Okładka magazynu budujemy dom
Najnowszy numer Logo BudujemyDom.pl
Zobacz
Zobacz oferty produktowe firm
Stan surowy zamknięty

Izolacje termiczne i akustyczne

Stan surowy zamknięty
Print image
Copy link image
time image Artykuł na: 17-22 minuty

Żeby w domu energooszczędnym zużywać jak najmniej energii, w naszym klimacie trzeba przede wszystkim ograniczyć straty tej służącej do ogrzewania. Da się to zrobić, solidnie ocieplając przegrody zewnętrzne, czyli fundamenty, ściany i dach. Budynek trzeba też zaprojektować i wybudować jak najstaranniej, unikając mostków cieplnych i dbając o jego szczelność.

Przyjęło się u nas, że zapotrzebowanie domu energooszczędnego na energię nieodnawialną (wskaźnik EP), niezbędną do ogrzewania, przygotowywania ciepłej wody użytkowej, wentylacji, chłodzenia, nie powinno przekraczać 70 kWh/(m²·rok). Zaznaczmy wyraźnie, że jest to górna granica, bo jako energooszczędne opisywane są również budynki o wskaźniku EP na poziomie 30-40.

Dziś, zgodny z przepisami wskaźnik EP nowego domu wynosi maksymalnie 95 kWh/(m²·rok), a z końcem tego roku zostanie obniżony właśnie do 70.

Równocześnie w dół pójdą dopuszczalne współczynniki przenikania ciepła U przegród zewnętrznych. Aktualnie wynoszą one odpowiednio (zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki):

  • w przypadku ścian zewnętrznych 0,23 W/(m2·K),
  • dachów i stropodachów 0,18,
  • podłóg na gruncie 0,3,
  • okien pionowych 1,1,
  • okien dachowych 1,3.

Po 31 grudnia 2020 r., gdy zaczną obowiązywać nowe warunki techniczne, dopuszczalne poziomy współczynnika przenikania ciepła U przegród będą następujące:

  • 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.

Współczynniki U i λ

Podstawowym parametrem określającym termoizolacyjność materiałów budowlanych i izolacyjnych jest współczynnik przewodności cieplnej λ. Jego jednostką jest W/(m·K). Współczynnik informuje, jak intensywnie ciepło przepływa przez materiał w wyniku różnicy temperatury. Im jest niższy, tym materiał słabiej przewodzi ciepło, czyli lepiej izoluje termicznie.

Wartość współczynnika przewodności cieplnej λ jest charakterystyczna dla danego materiału i nie ma związku z jego grubością. Dla przykładu, współczynnik przewodzenia ciepła pełnej cegły wynosi 0,7, zaś grafitowego styropianu 0,031-0,033.

Natomiast współczynnik przenikania ciepła U informuje nas o izolacyjności cieplnej przegrody (ściany, podłogi, dachu) o określonej budowie i grubości. Jego jednostką jest W/(m²·K). Tu też im niższa wartość parametru, tym lepsze właściwości izolacyjne przegrody. Przy czym dwie ściany zbudowane z tego samego materiału, o identycznym współczynniku λ, mają inny współczynnik U, jeśli różnią się grubością. W odniesieniu do przegrody jednorodnej zależność między U i λ kształtuje się następująco:

U = λ/d, gdzie d to grubość przegrody.

λ informuje zatem, jaką ochronę cieplną zapewnia dany materiał, a współczynnik U jaka jest izolacyjność konkretnej przegrody, czyli np. ściany z betonu komórkowego o grubości 24 cm, ocieplonej 15 cm styropianu.

Nie tylko ocieplenie, czyli co ma wpływ na oszczędzanie energii

Oszczędzanie energii przeznaczonej na ogrzewanie ułatwi nie tylko odpowiednio gruba izolacja przegród zewnętrznych. Duże znaczenie ma już projekt budynku. Jego bryła powinna być możliwie prosta i zwarta. Wtedy powierzchnia przegród, przez które może uciekać ciepło, będzie mała. Dlatego w budownictwie energooszczędnym unika się balkonów, wykuszy, wielopołaciowych dachów. Co do dachu - tu też im mniejsza powierzchnia, tym lepiej, więc dom energooszczędny będzie raczej piętrowy, albo z użytkowym poddaszem, niż parterowy.

Znaczenie ma usytuowanie budynku względem stron świata. Duże przeszklenia na południowej ścianie pozwalają na wykorzystanie ciepła promieni słonecznych. Ale stolarka musi być energooszczędna. Straty ciepła ograniczy również zastosowanie wentylacji mechanicznej z rekuperacją.

