Skuteczna izolacja termiczna
Oszczędność energii to już nie moda, ale konieczność. Wzrastające systematycznie ceny energii oraz światowa tendencja - zapisana w Protokole z Kioto - do ograniczania emisji dwutlenku węgla i zapobiegania efektowi cieplarnianemu powodują, że na co dzień stykamy się z problemem skutecznej izolacji cieplnej.
Ocieplanie ma (eko)znaczenie
Wiele starszych budynków przechodzi termomodernizacje a budynki nowobudowane są projektowane i realizowane w technologiach zbliżających polskie mieszkalnictwo (jednorodzinne) do standardów europejskich zużycia energii (na poziomie 100-115 kWh/m²w skali roku). Koszty ogrzania m²powierzchni mieszkalnej i użytkowej będą z roku na rok zwiększały się. Nowe uregulowania prawne zmierzają do standardu domu o niskim zużyciu energii. Następuje to przez określenie zapotrzebowania na ciepło w zależności od wielkości obiektu oraz limitowanie zużycia ciepła w ciągu roku w przeliczeniu na jednostkę powierzchni lub kubatury obiektu, czyli do tzw. budownictwa energooszczędnego. Ponieważ domy budowane są na wiele lat już teraz należy myśleć o budynkach i realizować inwestycje zapewniające obniżenie przyszłych kosztów ich ogrzania. W przypadku wznoszenia ścian zewnętrznych, efektem tego jest poszukiwanie materiałów i rozwiązań technologicznych zdrowych o dobrych właściwościach nośnych, a nie koniecznie liczy się tu dobra izolacjai termiczna. Problem dobrej izolacyjności zostanie rozwiązany poprzez zastosowanie odpowiedniego materiału termoizolacyjnego, np. wełny mineralnej, szklanej, skalnej lub styropianu.
Izolacja termiczna: zwiększenie grubości zewnętrznej
Trzeba pamiętać, że ściana jednowarstwowa z materiału o najlepszych parametrach termicznych ma 3 do 6 razy gorsze właściwości termoizolacyjne od najlepszych na rynku materiałów termoizolacyjnych. Natomiast dalsze zwiększanie grubości ściany jednomateriałowej powoduje jedynie niepotrzebny wzrost kosztów budowy ściany zewnętrznej i zmniejszenie powierzchni użytkowej. Do tego należy podkreślić, że koszt termoizolacji w budynku zwraca się już po 2 do 3 latach.
Dlatego nie należy zwiększać grubości ściany ceramicznej wykonanej z materiałów otworowych, także tych poryzowanych, gdyż biorąc pod uwagę właściwości akustyczne ceramiki zwłaszcza tej otworowej nie uzyskamy w tym nigdy dobrych wyników. Ponadto zadowalającej bezwładności cieplnej takiej ściany nie uzyskamy poprzez zwiększanie jej grubości w porównaniu np. z gazobetonem, cegłą pełną czy betonem.
Biorąc to wszystko pod uwagę nie ma sensu zwiększać grubości ściany z ceramiki otworowej, gdyż i tak nie uzyskamy uniwersalnych, zadowalających nas parametrów ściany. Należy skupić się na współczynniku przenikania ciepła poprzez zwiększenie grubości zewnętrznej izolacji termicznej. Ponadto należy brać pod uwagę zapotrzebowanie na energię swojego budynku.
Materiały: wełna mineralna i styropian
To, ile ciepła bezpowrotnie ucieka przez ścianę, nie zależy jedynie od grubości ściany, ale również od materiału z którego ściana jest zbudowana i jej konstrukcji, np. ściana wykonana z betonu o grubości 50 cm ma taką samą izolacyjność cieplną jak mur z cegły dziurawki o grubości ok. 35 cm lub płyta izolacyjna z wełny mineralnej lub styropianu o grubości 2,5 cm. Przez wełnę mineralną lub styropian przenika około 20 razy mniej ciepła niż przez beton.
