Andrzej Machalski


Wprowadzenie

Celem termorenowacji (termomodernizacji) budynku jest: 1) poprawienie izolacyjności jego powłoki zewnętrznej, głównie ścian i dachów, w celu zaoszczędzenia energii na ogrzewanie, 2) eliminowanie zjawiska przemarzania ścian, niekorzystnie odczuwanego przez użytkowników budynku, zwłaszcza pomieszczeń przy ścianach szczytowych, 3) polepszenie estetyki budynku.

Wraz ze wzrostem cen energii, punkt 1 zyskuje coraz bardziej na znaczeniu, choć często decyzję o termorenowacji podejmuje się z uwagi na zły komfort cieplny (punkt 2).

Szczególnie wysokim zużyciem energii charakteryzują się budynki wznoszone z wielkich płyt od początku lat 50. do połowy lat 70. W tym okresie powstało około 40% budynków. Obiekty takie, o “zimnych” ścianach z betonu, powodują zużycie energii na ogrzewanie 2-3 razy większe niż w Europie Zachodniej. Budynki betonowe nie spełniały na przykład jednego z warunków komfortu cieplnego, aby różnica temperatur między powierzchnią ściany a pomieszczeniem nie była większa niż 3 !C.

Przy obecnych cenach energii, ekonomiczna grubość izolacji typowej ściany w Europie wynosi 8-12 cm. Choć światowe ceny energii podlegają fluktuacjom, wydaje się uzasadnione stosowanie większej grubości izolacji niż obecnie wynika to z obliczeń ekonomicznych. Położenie teraz grubszej izolacji mniej kosztuje niż jej wymiana w przyszłości z powodu zwyżki cen energii lub zmiany norm.

Obliczenia ekonomiczne (energetyczne) opierają się na rozporządzeniu Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 30 IX 1997 zmieniającym rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z 14 XII 1994 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [3] [4], a także opierają się na normie PN-B-02025:1998. Do takich obliczeń niezbędne jest określenie izolacyjności przegród zewnętrznych; dokonuje się tego według normy PN-EN ISO 6946:1198 (patrz [5]), która zastąpiła nieaktualną już normę PN-91/B-02020 “Ochrona cieplna budynków. Wymagania i obliczenia”.

Poniżej podaje się [2] przykłady współczynnika przenikania ciepła U (dotychczas k) w W/(m 2 K) dla ścian zewnętrznych niespełniających obecnych wymagań podanych w wyżej wymienionym rozporządzeniu z 1997 r.:
U = 1,92 1,5 cm tynk cem.-wap. + 25 cm cegła palona + 1,5 cm tynk cem.-wap.
U = 1,45 1,5 cm tynk cem.-wap. + 38 cm cegła palona + 1,5 cm tynk cem.-wap.
U = 1,17 tynk jw. + 29 cm pustaki ceramiczne Max + tynk jw.
U = 1,1 tynk jw. + 49 cm pustaki żużlobetonowe Alfa lub Kontra + tynk jw.

Z kolei podaje się [1] przykłady ścian zewnętrznych spełniających obecne wymagania:
U = 0,46 1,5 cm tynk cem.-wap. + 24 cm bloczki z betonu komórkowego odmiany 400 na zaprawie Termor + 1,5 cm tynk cem.-wap.
U = 0,44 tynk jw. + 44,2 cm pustaki Kontra odmiany 700 na zaprawie jw. + tynk jw.
U = 0,38 tynk jw. + 10 cm styropian + 1 cm zaprawa + 16 cm bloczki kanałowe Kanel + tynk jw.
U = 0,42 35 cm pustaki gipsowe Sova z wypełnieniem pianobetonem gipsowym układane “na sucho”.
U = 0,40 tynk jw. + 38 cm pustaki wiórobetonowe Baupol z wkładką z wełny mineralnej + tynk jw.

Materiały izolacyjne
Najważniejszą cechą dobrego materiału izolacyjnego jest duża zawartość powietrza, które ma jak wiadomo bardzo małą przewodność cieplną. Najczęściej stosowane to styropian i wełna mineralna.

