Termoizolacja budynku

W Polsce większość domów jednorodzinnych to budynki murowane. Najczęściej projektuje się je i wykonuje przy założeniu, że najbardziej racjonalny jest współczynnik przenikania ciepła U=0,25 W/(m²K) – dla ścian oraz U=0,20 W/(m²K) – dla dachów i stropodachów. Są to wartości najbardziej ekonomiczne i dające największe efekty przy relatywnie niewielkich kosztach.

Budowanie przegród energooszczędnych o polepszonych parametrach – U<0,2 W/(m²K) – jest możliwe i opłaca się przy bardzo prawdopodobnym założeniu, że wzrosną ceny nośników energii. Pogrubienie warstwy izolacyjnej o kolejne kilka centymetrów wełny mineralnej czy styropianu zwykle nie stanowi problemu i w minimalnym stopniu wpływa na zwiększenie kosztu materiałów.

Należy jednak pamiętać o ograniczeniach technicznych i ekonomicznych dla ścian dwu- oraz trójwarstwowych. Nie opłaca się stosować w nich izolacji termicznej o grubości przekraczającej 18 cm, gdyż konieczne jest wtedy używanie niestandardowych, a więc droższych kotew oraz twardszych, czyli bardziej wytrzymałych pod względem mechanicznym płyt izolacyjnych.

Połączenie ścian fundamentowych ze ścianami parteru

Wiele osób uważa, że w budynku niepodpiwniczonym ocieplanie ścian fundamentowych nie jest konieczne, skoro izolowana jest podłoga na gruncie. Jednak jest to poważny błąd, który zawsze powoduje powstanie potężnego mostka termicznego, a to przecież oznacza duże straty ciepła.

Najczęściej zdarza się to w domach ze ścianami jednowarstwowymi. Jednak z pozoru poprawne ocieplenie ścian fundamentowych od środka domu obecnie także należy uznać za rozwiązanie błędne. Tylko ciągła izolacja termiczna ułożona na wszystkich ścianach zewnętrznych stanowi bowiem rozwiązanie poprawne i sprzyjające energooszczędności, bo eliminuje mostki termiczne rys. 1, rys. 2.

Rys. 1 - Ocieplenie dwuwarstwowej ściany fundamentowej i parteru eliminujące mostki termiczne

Rys 2. - Ocieplenie trójwarstwowej ściany fundamentowej i parteru eliminujące mostki termiczne

Należy jednocześnie pamiętać, żeby ocieplić podłogę na gruncie. Ziemia w obrębie budynku ma co prawda temperaturę dodatnią (powyżej 4°C), ale różnica pomiędzy nią a temperaturą powietrza wewnętrznego często przekracza 8°C.

Oznacza to konieczność izolowania podłogi na gruncie warstwą styropianu lub polistyrenu ekstrudowanego, najlepiej grubości 8-15 cm. Oczywiście, w tym celu można zastosować i inne materiały, np. zasypowe, jak keramzyt czy żużel – po odpowiednim zwiększeniu grubości warstwy.

Rys. 3 - Ocieplenie ściany piwnicznej i parteru eliminujące mostki termiczne

Ciepły strop nad piwnicą

Kierując się kryteriami energooszczędności, w domu podpiwniczonym już na wstępie należy zdecydować, czy temperatura w piwnicy będzie niższa o 8°C lub więcej niż w pomieszczeniach mieszkalnych. Jeśli tak, to koniecznie trzeba ocieplić strop od strony piwnicy rys 3.

Rozwiązanie takie jest najbardziej skuteczne i jednocześnie dość łatwe w realizacji. W tym celu zwykle przykleja się płyty styropianowe i dodatkowo mocuje je plastikowymi kołkami.

Grubość izolacji powinien określić projektant, ponieważ zależy to od różnicy temperatury powietrza w oddzielonych stropem pomieszczeniach. Jednak w przypadku utrzymywania w piwnicy temperatury dodatniej zwykle wystarczy warstwa grubości 5-12 cm.

Należy pamiętać o tym, że w piwnicach nieogrzewanych ściany zewnętrzne wystające ponad powierzchnię terenu także muszą być ocieplone. Na dodatek warstwa izolacji termicznej powinna być zagłębiona w gruncie przynajmniej na 20-50 cm (najlepiej na głębokość przemarzania gruntu – często do poziomu ław fundamentowych).