Poza dobrym projektem bardzo istotna jest jakość wykonawstwa. Starannie pracujący fachowcy nie powinni dopuszczać do powstania nieszczelności i mostków termicznych.

Rysunek prezentujący procentowy udział strat ciepła przez poszczególne przegrody w domu jednorodzinnym
Procentowy udział strat ciepła przez poszczególne przegrody w domu jednorodzinnym.

Izolacje ścian

Zaczniemy od ścian, bo ich powierzchnia jest największa.

W kontekście domu energooszczędnego kluczowa jest ich izolacyjność termiczna, czyli to jak chronią budynek przed ucieczką ciepła w sezonie grzewczym i przed nadmiernym nagrzewaniem latem. Wciąż muszą też wypełniać pozostałe zadania ścian - przenosić obciążenia, ograniczać przenikanie hałasu, chronić przed ogniem.

W naszym kraju zdecydowaną większość domów jednorodzinnych wznosi się jako murowane, zwykle z jednego z dwóch najpopularniejszych materiałów: betonu komórkowego lub pustaków z ceramiki. Nieco rzadziej z bloczków silikatowych albo z pustaków z keramzytobetonu. Domy energooszczędne też stawia się z tych materiałów, choć myślący o nich inwestorzy przychylnym okiem spoglądają również na technologie alternatywne, np. prefabrykowany szkielet drewniany.

Żeby murowana ściana osiągnęła wymagany przez Warunki Techniczne 2021 poziom współczynnika przenikania ciepła U, czyli 0,20, obkłada się ją termoizolacją o grubości 15-20 cm. Grubsza warstwa tylko nieznacznie poprawia parametry cieplne przegrody, a może powodować trudności technologiczne, związane z jej mocowaniem.

W technologii murowanej ściany mogą być jedno-, dwu- i trójwarstwowe.

W Polsce najpopularniejsze są dwuwarstwowe. Tworzy je mur (o grubości 18-25 cm) i przymocowane do niego od zewnątrz ocieplenie, które szczelnie otula budynek. Izolację wykonuje się z płyt styropianowych lub z wełny mineralnej. Oba materiały mają podobną przewodność cieplną λ - między 0,03 i 0,04 W/(m·K) - lecz różnią się nasiąkliwością, elastycznością, izolacyjnością akustyczną. Ciągła izolacja chroni przed mostkami cieplnymi, ponadto ten sposób stawiania ścian "wybacza" najwięcej błędów wykonawczych.

Na przegrodzie dwuwarstwowej ocieplenie montuje się jedną z dwóch metod: lekką mokrą lub lekką suchą. W metodzie lekkiej mokrej (nazywanej także ETICS lub BSO), warstwę izolacji termicznej przykleja się, dodatkowo mocuje kołkami, i pokrywa tynkiem cienkowarstwowym. W metodzie lekkiej suchej ocieplenie, najczęściej wełnę, układa się między listwami rusztu, do którego mocuje się również elewację. Drewniany bądź stalowy ruszt przytwierdza się mechanicznie, bez klejów i zapraw. Na elewacji układa się np. drewnianą oblicówkę.

Ściana trójwarstwowa składa się z warstwy konstrukcyjnej (18-25 cm), ocieplenia i ścianki elewacyjnej. Takie rozwiązanie zapewnia wysoki komfort termiczny i akustyczny. Elewacja z cegły klinkierowej lub silikatowej jest trwalsza od tynku, nanoszonego na ścianie dwuwarstwowej. To jednak wariant stosunkowo drogi i najtrudniejszy do wykonania. Ścianka osłonowa musi być połączona z konstrukcyjną kotwami ze stali, zaś między ociepleniem i elewacją konieczne może być pozostawienie szczeliny wentylacyjnej. Błędy w ułożeniu ocieplenia bardzo trudno naprawić.

W ścianie jednowarstwowej jeden materiał odpowiada za wytrzymałość i izolacyjność. Roboty postępują szybko, lecz obeznana z technologią ekipa powinna pracować bardzo starannie, bo budynku nie otuli żadna dodatkowa izolacja. Żeby wyeliminować mostki termiczne, które mogą pojawić się tam, gdzie materiał ścienny bywa zastępowany betonem (w nadprożach, wieńcu stropowym), stosuje się elementy systemowe, np. docieplane kształtki wieńcowe. W domu energooszczędnym takie przegrody można stawiać tylko z produktów najcieplejszych: grubych bloczków najcieplejszych odmian betonu komórkowego, albo z ceramicznych pustaków wypełnionych wełną mineralną. Ze względu na problemy wykonawcze planuje się je jednak rzadko.