Inne porównanie: gdyby ścianę z cegły, o grubości 35 cm ocieplić 10 cm warstwą materiału izolacyjnego: styropianu lub wełny mineralnej (w bezspoinowym systemie ociepleń (BSO), to ilość ciepła uciekająca przez ścianę zmniejszyłaby się o 3/4, a więc w uproszczeniu można powiedzieć, że rachunek za energię traconą poprzez ściany zmniejszyłby się czterokrotnie. Dlatego warto docieplić stare ściany. W bezspoinowych systemach ocieplania ścian zewnętrznych stosowane są dwa rodzaje materiałów termoizolacyjnych: styropian (polistyren spieniony) albo wełna mineralna (skalna lub szklana).
Audyt energetyczny
Aby określić, ile rzeczywiście ciepła jest tracone przez przegrodę należy dokonać odpowiednich obliczeń, tzw. audyt energetyczny, który wykonywany jest na życzenie inwestora przez wykwalifikowane firmy współpracujące z ekipami wykonującymi docieplenia budynków.
Warunki techniczne: współczynnik przenikania ciepła
W budynkach nowobudowanych już na etapie projektowania podejmowane są decyzje o sposobie uzyskania wymaganej izolacyjności cieplnej. Od 1998 r.u zaczęły obowiązywać nowe, zmienione warunki techniczne jakim powinny odpowiadać budynki. Między innymi zaostrzono wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej ścian budynków. Zwiększono wymagania w stosunku do ścian zewnętrznych. Nowe wartości współczynników Umax są mniejsze od podanych w normie PN-91/B02020, dotyczącej ochrony cieplnej budynków (obecnie obowiązuje norma PN-EN ISO 6946:2008). Dla ścian o budowie warstwowej, z izolacją cieplną z materiałów takich jak np. wełna mineralna (szklana i skalna), styropian - obniżono maksymalną wartość współczynnika przenikania ciepła do 0,30 W/(m²K). Jeżeli ściana jest jednorodna, czyli wykonana z jednego materiału o właściwościach jednocześnie izolacyjnych i konstrukcyjnych - to współczynnik k nie może być większy niż 0,50 W/(m²K). Poprzednio wartość współczynnika k dla obu typów ścian nie mogła przekroczyć Umax = 0,55 W/(m²K).
Dla lepszego zobrazowania skuteczności styropianu i wełny mineralnej jako izolatorów można porównać je opisując parametr fizyczny zwany oporem cieplnym R. Oto zebrane wielkości oporu cieplnego różnych materiałów budowlanych w podziale na dwie grubości i dodatkowo wartości oporu cieplnego uzyskiwane przez popularne materiały izolacyjne.
| grubość warstwy | ||
|---|---|---|
| 12 cm | 25 cm | |
| cegła silikatowa | 0,15 [(m2K)/W] | 0,31 [(m2K)/W] |
| cegła pełna | 0,16 [(m2K)/W] | 0,33 [(m2K)/W] |
| cegła kratówka | 0,21 [(m2K)/W] | 0,45 [(m2K)/W] |
| pustak żużlowy | 0,24 [(m2K)/W] | 0,50 [(m2K)/W] |
| pustak ceramiczny | 0,36 [(m2K)/W] | 0,76 [(m2K)/W] |
| beton komórkowy M700 | 0,48 [(m2K)/W] | 1,00 [(m2K)/W] |
| pustak poryzowany | 0,71 [(m2K)/W] | 1,47 [(m2K)/W] |
| beton komórkowy M500 | 0,71 [(m2K)/W] | 1,47 [(m2K)/W] |
| styropian EPS 70 (FS 15) | ~ 3,00 [(m2K)/W] | ~ 7,00 [(m2K)/W] |
| wełna mineralna | ||
Tabela1. Opór cieplny R [(m2K)/W] wybranych materiałów budowlanych
Ściany wielowarstwowe
Przyjmuje się, że komfort cieplny zapewniają ściany, których opór cieplny wynosi 4 (m2K)/W. Trudno wyobrazić sobie ściany jednomateriałowe spełniające takie wymagania. Ściana z betonu komórkowego M500 musiałaby mieć ok. pół metra grubości. Oczywiście z powodu obniżenia wymagań co do parametru przenikalności cieplnej ścian monolitycznych możliwe jest wznoszenie ścian z materiałów o małym oporze cieplnym bez tak znacznego zwiększania ich grubości.