Wokół otworów okiennych i drzwiowych Zarówno okna, jak i drzwi mają kilkakrotnie gorszą izolacyjność termiczną niż ściany zewnętrzne. Nic w tym dziwnego, gdyż grubość tych elementów wynosi zaledwie kilka centymetrów, a ścian – kilkadziesiąt. Jednak mało osób zdaje sobie sprawę, jak ważne dla energooszczędności jest prawidłowe zamontowanie stolarki budowlanej.

Najczęściej okna i drzwi uszczelnia się poliuretanową pianką montażową. Jednak o wiele lepsze jest wykonanie tzw. węgarka, czyli występu muru zawężającego światło otworu o kilka centymetrów. Dawniej wykonywany był z cegieł i pełnił wiele funkcji:

• chronił stolarkę przed wyrwaniem lub podważeniem od strony zewnętrznej;
• zabezpieczał ją przed wypadnięciem w czasie obsadzania;
• dodatkowo chronił wnętrze przed wiatrem i chłodem.

Obecnie podobne zadania pełni tylko w ścianie trójwarstwowej, gdyż jest elementem ściany osłonowej (często ozdobnym). Natomiast w ścianie dwuwarstwowej rys. 4 wykonywany jest z izolacji termicznej i stosuje się go w celu dodatkowego ocieplenia ramy okiennej lub drzwiowej.

W nowoczesnych ścianach jednowarstwowych murowanych z dużych bloków lub pustaków stosowanie węgarków nie jest konieczne. Jednak można i warto je wykonać. W tym celu należy przykleić do pionowych krawędzi muru rodzaj opaski okiennej, np. z gotowych profili poliuretanowych lub ze styropianu grubości 5 cm rys. 5.

Rys. 4 - Sposób obsadzenia okna w ścianie dwuwarstwowej sprzyjający energooszczędności	Rys. 5 - Wykonanie węgarków okiennych w ścianie jednowarstwowej znacznie polepsza szczelność stolarki i wpływa na ograniczenie mostków termicznych

Następnie trzeba zamocować siatkę z włókna szklanego (ewentualnie stalową) i całość otynkować razem ze ścianą.

Rys. 6 - Przykład poprawnego ocieplenia wieńca stropowego i nadproża okiennego w ścianie jednowarstwowej

W energooszczędnej ścianie jednowarstwowej o wiele trudniejsze jest właściwe ocieplenie nadproży i wieńców rys. 6. Na rynku dostępne są jednak elementy do budowy murów o grubości zaledwie 36 cm i współczynniku przenikania ciepła U≤0,20 W/(m²K).

W takiej konstrukcji okna lub drzwi powinny być obsadzone w środku grubości ściany, a to oznacza, że na warstwę termoizolacyjną pozostaje jeszcze około 12-16 cm.

To w zasadzie wystarczy do ocieplenia żelbetowego nadproża lub wieńca o szerokości 20-24 cm, ponieważ współczynnik przenikania ciepła w tych przekrojach wyniesie U=0,23-0,32 W/(m²K).

Jednak, aby izolacyjność ściany była stała we wszystkich jej fragmentach, w niektórych sytuacjach warto jeszcze pogrubić warstwę izolacji termicznej tworząc na elewacji rodzaj opaski lub gzymsu. Nie można także zapomnieć o utworzeniu węgarka zachodzącego na górną część ramy okiennej lub drzwiowej.

Rys. 7 - Izolacja termiczna ułożona pod parapetem zewnętrznym praktycznie eliminuje mostek termiczny

W omawianej ścianie powinno się również ułożyć ocieplenie pod parapetem. W przeciwnym razie w tym miejscu powstanie mostek termiczny. Podobnie jak poprzednio, wystarczy przykleić i zabezpieczyć pasek styropianu grubości 5-10 cm, a straty ciepła będą ograniczone do minimum
rys. 7.

Osłony okien

Wiadomo, że w swoim domu każdy chce zamontować okna o jak najlepszej izolacyjności. Jednak te o współczynniku U<1,00 W/(m²K) są znacznie droższe od powszechnie stosowanych okien o współczynniku U=1,30-1,50 W/(m²K) (szyby U=1,10 W/(m²K)). A taka stolarka, nawet w elewacji południowej, może spowodować więcej strat energii cieplnej niż zysków pochodzących z promieniowania słonecznego.

Co zatem należy zrobić?

Przede wszystkim powinno się zamontować szczelne okiennice, ewentualnie rolety, które w dużym stopniu mogą ograniczyć straty ciepła po zachodzie słońca (w grudniu nawet przez 16 godzin na dobę!).