W przypadku ścian dwu- i trójwarstwowych za ich izolacyjność termiczną odpowiada przede wszystkim ocieplenie, więc materiał na warstwę nośną można wybrać zupełnie dowolnie. Bo cóż z tego, że 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? Po obłożeniu tych murów 15 cm grafitowego styropianu o λ = 0,033, każda przegroda będzie energooszczędna.

Pożądaną cechą przegród w domu energooszczędnym jest jeszcze ich wysoka akumulacyjność cieplna, czyli zdolność do magazynowania ciepła, która charakteryzuje materiały o dużej masie - silikaty, tradycyjną ceramikę. Ściany o wysokiej akumulacyjności zapewniają w domu bardziej stabilną temperaturę - budynek wolniej wychładza się zimą i nagrzewa latem.

Infografika: Współczynnik przenikania ciepła U ścian zewnętrznych w zależności od warstwy nośnej i ocieplenia
Współczynnik przenikania ciepła U ścian zewnętrznych w zależności od warstwy nośnej i ocieplenia. Zgodnie z przepisami nie może przekraczać 0,23 W/(m2·K), po 31 grudnia 2020 r. będzie to 0,20.

Izolacja fundamentów

To na nie przenoszone są wszystkie obciążenia stałe (ciężar konstrukcji) i zmienne (ciężar śniegu, ludzi, obciążenie wiatrem). Zatem przede wszystkim muszą być wytrzymałe i trwałe.

W wariancie stosowanym najczęściej, fundament stanowią ściany fundamentowe, opierające się na żelbetowych ławach. Takie posadowienie sprawdza się na stabilnym i nośnym gruncie. Jeśli nośność nie jest wystarczająca (działka np. na torfach), planuje się płytę fundamentową, która zapewnia równomierne i rozłożone na dużą powierzchnię przekazywanie obciążeń, co eliminuje pękanie ścian. Płytę trudniej zaprojektować, ale szybko się ją wykonuje i maleje ryzyko, że robotnicy popełnią błędy przy izolacjach. Z tego ostatniego względu płyta fundamentowa jest rozwiązaniem dość chętnie wybieranym w energooszczędnych domach.

Ścianę fundamentową muruje się z bloczków betonowych lub wylewa z betonu i obkłada izolacją termiczną. Niezbędna jest też izolacja przeciwwilgociowa. Ocieplenie wykonuje się z materiału odpornego na zawilgocenie i ściskanie, czyli albo styropianu fundamentowego, 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 jest lepszym rozwiązaniem. Izolację układa się pod płytą tak, aby wystawała poza jej krawędzie. Dzięki temu można ją połączyć z ociepleniem ścian. Stosuje się także płyty ogrzewane.

Ocieplenie ścian fundamentowych też ma się łączyć z izolacją termiczną ścian nadziemia.

W domach energooszczędnych zwykle nie planuje się piwnic, a niektórzy eksperci zalecają termiczne izolowanie ścian fundamentowych również od środka.

Żeby osiągnąć wymagany przez WT 2021 poziom współczynnika U podłogi na gruncie, wystarczy zastosować 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. Ten ostatni ma dużą nośność i przerywa kapilarne podciąganie wody.

Od góry termoizolację dociska podkład podłogowy (jastrych) cementowy bądź anhydrytowy, o grubości od 4 cm do 7 cm (lub większej, jeżeli wylewka podłogowa ma być akumulatorem ciepła).

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

Izolacja dachów i stropodachów

Jak już napisaliśmy, dom energooszczędny powinien mieć jak najprostszą zwartą bryłę. I taki ma być jego dach - dwuspadowy albo pulpitowy (jednospadowy), ewentualnie płaski. Im mniejszą będzie miał powierzchnię, tym mniejsze będą straty ciepła. A ponieważ ciepłe powietrze unosi się, dach trzeba zaizolować jeszcze dokładniej i grubiej niż ściany.

Najpopularniejsze w Polsce dachy skośne można ocieplać na trzy sposoby: układając materiał izolacyjny na krokwiach, pod krokwiami i wypełniając przestrzenie pomiędzy nimi. Żeby uniknąć mostków termicznych i zapewnić skuteczną izolację, ocieplenie należy ułożyć przynajmniej dwuwarstwowo: pomiędzy krokwiami i pod nimi (na dodatkowym poprzecznym ruszcie). Ta dolna warstwa pozwala nie tylko zwiększyć grubość izolacji, ale praktycznie zniwelować wpływ krokwi jako mostków termicznych. Grubość izolacji dobiera się do grubości elementów konstrukcyjnych dachu, a współczynnik przenikania ciepła U przegrody oblicza, biorąc jako średnią ważoną wartości tego parametru jej elementów, np. krokwi i ocieplenia między krokwiami.