Styropian jest dostarczany w płytach o różnej gęstości objętościowej. Jest palny i dlatego musi być osłonięty ze wszystkich stron tworzywem mineralnym. Styropian traci wytrzymałość w 80-90 !C, a topi się w 100 !C. Jest odporny na wodę, pod wpływem promieni słonecznych żółknie i staje się kruchy.

Wełna mineralna jest dostarczana w formie mat i płyt. Jest niepalna i praktycznie nie zmienia ksztaltu. Przy montażu należy zakładać maski przeciwpyłowe.

Przykładowe współczynniki przewodności cieplnej w W/(mK):
wełna mineralna 0,040
styropian 0,030-0,040
drewno 0,10-0,23
cegła 0,45-0,90
beton (2000 kg/m 3 ) 1,18

Izolacja ściany od wewnątrz czy od zewnątrz?
Przy docieplaniu, izolacja od wewnątrz jest stosowana głównie przy modernizacji starych domów, jeśli pragnie się zachować elewację w dawnym stanie, do budynków tylko czasowo użytkowanych oraz gdy mieszkańcy chcą położyć izolację według własnego uznania. Izolacja od wewnątrz oznacza względnie niskie koszty materiału i robocizny (nie ma rusztowań czy też prac tynkarskch), jednak mogą powstać następujące kłopoty:

  • zwiększona możliwość zamarzania rur w ścianie zewnętrznej,
  • ściany zewnętrzne są bardziej narażone na pęknięcia od odkształceń termicznych,
  • trudny montaż za grzejnikami, i różnego rodzaju wnękami

    Natomiast izolacja od zewnątrz pozwala na łatwe (na ogół) wyeliminowanie mostków cieplnych (tj. miejsc powodujących nadmierną, szkodliwą ucieczkę ciepła na zewnątrz). Ponadto przedłuża ona żywotność budynku. Ponieważ izolacja jest od zewnątrz, ściana “w środku” jest cieplejsza i z reguły nie dochodzi do szkodliwej kondensacji pary wodnej wewnątrz ściany. W dalszym ciągu będzie omawiana jedynie izolacja od zewnątrz.

    Przed montażem izolacji zewnętrznej należy bezwarunkowo sprawdzić nośność ścian i usunąć ewentualne uszkodzenia i pęknięcia.

    Sposoby montażu docieplenia
    Są dwa główne sposoby wykonania docieplenia:
    a) położenie izolacji bezpośrednio na ścianie i pokrycie jej tynkiem dekoracyjnym, zwane tradycyjnie “metodą lekką mokrą”,
    b) położenie “na sucho” z użyciem rusztu mocującego i elewacji z podłużnych gotowych elementów.

    Pierwszy ze sposobów wymaga ścisłego przestrzegania reżimu technologicznego i wiedzy fachowej. Prace należy prowadzić w temperaturze od 5 do 25 !C. Zbyt wysoka temperatura sprawia, że szybko odparowuje woda z zaprawy klejowej i tynkarskiej, a także podłoże za prędko wchłania wodę. Podłoże należy najpierw dokładnie oczyścić, usuwając luźne ziarna i powłoki malarskie. Odparzone partie tynku trzeba skuć.

    Przykładem systemu z tej grupy jest Atlas-Stopter i Atlas-Roker.

    Najpierw zagruntowuje się podłoże emulsją Uni-Grunt, co jest konieczne w przypadku podłoży o większej chłonności (beton komórkowy, tynk cementowo-wapienny). Gruntowanie zapobiega odciąganiu wody z zaprawy klejowej, grożącemu odpadaniem płyt. Następnie przykleja się do ściany zaprawą klejową płyty izolacji. W systemie Stopter (rys. 1) termoizolację stanowią płyty styropianu o minimalnej gęstości 16 kg/m 3 , a w systemie Roker impregowana wełna mineralna o minimalnej gęstości 135 kg/m 3 . Optymalne wymiary płyt to 100 x 50 cm, grubość min. 5 cm. Płyty po przyklejeniu należy dobić do ściany drewnianą pacą, co zapobiega ich klawiszowaniu. W przypadku styropianu warstwę klejową wspomaga się tworzywowymi kołkami, a w przypadku wełny mineralnej – łącznikami z ocynkowanym trzpieniem stalowym. Kołki można zakładać wtedy, gdy zaprawa klejowa dostatecznie już stwardniała i wiercenie otworów w styropianie nie spowoduje przesunięcia płyt (praktycznie po 2 dniach od przyklejenia).