Rys 8 - Okiennice to tradycyjne rozwiązanie, które już od wieków sprzyja oszczędzaniu energii cieplnej w domu (fot. Dworek Polski)

Okiennice wydają się rozwiązaniem lepszym, ponieważ można je łatwo ocieplić kilkucentymetrową warstwą izolacji termicznej i uszczelnić na obwodzie otworu okiennego
rys. 8.

Poza tym są stosunkowo tanie, a ich montaż do ramy okiennej lub muru nie jest zbyt skomplikowany. Natomiast rolety, nawet z listwami wypełnionymi pianką poliuretanową, zwykle będą miały gorszą izolacyjność termiczną od okiennic.

Jednak ich największym mankamentem jest skrzynka osłonowa – wbudowana w ścianę tworzy spory mostek termiczny (nawet ocieplona), a przykręcona na zewnątrz ściany jedno- lub trójwarstwowej jest widoczna na elewacji. Ale ostateczny wybór, oczywiście, należy do inwestora.

Chcąc korzystać z darmowej energii słonecznej nie wolno zapominać o całkowitym odsłanianiu okien rys. 9. Dlatego wszystkie firanki zasłony, rolety, markizy muszą być odsunięte przynajmniej czasowo, żeby nie ograniczały dostępu promieni słonecznych.

Rys. 9 - Wykorzystanie energii słonecznej jest możliwe tylko wtedy, gdy promienie mają bezpośredni dostęp do elementów akumulujących ciepło, np. podłóg, ścian (fot. Solarlux)

Oczywiście, najlepszym, ale i najdroższym rozwiązaniem byłoby zainstalowanie odpowiednich czujników oraz układów automatyki. Taka instalacja powinna obsługiwać nie tylko firanki, zasłony, okiennice, ale też musiałaby sterować otwieraniem i zamykaniem drzwi wewnętrznych, żeby można było wykorzystać nagrzane powietrze do ogrzewania innych pomieszczeń. Czy jednak wtedy inwestor i jego rodzina nie staną się niewolnikami własnego domu?

Zabezpieczenie drzwi zewnętrznych

Zadaniem drzwi zewnętrznych, zwłaszcza wejściowych, jest ochrona domu przed nieproszonymi gośćmi oraz niesprzyjającymi warunkami atmosferycznymi. Powinny także mieć atrakcyjny wygląd, ponieważ zwykle stanowią ważny element wystroju elewacji frontowej. A to czasem trudno pogodzić z bardzo dobrą izolacyjnością termiczną, dlatego drzwi o współczynniku przenikania ciepła U<2,0 W/(m²K) uznaje się za całkiem dobre. Jednak straty energii przez drzwi można ograniczyć.

Najtaniej i najłatwiej jest obić drzwi materiałem izolacyjnym grubości kilku np. 4-5 cm rys. 10. Ale nie wszystkim może się to podobać, poza tym nie do każdego wnętrza pasuje, a ościeżnica i tak tworzy mostek termiczny.

Można zatem w tej samej ścianie zainstalować drugą parę drzwi, znacznie lżejszych od zewnętrznych i lepiej dobranych do wystroju wnętrza rys. 11. Drzwi te mogą być dodatkowo ocieplone np. od strony przestrzeni międzydrzwiowej, a poza tym można je zakładać tylko w okresie zimowym. Gdy będą miały odrębną, drewnianą, a nie stalową ościeżnicę, to wpływ mostka termicznego zostanie w istotny sposób ograniczony.

Rys. 10 - Trochę wełny mineralnej, dermy lub skóry i nawet najgorsze drzwi będą miały dobrą izolacyjność cieplną	Rys. 11 - Dwie pary drzwi zamontowane w tym samym otworze to rozwiązanie łatwe do wykonania i jednocześnie bardzo uniwersalne

Można wreszcie wybudować wiatrołap lub sień, czyli pomieszczenie stanowiące śluzę termiczną. To tradycyjne rozwiązanie jest bardzo skuteczne i pomocne w oszczędzaniu energii cieplnej. Dzięki niemu powstaje swego rodzaju bufor o nieco tylko niższej temperaturze powietrza, niż w pomieszczeniach mieszkalnych.

Oczywiście, wiatrołap czy sień muszą być na tyle duże (długość min. 180 cm), żeby nie było utrudnione zamykanie drzwi zewnętrznych zanim będzie możliwe otwarcie wewnętrznych – tylko wtedy bowiem istnienie tych pomieszczeń będzie miało sens.

Połączenie płyty balkonowej ze stropem Wielu inwestorów nie wyobraża sobie własnego domu bez balkonu. Architekci zwykle nie są temu przeciwni, ponieważ balkony i loggie najczęściej zwiększają atrakcyjność elewacji, a tym samym całego budynku.