Aby spełnić wymagania, które będą obowiązywały od 2021 r., za minimum należy uznać ocieplenie wełną mineralną lub innym materiałem o λ = 0,039 W/(m·K) o grubości 30 cm. Taka warstwa umożliwi uzyskanie współczynnika U nie wyższego niż 0,15 W/(m2·K). Wełna mineralna nie tylko izoluje termicznie, ale też dobrze tłumi hałas. Co ważne, jest niepalna, sprężysta i łatwo ją ułożyć pomiędzy krokwiami. Niestety, jest wrażliwa na zawilgocenie.

Rodzaj materiału pokryciowego nie ma większego znaczenia, dom energooszczędny można pokryć zarówno dachówką, blachą, jak i papą. Za izolacyjność cieplną dachu odpowiada jego ocieplenie, pokrycie zaś musi być szczelne i trwałe.

Dachy płaskie, w zależności od konstrukcji, dzieli się na wentylowane i niewentylowane. Ponieważ są jednocześnie dachem i stropem, nazywa się je stropodachami. Konstrukcyjnie te na domach energooszczędnych nie różnią się od zwykłych - po prostu warstwa ocieplenia jest grubsza, ale jej nieco większa waga nie ma znaczącego wpływu na obciążenie żelbetowego stropu.

W stropodachach wentylowanych na stropie wspiera się konstrukcja nośna, wykonywana z elementów drewnianych - wiązarów lub prefabrykowanych kratownic, ewentualnie z metalowych kształtowników. Warstwę spadkową robi się z wyrobów drewnopochodnych, np. płyt OSB. Pokryciem może być wyłącznie materiał o wysokiej szczelności, przeważnie papa bitumiczna układana wielowarstwowo. Ocieplenie jest rozkladane na stropie, a pustka między nim i pokryciem ma być wentylowana.

Stropodach niewentylowany może być bardziej płaski, przy czym jego budowa różni się zasadniczo od innych konstrukcji dachowych. Tu wszystkie warstwy - konstrukcja, czyli żelbetowy strop, termoizolacja i izolacja przeciwwodna - ściśle do siebie przylegają. Potrzebny spadek uzyskuje się przez wylanie warstwy spadkowej z betonu, albo kształtując go na termoizolacji (można ciąć płyty, albo kupić gotowe ze spadkiem).

Stropodachy niewentylowane ociepla się styropianem (minimum dach/podłoga), wełną w postaci płyt, można też użyć twardych płyt z pianki poliuretanowej pokrytych z jednej strony papą, z drugiej paroizolacją. Stropodach niewentylowany można wykonać również w wersji odwróconej. Wówczas na stropie z ukształtowanym spadkiem układa się najpierw izolację przeciwwodną, a na niej ocieplenie odporne na trwałe zawilgocenie (np. polistyren ekstrudowany XPS). Na nim rozkłada się geowłókninę, na którą idzie warstwa dociskowa, np. żwir.

Schemat budowy: ocieplenie stropodachu niewentylowanego
Stropodach niewentylowany - w domach energooszczędnych ocieplenie powinno mieć przynajmniej 30 cm grubości.

Janusz Werner
fot. otwierająca Termo Organika

Zobacz inne tematy z Vademecum
Budujemy Dom czerwiec 2021

Budujemy Dom

Czasopismo budowlane dla budujących dom i wykonawców

Czas na Wnętrze czerwiec 2021

Czas na Wnętrze

Magazyn wnętrzarski pełen inspiracji

Wnętrza 2021

Wnętrza

Nowoczesne, stylowe, piękne wnętrza - zasady, porady, inspiracje

Twój Dom Twój Styl 2019

Twój Dom Twój Styl

Poradnik shoppingowy

Dom Polski 2021

Dom Polski

Jak zbudować dom tańszy niż mieszkanie

Gardeners' World Edycja Polska lipiec - sierpień 2021

Gardeners' World Edycja Polska

Czasopismo ogrodnicze - najlepsze inspiracje i porady ogrodnicze

ABC Budowania 2020

ABC Budowania

Jak budować bez błędów

Nowoczesne Instalacje 2021

Nowoczesne Instalacje

Dom Energooszczędny Vademecum 2021

Dom Energooszczędny Vademecum