    Kolejnym etapem jest wykonanie warstwy zbrojonej (po 2-3 dniach od ułożenia płyt) przy użyciu siatki z włókna szklanego impregnowanego akrylem. W tym celu na izolację nakłada się taką samą zaprawę klejową, co do przyklejania płyt do ściany, za pomocą pacy zębatej (zęby 10-12 mm). Siatkę zaraz zatapia się przy użyciu takiej samej pacy. Warstwa zbrojona – po wygładzeniu gładką pacą metalową – ma mieć grubość 5 mm. Wykonanie warstwy zbrojonej jest ważne, gdyż decyduje ona o trwałości docieplenia. Wszelkie powstałe na niej nierówności należy zeszlifować, gdyż odwzorują się one potem na warstwie tynku dekoracyjnego, który będzie miał grubość zaledwie 2-3 mm. Ten ostatni wykonuje się z zaprawy szlachetnej Cermit nanoszonej na podkład tynkarski Ceraplast uprzednio położony na warstwę zbrojoną. Zadaniem podkładu jest izolowanie tynku od jego podłoża, które mogłoby go przebarwiać w niepożądany sposób. Tynk naciąga się gładką pacą ze stali nierdzewnej. Szczególną uwagę należy zwrócić na dokładne docieplenie otworów okiennych i drzwiowych (rys. 2).



    Podobny do wyżej opisanego jest system Ceresit VWS (firma Henkel), w którym kolejne warstwy mają analogiczne, poznane już znaczenie. Dlatego nie opisuje się ich szczegółowo. Na wyschnięcie warstwy zbrojonej z zaprawy klejowej czeka się 3-4 dni w zależności od warunków atmosferycznych. Potem maluje się jej powierzchnię farbą gruntującą Ceresit CT 16. Następnego dnia nakłada się 3-5 mm tynku mineralnego (4 kolory) lub polimerowego (37 kolorów). Jak i w poprzednim systemie, jest to tynk dekoracyjny, na przykład o fakturze reliefowej (strukturowanej) według życzenia.

    W drugim ze sposobów system izolacji zewnętrznej składa się zwykle z trzech elementów: izolacji termicznej, zamocowania w postaci rusztu i z pokrycia elewacyjnego chroniącego przed czynnikami atmosferycznymi. W niektórych systemach może być także szczelina wentylacyjna przed izolacją termiczną.

    Materiał termoizolacyjny (wełna mineralna lub styropian) jest mocowany do ściany między łatami drewnianymi lub profilami metalowymi. Elewacja może być z różnych rodzajów elementów. Wadą jest trudność rozwiązania ocieplenia obrzeży okien; dlatego z reguły pozostają one nieocieplone i występują tam mostki termiczne. Mostki tworzą się też w mejscu metalowych profili rusztu. Zaletą metody docieplania “na sucho” jest możność wykonywania robót przez cały rok (brak procesów mokrych!), ale jest niestety znacznie droższa od metody “lekkiej mokrej”.

    W metodzie ujętej świadectwem ITB nr 534/94 należy używać twardych płyt z wełny mineralnej o gęstości 70-80 kg/m 3 . Ruszt stanowią profile z blachy ocynkowanej. Wełnę mineralną mocuje się do ściany kołkami tworzywowymi (grzybkami), tak aby dokładnie przylegała do ściany. Elewacją jest “siding” z blachy fałdowej powlekanej lub z PVC.

    W metodzie ujętej świadectwem ITB nr 938/93 występuje ruszt z łat drewnianych o rozstawie 50 lub 60 cm. Tak jak poprzednio, izolację mocuje się do ściany na “grzybki” tworzywowe. Okładzina z PVC odznacza się dużą wydłużalnością termiczną, dlatego gwoździe mocujące wbija się w podłużnych otworach i nie do końca lecz z luzem 1 mm.

