Elewacje budynków energooszczędnych

Elewacje budynków energooszczędnych
Fot. 1. Przykład domu energooszczędnego (pasywnego),
którego ściany zewnętrzne zostały wykonane z bloczków
© XELLA
silikatowych i ocieplone płytami styropianowymi.
O energooszczędności elewacji
decyduje szereg czynników
obecnych w jej konstrukcji,
które stanowią o wysokich
właściwościach izolacyjności
cieplnej ścian zewnętrznych wraz
z zamontowaną w nich stolarką
okienno-drzwiową.
G
órnym pułapem wartości izolacyjności
cieplnej dla ścian zewnętrznych wystawionych na działanie całorocznych
czynników klimatycznych jest wartość współczynnika przenikania ciepła U(max) = 0,30 W/
(m2•K). Praktycznie wymóg ten spełniają odpowiednio zaprojektowane ściany dwu- i trójwarstwowe. Warunkiem zapewnienia wysokiej
jakości ociepleń jest stosowanie materiałów
o ściśle określonych parametrach technicznych
oraz zachowanie reżimu technologicznego.
Ściana dwuwarstwowa
Schemat jej konstrukcji sprowadza się do kombinacji dwóch zróżnicowanych warstw budulca. Pierwszą (wewnętrzną) warstwę stanowi
mur nośny przenoszący obciążenia pionowe,
a drugą (zewnętrzną) — system ociepleniowy,
który może być wykonywany na dwa wiodące
w budownictwie jednorodzinnym sposoby:
• Według technologii lekkiej-mokrej – tzw.
bezspoinowego systemu ociepleń, inaczej
18
KREATOR–PROJEKTY • 4/2010
ETICS (z ang. External Thermal Insulation
Composite System), który polega na przymocowaniu do muru nośnego warstwy
termoizolacyjnej i nałożeniu na nią siatki
zbrojącej oraz tynku cienkowarstwowego,
który można dodatkowo pokrywać farbami
elewacyjnymi.
• Według technologii lekkiej-suchej, przy
której materiał termoizolacyjny jest mocowany do muru nośnego z wykorzystaniem
rusztu wraz ze stelażem (najczęściej stalowego, drewnianego, aluminiowego), a następnie przykrywany od zewnątrz okładziną
(różnego rodzaju gotowymi materiałami
powłokowymi) zabezpieczającą go przed
uszkodzeniami i zawilgoceniem bez fazy
jego klejenia i tynkowania (nie występują
tu więc tzw. prace mokre). Przestrzeń między ścianą nośną a okładziną, jak również
pomiędzy elementami rusztu, szczelnie wypełnia materiał termoizolacyjny. Okładzinę
(zależnie od materiału określaną również
terminami: siding, panel, listwa, bądź
profil) mogą stanowić profile aluminiowe, płyty włóknocementowe, oblicówki,
a także montowane ze sobą na tzw. zatrzask
elementy z kamienia naturalnego, betonu,
ceramiczne, silikatowe itp.
Taki sposób wykańczania termoizolacji
ściany — ze względu na mechaniczne mocowanie izolacji oraz pozostawienie wolnej
przestrzeni między okładziną a izolacją —
nosi nazwę elewacji wentylowanej. Ściana
ocieplona zyskuje dzięki temu wiele zalet,
które rzutują na jakość konstrukcji budynku
i kształtowanie w nim lepszych warunków
bytowych (w ścianie regulowany jest poziom
wilgotności uwarunkowany od tempa dyfuzji powietrza suchego i pary wodnej zależnej
od warunków cieplno-wilgotnosciowych na
zewnątrz i wewnątrz). Plusem w konstrukcji
takiej ściany jest stosunkowo łatwe uzyskanie
dla niej wskazanej wartości cieplnej, albowiem
gorsze parametry izolacyjności cieplnej ściany
konstrukcyjnej rekompensuje zoptymalizowana w obliczeniach projektowych grubość warstwy wybranego materiału termoizolacyjnego.
Odmianę technologii lekkiej-suchej stanowią fabrycznie przygotowane modularne
systemy ociepleniowe, które kotwi się do ściany konstrukcyjnej zgodnie z zaleceniami ich
producentów lub systemodawców. Mogą to
być np. płytki klinkierowe fabrycznie zatapiane
w sztywnej warstwie pianki poliuretanowej
o określonych grubościach wynikających z potrzeb obliczeniowych w projekcie. Gotowe
moduły zamawia się u ich producenta indywidualnie w zależności od rodzaju budynku
dobierając wielkości, kolorystykę i desenie
płytek oraz ich optymalizowane grubości. Moduły wtedy zachowują stabilność wymiarową
i wymaganą odporność użytkową.
Ściana trójwarstwowa
Ścianę taką tworzą dwie warstwy murowe (zewnętrzna — osłonowa i wewnętrzna — nośna/
konstrukcyjna), które połączone są kotwami
murowymi i rozdzielone szczeliną o szerokości
od 50 do 150 mm. Przestrzeń tę wypełnia
materiał termoizolacyjny (maty, płyty, granulat/zasypka bądź natrysk pianki PUR), który
stanowi trzecią warstwę w systemie — stąd
określenie ściana trójwarstwowa. Obie warstwy
można wykonywać z drobnowymiarowych elementów ceramicznych, silikatowych, betonu
komórkowego, betonów lekkich na kruszywie mineralnym oraz kamienia naturalnego
z użyciem zapraw cementowych i cementowowapiennych. Techniki mocowania i natrysku
izolacji termicznej możliwe są jedynie w fazie
murowania ściany. Operacje zasypywania bądź
wdmuchiwania izolacji do szczelin przeprowadzane są przy ścianach już istniejących. Efektywność takich ścian w warunkach eksploatacji
wymaga zastosowania rozwiązań zabezpieczających je przed zawilgoceniem (w tym także od
Fot. 2. Na energooszczędność ściany elewacyjnej wpływa
również jakość wykonania robót izolacyjnych strefy
fundamentowej oraz izolacji podłogi na gruncie. Zdjęcie
ukazuje sposób jej kompleksowego ocieplenia.
kondensującej wilgoci), a to wymaga uwzględnienia w projekcie i wykonania w warstwie
zewnętrznej otworów odpowietrzających i odwadniających odpowiednich do zaleceń norm.
