i akustyczny. To jednak wariant drogi i skomplikowany wykonawczo. Ścianka osłonowa (elewacyjna) musi być połączona z konstrukcyjną kotwami ze stali, zaś między ociepleniem z wełny mineralnej i elewacją konieczne jest utworzenie szczeliny wentylacyjnej.

Żeby przegroda dwu- czy trójwarstwowa osiągnęła wymagany przez WT 2021 poziom współczynnika przenikania ciepła U, nie wyższy niż 0,20, obkłada się ją termoizolacją o grubości 15-20 cm.

W tym przypadku za izolacyjność termiczną odpowiada głównie ocieplenie, więc materiał na warstwę nośną można wybrać dowolnie. Dla przykładu, współczynnik U ściany o grubości 25 cm wzniesionej z silikatu wynosi blisko 2,0 W/(m2·K) i jest przeszło dwa razy gorszy od tego parametru betonu komórkowego odmiany 600. Ale po obłożeniu murów 15 cm grafitowego styropianu o λ = 0,033, obie przegrody będą energooszczędne.

W ścianie jednowarstwowej ten sam materiał odpowiada za wytrzymałość i izolacyjność. Obeznana z technologią ekipa powinna pracować bardzo starannie, bo budynku nie otuli żadna dodatkowa izolacja. Żeby wyeliminować mostki termiczne, które pojawiłyby się tam, gdzie materiał ścienny jest zastępowany betonem (w nadprożach, wieńcu stropowym), stosuje się elementy systemowe, np. docieplane kształtki wieńcowe. Przegrody jednowarstwowe wznosi tylko z produktów najcieplejszych: grubych bloczków z najcieplejszych odmian betonu komórkowego, ceramicznych pustaków wypełnionych wełną mineralną.

Jednowarstwowe ściany domów energooszczędnych muruje się wyłącznie z materiałów najcieplejszych i z wykorzystaniem elementów systemowych, np. gotowych nadproży. (fot. Solbet)

Ocieplenie dachu

Dom energooszczędny ma mieć jak najprostszą bryłę. Taki też powinien być jego dach - dwuspadowy albo pulpitowy, ewentualnie płaski. Im mniejszą będzie miał powierzchnię, tym mniejsze będą straty ciepła. A ponieważ ciepłe powietrze przemieszcza się do góry, dach trzeba zaizolować jeszcze dokładniej i grubiej niż ściany.

Dachy skośne ociepla się najczęściej układając materiał izolacyjny między i pod krokwiami. Mamy też możliwość ułożenia termoizolacji na krokwiach. To tzw. izolacja nakrokwiowa, którą zwykle wykonuje się z płyt PIR.

Przy rozwiązaniu typowym, czyli ocieplaniu dachu od dołu, zaleca się ułożenie materiału izolacyjnego, którym przeważnie jest wełna, dwuwarstwowo - pomiędzy krokwiami i pod nimi (na dodatkowym poprzecznym ruszcie). Dolna warstwa pozwala zwiększyć grubość izolacji i zniwelować wpływ krokwi jako mostków termicznych.

Aby spełnić wymagania WT 2021, za minimum należy uznać ocieplenie połaci materiałem o grubości 25-30 cm, przy λ wynoszącej 0,04 W/(m·K). Taka warstwa umożliwi uzyskanie współczynnika U nie wyższego niż 0,15 W/(m2·K). Alternatywą wełny jest nanoszona natryskowo pianka PUR, której warstwa powinna mieć podobną grubość.

Wełnę na połaci dachu skośnego układa się w dwóch warstwach. (fot. Isover)

Na poddaszu alternatywą dla wełny mineralnej stała się nanoszona natryskowo piana PUR. (fot. Ultrapur)

Dachy płaskie, w zależności od konstrukcji, dzieli się na wentylowane i niewentylowane.

W tych pierwszych, ocieplenie rozkłada się na stropie, a pustka między nim i pokryciem musi być wentylowana. Odporność na ściskanie nie ma tu znaczenia, można więc stosować materiały miękkie, np. maty z wełny mineralnej albo granulaty układane nadmuchowo. Granulat z wełny mineralnej, polistyrenowy czy strzępki celulozowe wtłacza się pod pokrycie za pomocą specjalnej maszyny. Grubość warstwy termoizolacji zależy od współczynnika λ konkretnego materiału, ale nie powinna być mniejsza niż 25-30 cm.

Stropodachy niewentylowane ociepla się styropianem (dach/podłoga), styropapą (czyli płytami styropianowymi oklejonymi papą podkładową), płytami z wełny mineralnej o dużej gęstości, można też użyć twardych płyt z pianki poliuretanowej PIR. Niezbędny spadek formuje się układając warstwę dociskową z betonu, albo z klinów z materiału ociepleniowego, zwykle przygotowywanych w fabryce na konkretny dach. Warstwa termoizolacji ma wówczas w najcieńszym punkcie przeszło 20 cm, w najgrubszym (zależnie od spadku i wielkości dachu) nawet dwa razy tyle.

Fundamenty i podłoga na gruncie

Ocieplenie ścian fundamentowych wykonuje się z materiałów odpornych na zawilgocenie i ściskanie, czyli albo styropianu fundamentowego (o obniżonej nasiąkliwości), albo jeszcze mniej nasiąkliwego i bardziej odpornego mechaniczne styroduru (polistyrenu ekstrudowanego XPS). Wystarcza warstwa 15 cm.

Posadowienie budynku na żelbetowej, ocieplonej od dołu płycie fundamentowej, to lepszy wybór. Termoizolację układa się pod nią tak, aby wystawała poza krawędzie płyty. Dzięki temu da się połączyć ocieplenie płyty i murów. Ocieplenie ścian fundamentowych również musi łączyć się z izolacją termiczną nadziemia.

Płytę fundamentową (w tym przypadku grzewczą) ociepla się z boków i koniecznie od dołu. (fot. Parati)

Żeby osiągnąć wymagany przez WT 2021 poziom współczynnika U podłogi na gruncie, wystarczy ocieplenie o grubości 12-15 cm. Może to być twardy styropian typu dach/podłoga. Układa się go na betonowym podkładzie (chudziaku) i izolacji przeciwwilgociowej (na ogół z grubej folii). Najlepiej w dwóch warstwach na mijankę. Pod chudziakiem powinna być podbudowa - czyli warstwa 15-30 cm mechanicznie zagęszczonego piasku, pospółki lub żwiru. Od góry termoizolację dociska jastrych.

Do ocieplania fundamentów przeznaczony jest styropian odporny na zawilgocenie, przez producentów zabarwiany zwykle na niebiesko. (fot. Yetico)

Redaktor: Janusz Werner
fot. otwierająca: Austrotherm