O wiele lepsze efekty przynosi budowanie w technologiach ścian wielowarstwowych. Z powyższej tabeli wynika, że w przypadku najgorszego pod względem termicznym materiału ściennego jakim jest cegła silikatowa, niezbędna grubość termoizolacji nie przekroczy 12 cm. Zastosowanie izolacji zewnętrznej (wełna mineralna szklana, wełna mineralna skalna, styropian) to tzw. ściana warstwowa z wyraźnie wydzielonymi elementami spełniającymi zadania wytrzymałościowe, izolacyjności termicznej i zabezpieczenia zewnętrznego przed destrukcyjnym wpływem warunków atmosferycznych.
Co daje wzniesienie ściany warstwowej, oprócz ograniczenia kosztów poniesionych na ogrzewanie?
Przede wszystkim odpowiednią wytrzymałość a przy tym minimalizowanie rzutu powierzchni ścian w stosunku do rzutu obiektu oraz zachowanie optymalnych warunków cieplno-wilgotnościowych w przekroju ściany. Dodatkowo należy podkreślić, że rozwiązanie wielowarstwowe daje możliwość zwiększenia ekonomiki realizacji budynku, poprzez możliwość etapowania wykonawstwa ścian zewnętrznych. Daje także swobodę zastosowania dowolnego materiału dla warstwy nośnej, spełniającego jedynie odpowiednie wymagania wytrzymałościowe. Jest to jedyne rozwiązanie umożliwiające dowolne kształtowanie estetyki elewacji poprzez dobór faktury warstwy tynku i jego kolorystykę.
Dobra izolacja termiczna i płacisz mniej
Różnego rodzaju symulacje pozwalają na oszacowanie, że 12 cm izolacji termicznej ściany zewnętrznej pozwala na zaoszczędzenie prawie 14 zł rocznie na każdym metrze kwadratowym powierzchni domu (w cenach energii z 2002 r.).
| Ściany warstwowe składają się z pionowo ułożonych warstw różnych materiałów. Każda warstwa spełnia inną funkcję: - warstwa nośna, wykonywana z materiałów o dużej wytrzymałości, przenosi obciążenia, - warstwa z materiału o dobrych właściwościach izolacyjnych (styropianu lub wełny mineralnej) zapewnia izolację termiczną i akustyczną ściany, - warstwa licowa zabezpiecza ścianę przed wpływami zewnętrznymi oraz nadaje jej estetyczny wygląd. |
Właściwe zaprojektowanie gwarantuje bezpieczeństwo
Na rynku materiałów budowlanych i technologii znajduje się wiele rozwiązań. Trudno je ocenić jedynie po przeczytaniu ulotki informacyjnej i rozmowie z handlowcem. Wybór systemu na podstawie tak pobieżnie zebranych informacji, może znacznie zwiększyć koszty późniejszego użytkowania budynku. Niewątpliwie w dokonaniu wyboru może pomóc dobry architekt, który potrafi przewidzieć konsekwencje użycia konkretnych materiałów i technologii.
Bardzo ważnym elementem budynku, ze względu na powierzchnię są ściany zewnętrzne. Ich właściwe zaprojektowanie gwarantuje bezpieczeństwo, a dobór technologii wznoszenia i użytych do tego celu materiałów zapewni komfort cieplny, akustyczny i wilgotnościowy oraz niskie koszty ponoszone w wieloletniej eksploatacji budynku. Mówiąc o ekonomii coraz częściej inwestor (wspólnie z projektantem) kalkuluje nie tylko koszty wykonania m² ściany ale również koszty późniejszego ogrzewania każdego m² powierzchni użytkowej.