    Na rysunku 3 pokazano docieplenie ściany z “sidingiem” stalowym według systemu ABP (firmy American Building Products). Panele te wytwarza się z blachy stalowej powlekanej PVC na specjalnych maszynach – na budowie. Pozwala to na bezodpadową produkcję paneli o wymaganej długości. System ABP ma aprobatę techniczną ITB (AT-15-3116/98). Szerokość panelu wynosi 200 mm (2 x 100 mm), grubość około 0,5 mm. Bezotworowy sposób łączenia paneli oraz montaż bez nitów i śrub sprawia, że elewacja jest całkowicie szczelna. Ruszt nośny stanowią profile zimnogięte Z i C z ocynkowanej blachy stalowej, mocowane do podłoża za pomocą kołków rozporowych lub wkrętów.



    Izolacje dachów
    Ocieplenie dachu jest ważną pozycją w programie oszczędzania energii, gdyż straty ciepła mogą być tu bardzo duże, zwłaszcza z powodu wypromieniowania w nocy.

    W porównaniu ze ścianami jest to czynność stosunkowo łatwa – nie wymaga się tynkowania ani kosztownej elewacji, której zadaniem jest przykrycie ocieplenia. Izolację termiczną układa się bezpośrednio na dachu lub pod nim. Podobnie jak w ścianach, należy przeważnie unikać izolacji od wewnątrz.

    W przypadku dachu płaskiego nad pomieszczeniem ogrzewanym, na starym pokryciu wodochronnym, które będzie odtąd odgrywało rolę paroizolacji, kładzie się np.: płyty styropianowe, a na nich nowe wodochronne pokrycie dachu. Na to może przyjść np.: warstwa żwiru (rys. 4). Na tym samym rysunku pokazano też ocieplenie krawędzi dachu, wymagające szczególnej staranności, podobnie jak ocieplenie w okolicy rynny, aby nie wystąpiły w tych miejscach mostki cieplne. W dachu spadzistym przestrzeń między krokwiami można wypełnić płytami z wełny mineralnej. W tym wypadku po “ciepłej” stronie izolacji termicznej trzeba obowiązkowo położyć paroizolację (rys. 5).






    Modernizacja okien
    Do programu termorenowacji budynku powinna należeć też wymiana okien. Okna bowiem stanowią słaby punkt w izolacji termicznej budynku, gdyż straty ciepła przez szyby są 4-6 razy większe niż przez ściany. Jeśli tradycyjne okno – drewniane podwójne skrzynkowe lub ościeżnicowe – wykazuje współczynnik przenikania ciepła U = 2,60, to okno z PVC jednoramowe z termoizolacyjną 1-komorową szybą zespoloną ma U = 1,40, a niektóre okna dobrych firm nawet U = 1,1. Jeżeli wziąć pod uwagę, że podana wartość dla okna drewnianego dotyczy okna bez nieszczelności, a takich okien jest mało, to wymiana okien na tworzywowe, które się nigdy nie paczą, jest jeszcze bardziej wskazana.
    Duże straty ciepła mogą występować też wskutek nieszczelności między ościeżnicą a ścianą oraz gdy okna źle się zamykają. Straty można zmniejszyć, uszczelniając okna pianką lub taśmą oraz wymieniając materiał między ościeżnicą a ścianą.

    Literatura
    [1] Kalendarz budowlany 1999. Praca zbiorowa pod red. J. Widery. Wacetob PZITB, Warszawa 1998, rozdziały: 5 (J. Kępiński) i 6 (W. Płoński).
    [2] Murator. Audytor energetyczny. Numer specjalny miesięcznika “Murator” 1/98.
    [3] Rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z 14 XII 1994 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 10 z 1995 r., poz. 46).
    [4] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 30 IX 1997 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 132 z 1997 r., poz. 878).
    PN-EN ISO 6946:1998. Komponenty budowlane i części budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania.
    PN-B-02025:1998. Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych.
    Instrukcje wykonawcze producentów systemów ociepleń.