Ten ważny szczegół poddany został regulacjom
przepisów budowlanych (vide: załącznik do
Warunków Technicznych1). Określono w nim:
• Maksymalne wartości współczynnika
przenikania ciepła U(max) dla okien, drzwi
balkonowych i drzwi zewnętrznych (przywołujemy je w tym numerze w tab. 1 na str.
24).
• Maksymalną powierzchnię, gdzie ustalono, że wyrażone w m kw. pole powierzchni
A0 okien oraz przegród szklanych i przezroczystych o współczynniku przenikania ciepła nie mniejszym niż 1,5 W/
(m2•K), obliczone według ich wymiarów
modularnych, nie może być większe niż
wartość A0max obliczone według wzoru:
A0max = 0,15 Az + 0,03 Aw, gdzie: Az jest
sumą pól powierzchni rzutu poziomego
wszystkich kondygnacji nadziemnych
(w zewnętrznym obrysie budynku) w pasie
o szerokości 5 m wzdłuż ścian zewnętrznych, zaś Aw jest sumą pól powierzchni pozostałej części rzutu poziomego wszystkich
kondygnacji po odjęciu Az.
• Współczynnik przepuszczalności energii
całkowitej okna oraz przegród szklanych
i przezroczystych gc liczony według wzoru:
gc = fc • gG, gdzie: gG — współczynnik przepuszczalności energii całkowitej dla rodzaju
oszklenia, fc — współczynnik korekcyjny
redukcji promieniowania ze względu na zastosowane urządzenia przeciwsłoneczne, nie
może być większy niż 0,5, z wyłączeniem
okien oraz przegród szklanych i przezroczystych, których udział fG w powierzchni
ściany jest większy niż 50 proc. powierzchni
ściany — wówczas należy spełnić poniższą
zależność: gc • fG ≤ 0,25, gdzie: fG — udział
powierzchni okien oraz przegród szklanych
i przezroczystych w powierzchni ściany.
1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dn.
12.04.2002 r. w sprawie Warunków Technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
© STYROPOL
Stolarka okienno-drzwiowa
• Maksymalne wartości współczynnika
przepuszczalności energii całkowitej
g G dla rodzaju oszklenia (pojedynczo
szklone — 0,85; podwójnie szklone —
0,75; podwójnie szklone z powłoką selektywną — 0,67; potrójnie szklone — 0,7;
potrójnie szklone z powłoką selektywną
— 0,5; okna podwójne — 0,75) — z wyłączeniem powierzchni pionowych oraz
powierzchni nachylonych więcej niż 60
stopni do poziomu, skierowanych w kierunkach od północno-zachodniego do
północno-wschodniego (kierunek północy +/-45 stopni), okien chronionych
przed promieniowaniem słonecznym przez
sztuczną przegrodę lub naturalną przegrodę budowlaną oraz do okien o powierzchni
mniejszej niż 0,5 m kw.
• Maksymalne wartości współczynnika
korekcyjnego redukcji promieniowania
ze względu na zastosowane urządzenia
przeciwsłoneczne.
Wymogi klimatyczne
Warunki techniczne nakazują również spełnienie wymagań dotyczących:
• Powierzchniowej kondensacji pary
wodnej w ścianach elewacyjnych zgodnie z przywołanymi w nich metodami
dokonywania pomiarów współczynników
temperaturowych dla przegród i mostków
cieplnych w oparciu o Polską Normę. Zjawisko kondensacji pary wodnej wewnątrz
przegrody dopuszczalne jest w okresie zimowym jedynie przy spełnieniu warunku
umożliwienia wyparowania kondensatu
przez strukturę przegrody w okresie letnim,
przy czym materiały budowlane przegrody
nie mogą ulegać degradacji na skutek tej
kondensacji.
• Szczelności na przenikanie powietrza
dla przegród zewnętrznych nieprzezroczystych, złącz między przegrodami
i częściami przegród oraz połączeń okien
z ościeżami. Przyjęto, że współczynnik
infiltracji powietrza dla otwieranych
okien i drzwi balkonowych powinien wynosić nie więcej niż 0,3 m3/(m•h•daPa 2/3).
W przypadkach zastosowania w pomieszczeniach innych rodzajów wentylacji niż
wentylacja mechaniczna nawiewna lub
nawiewno-wywiewna, dopływ powietrza zewnętrznego, w ilości niezbędnej
dla potrzeb wentylacyjnych, musi być
zapewniony przez umieszczenie urządzeń
nawiewnych w oknach, drzwiach balkonowych lub w innych częściach przegród
zewnętrznych eksploatowanych zgodnie
z wymaganiami określonymi w Polskiej
Normie dotyczącej wentylacji w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej.
• Dokonania sprawdzenia szczelności powietrznej budynku pod kątem wymaganej
szczelności, której wartości wynoszą:
1) n50 ≤ 3,0 h-1 — dla budynków z wentylacją
grawitacyjną;
2) n50 ≤ 1,5 h-1 — dla budynków z wentylacją
mechaniczną.
Jacek Sawicki
KREATOR–PROJEKTY • 4/2010
19