Jednak dążąc do energooszczędności powinno się zrezygnować z tego elementu budowli, szczególnie wtedy, gdy projektowany jest w formie wspornikowej płyty żelbetowej – niestety, jest to najbardziej popularne i jednocześnie najgorsze rozwiązanie.

Rys. 12 - Balkon w postaci wspornikowej płyty żelbetowej tworzy ogromy mostek termiczny

Rys. 13 - Balkon niezależny od konstrukcji budynku nie ma wpływu na charakterystykę termoizolacyjną ścian zewnętrznych i stropów

Nieocieplona płyta o grubości 10-20 cm i długości kilku metrów stanowi bowiem ogromny mostek termiczny. I to o powierzchni porównywalnej z kilkunastoma metrami kwadratowymi nieizolowanej termicznie ściany zewnętrznej rys. 12.

Dzieje się tak dlatego, że zimno przenika nie tylko do wieńca stropowego (nawet, jeśli jest ocieplony) i to na znacznie większym odcinku niż długość płyty balkonowej, ale także do stropu międzykondygnacyjnego na głębokość około 1 m od ściany zewnętrznej.

Ochłodzone konstrukcje żelbetowe powodują z kolei pewne obniżenie temperatury fragmentów ścian konstrukcyjnych. Kłopot jest zatem bardzo duży, tym bardziej, że sensowne ocieplenie płyty balkonowej jest niezwykle trudne, kosztowne i często nieefektywne.

Czy to oznacza, że budynki energooszczędne nie mogą mieć balkonu? Nie, tylko powinny to być zupełnie inne rozwiązania konstrukcyjne. Najlepiej wybudować balkon samonośny, czyli oddylatowany od budynku – np. podparty na słupach.

Wtedy może być wykonany nawet z żelbetu, ale zwykle o wiele ładniej wygląda konstrukcja drewniana lub stalowa rys. 13. Nieco gorszym rozwiązaniem, bo powodującym powstanie punktowych mostków termicznych jest balkon podwieszony lub podparty, zwykle o konstrukcji drewnianej albo stalowej.

Izolacja ścianki kolankowej

Rys. 14 - Ocieplenie niskiej ścianki kolankowej nie powodujące mostka termicznego

Rys. 15 - Pracochłonny ale bardzo energooszczędny sposób ułożenia izolacji termicznej w połaci dachu

Wysokie ścianki kolankowe (powyżej 1 m) zwykle nie stwarzają żadnych problemów ani architektom, ani wykonawcom. Są bowiem ocieplane tak, jak zwykłe ściany zewnętrzne. Nieco inaczej jest jednak, gdy tworzą je dwa rzędy pustaków lub bloczków, a ich wysokość wynosi około 50 cm.

Przy tak niskich ściankach kolankowych, za funkcjonalne rozwiązanie przyjmuje się wykonanie wyższej ścianki wewnętrznej najczęściej o konstrukcji drewnianej. Wtedy zwykle izoluje się ściankę wewnętrzną oraz fragment stropu pomiędzy tymi ściankami.

Sama ścianka kolankowa najczęściej nie jest ocieplana. I to jest błąd, ponieważ wtedy tworzy się mostek termiczny. Aby temu zapobiec ocieplenie należy ułożyć w połaci dachowej i połączyć je w sposób ciągły z zewnętrzną izolacją ścian
rys. 14.

Ocieplenie więźby dachowej

W domach jednorodzinnych konstrukcję dachu wykonuje się niemal wyłącznie z drewna sosnowego. To dobry, ale nie najlepszy materiał pod względem izolacyjności termicznej. Żeby osiągnąć współczynnik przenikania ciepła U<0,3 W/(m²K), belki musiałyby mieć grubość przynajmniej 50 cm, a to przecież bardzo nieekonomiczne i niecelowe.

Z tego względu zarówno krokwie, jętki, płatwie, jak i murłaty powinny być ocieplone – najlepiej wełną mineralną grubości ok. 10 cm.

W tym celu prostopadle do belek (zwłaszcza krokwi) należy przybić dodatkowy ruszt konstrukcyjny (np. z bali 5x10 cm), pomiędzy którym ułożone zostaną płyty izolacji termicznej rys. 15.

Dzięki temu liniowe mostki termiczne zostaną wyeliminowane. Przy większym nakładzie pracy i ułożeniu dwóch wzajemnie prostopadłych rusztów (np. z bali 5x5 cm) można się pozbyć nawet mostków punktowych powstających w miejscu styku drewnianych belek.

Marcin Grębiszewski