Oszczędność energii to już nie moda. Wzrastające systematycznie ceny nośników energii oraz światowa tendencja - zapisana w Protokóle z Kioto – do ograniczania emisji dwutlenku węgla i zapobiegania efektowi cieplarnianemu powodują, że na co dzień stykamy się z problemem skutecznej izolacji cieplnej.

Wiele starszych budynków przechodzi termomodernizacje a budynki nowobudowane – co jest powszechnie obserwowane – projektowane są i realizowane w technologiach zbliżających polskie mieszkalnictwo (jednorodzinne) do standardów europejskich zużycia energii na poziomie 100 - 115 kWh/m2 w skali roku.

Generalnie można powiedzieć, że koszty ogrzania metra kwadratowego powierzchni mieszkalnej i użytkowej będą z roku na rok zwiększały się. Nowe uregulowania prawne będą zmierzać do standardu domu o niskim zużyciu energii poprzez 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. A 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 dobrej izolacyjności termicznej, gdyż ta zostanie rozwiązana poprzez zastosowanie odpowiedniego materiału termoizolacyjnego, np. wełny mineralnej: szklanej lub skalnej albo styropianu.

Warto wiedzieć, że ściana jednowarstwowa z materiału o najlepszych parametrach termicznych posiada 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 oczywiście zmniejszenie powierzchni użytkowej. Do tego należy podkreślić, że koszt termoizolacji w budynku zwraca się już po 2 do 3 latach.
Dlaczego nie ma co iść w grubość 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 zadowalającą bezwładność cieplną 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. Lepiej skupić się na współczynniku przenikania ciepła poprzez zwiększenie grubości zewnętrznej izolacji termicznej, mniejszym nawet jak normowy, opłaci się to w przyszłości na mniejszych rachunkach za media, które – jak uczy życie – będą coraz wyższe. Zawsze taniej będzie dać grubszą warstwę izolacji termicznej i większą w sumie uzyskamy korzyść. Przepisy energetyczne będą stopniowo zaostrzane. Ponadto należy brać pod uwagę zapotrzebowanie na energię swojego budynku, Który materiał wybrać, z tradycyjnej ceramiki, czy poryzowany, który tak naprawdę jest lepszy?

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), zwanym wcześniej metodą lekką mokrą), 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. Właśnie 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).

Aby określić, ile rzeczywiście ciepła jest tracone przez przegrodę należy dokonać odpowiednich obliczeń – czyli tzw. audyt energetyczny, który wykonywany jest na życzenie inwestora przez wykwalifikowane firmy współpracujące z ekipami wykonującymi docieplenia budynków.

W budynkach nowobudowanych już na etapie projektowania podejmowane są decyzje o sposobie uzyskania wymaganej izolacyjności cieplnej. Od 1998 roku 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 kmax są mniejsze od podanych w ciągle jeszcze obowiązującej normie PN-91/B02020, dotyczącej ochrony cieplnej budynków. 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 kmax=0,55 (W/m2K).

Dla lepszego zobrazowania skuteczności styropianu i wełny mineralnej jako skutecznych izolatorów może 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.


Tabela 1. Opór cieplny R [m2K/W] wybranych materiałów budowlanych

 

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 (czytaj: zgodne z prawem budowlanym) wznoszenie ścian z materiałów o małym oporze cieplnym bez tak znacznego zwiększania ich grubości.

O wiele lepsze efekty przynosi jednak 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. Trzeba także dodać, że jest to jedyne rozwiązanie umożliwiające dowolne kształtowanie estetyki elewacji poprzez dobór faktury warstwy tynku i jego kolorystykę.

Różnego rodzaju symulacje pozwalają na oszacowanie, że 12 cm izolacji termicznej ściany zewnętrznej pozwala na zaoszczędzenie prawie 14,00 zł rocznie na każdym metrze kwadratowym powierzchni domu (w cenach energii z 2002 roku).

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 zaś zabezpiecza ścianę przed wpływami zewnętrznymi oraz nadaje jej estetyczny wygląd.

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 pobieżne 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 użytkownikom komfort cieplny, akustyczny i wilgotnościowo oraz - co chyba najważniejsze - niskie koszty ponoszone w wieloletniej eksploatacji budynku. Mówiąc o ekonomii coraz częściej inwestor (wspólnie z projektantem) kalkuluje nie tylko koszty wykonania metra kwadratowego ściany ale również koszty późniejszego ogrzewania każdego metra kwadratowego powierzchni użytkowej.