Systemy zewnętrznego ocieplania ścian budynków

Transkrypt

1 Systemy zewnętrznego ocieplania ścian budynków Dr inż. Mariusz Gaczek 1 Wybuch kryzysu paliwowego na początku lat 70. ubiegłego wieku, a także wzrost świadomości ekologicznej społeczeństw, były czynnikami powodującymi wejście na drogę ciągłego ograniczania strat energii, w tym także przeznaczonej na cele ogrzewcze budynków. Aktualnie obowiązujące w Polsce przepisy prawne ustawa Prawo budowlane i rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie nakładają obowiązek projektowania i wykonywania obiektów budowlanych w sposób zapewniający oszczędność energii i odpowiednią izolacyjność cieplną przegród budowlanych. Wymagania te zaliczone zostały do tzw. wymagań podstawowych i są one zgodne z zapisami zawartymi w Dyrektywie nowego podejścia 89/106/EWG. 1. Przyczyny strat ciepła budynków Straty ciepła budynku wynikają przede wszystkim z przenikania ciepła przez przegrody budowlane (są to tzw. straty na przenikanie) oraz z podgrzewania powietrza wentylacyjnego (są to tzw. straty na wentylację). Wielkość strat ciepła na przenikanie zależy głównie od poziomu izolacyjności przegród z uwzględnieniem występowania w nich mostków cieplnych, które w znaczący sposób mogą wpłynąć na pogorszenie izolacyjnych właściwości przegród. Wielkość strat na wentylację zależy m. in. od panujących warunków atmosferycznych, okresowego otwierania okien przez mieszkańców, szczelności stolarki otworowej i elementów konstrukcji budynku, wielkości i położenia budynku. Szacunkowy, procentowy udział poszczególnych przegród (o małej izolacyjności termicznej) w stratach ciepła budynków mieszkalnych: jednorodzinnego i wielorodzinnego, pokazano na rys. 1. Podane wartości wskazują, że duże znaczenie w ograniczaniu strat ciepła ma ocieplenie ścian zewnętrznych. 1 Politechnika Poznańska, Instytut Konstrukcji Budowlanych

2 35 Rys. 1. Szacunkowy udział przegród budowlanych w stratach ciepła budynków. 2. Metody zewnętrznego ocieplania ścian Stosowane sposoby zewnętrznego ocieplania ścian można podzielić na trzy podstawowe grupy: sposoby z zastosowaniem płyt izolacyjnych, sposoby wykorzystujące materiały sypkie, sposoby z użyciem tynków ocieplających. Metody ocieplania ścian przy użyciu płyt izolacyjnych dzieli się tradycyjnie w Polsce na: metody lekkie mokre, metody lekkie suche i metody ciężkie mokre. Z uwagi na szczupłość miejsca, w niniejszym opracowaniu zostaną scharakteryzowane jedynie te metody Metody lekkie mokre Metody te są dominującymi sposobami ocieplania budynków. Wykonanie ocieplenia polega na przymocowaniu do ścian materiału termoizolacyjnego, a następnie pokryciu go powłoką zewnętrzną, w skład której z reguły wchodzi warstwa zbrojona tkaniną szklaną oraz cienkowarstwowa wyprawa tynkarska lub okładzina ceramiczna. Systemy wykorzystujące tą technologię można podzielić na kilka podstawowych typów. W najstarszym, najbardziej rozpowszechnionym typie I ocieplenie wykonywane jest poprzez przyklejenie do ścian płyt izolacyjnych, ich dodatkowe Systemy zewnętrznego ocieplania ścian budynków

3 36 zamocowanie mechaniczne przy użyciu kołków rozprężnych lub wbijanych, nałożenie warstwy masy klejącej zbrojonej tkaniną szklaną oraz naniesienie tynku cienkowarstwowego i ewentualnie odpowiedniej powłoki malarskiej. Ta odmiana metody lekkiej nazywana jest obecnie bezspoinowym systemem ocieplania (BSO). Typ I i Ia Typ II Typ III Typ IV Typ V i Va Typ VI Rys. 2. Zasadnicze typy metody lekkiej mokrej (systemy niewentylowane). Zmodyfikowaną wersją tego systemu jest rozwiązanie (typ Ia), w którym pomija się nakładanie na płyty izolacyjne warstwy masy klejącej, a siatkę zbrojącą zatapia się w tynku cienkowarstwowym, którego grubość jest jednak nieco większa w stosunku do rozwiązania podstawowego. W celu wzmocnienia dolnych partii systemu stosuje się zbrojenie z dwóch warstw tkaniny szklanej, a przy narażeniu na silne uszkodzenia mechaniczne mocuje się cienkie płyty cementowe (rys. 3) lub wykonuje się podkład z tynku wzmacniającego (rys. 4). Nowoczesne materiały i technologie w budownictwie

4 37 Rys. 3. Wzmocnienie dolnej części systemu przy użyciu płyt cementowych. Bayosan Caparol Rys. 4. Wzmocnienie systemu przy użyciu tynku masywnego. W przypadku podłoży nienośnych (np. spękanych starych tynków i okładzin ceramicznych) lub z dużymi nierównościami stosuje się system typu II. Wykonanie termoizolacji polega w tym przypadku na zredukowanym przyklejeniu płyt do podłoża, natomiast zasadnicze mocowanie mechaniczne wykonuje się przy użyciu poziomych szyn podtrzymujących i pionowych szyn łączących płyty izolacyjne. W typie III metody lekkiej mokrej prace prowadzi się w nieco zmienionej kolejności. Po przyklejeniu płyt izolacyjnych wykonuje się na nich warstwę zbrojoną tkaniną szklaną. Dopiero po stwardnieniu zaprawy klejącej tworzącej tę warstwę osadzane są kołki przechodzące przez tkaninę. W tej sytuacji za podłoże dla powłoki elewacyjnej może być uznana warstwa zbrojona, podczas gdy w typie I za podłoże dla Systemy zewnętrznego ocieplania ścian budynków

5 38 warstwy wierzchniej (warstwy zbrojonej i wyprawy cienkowarstwowej traktowanych łącznie) przyjmuje się płytę izolacji termicznej. Z uwagi na powyższe typ III charakteryzuje się większą nośnością warstwy zewnętrznej i bywa wykorzystywany w systemach z zewnętrznymi okładzinami ceramicznymi. W przypadku typu IV do ocieplania ścian wykorzystywane są jednomateriałowe lub warstwowe płyty o dużej sztywności. Są one łączone z podłożem ściennym bez klejenia, wyłącznie za pomocą kołków. Płyty izolacyjne służą następnie jako podłoże dla tynku lekkiego, na którym wykonuje się warstwę zbrojoną tkaniną szklaną i cienkowarstwowy tynk elewacyjny. Za kombinację typów I i IV mogą być uznane systemy typu V, stosowane do ocieplania drewnianych ścian szkieletowych. W rozwiązaniach tego typu dodatkowa izolacja termiczna jest mocowana do ściany wyłącznie mechanicznie, za pomocą łączników wkręcanych. Do układu warstw został wprowadzony dodatkowy element w postaci maty drenującej. Jej zadaniem jest przejęcie i odprowadzenie wody opadowej, mogącej się przedostawać do środka systemu przez ewentualne nieszczelności, np. w obrębie otworów okiennych i drzwiowych. Funkcję takiego drenażu mogą pełnić także pionowe kanały wyprofilowane na tylnych powierzchniach płyt styropianowych (typ Va). Charakterystyczną cechą systemu typu VI jest zastosowanie specjalnych płyt styropianowych, posiadających profilowaną powierzchnię zewnętrzną. Dzięki występom na powierzchni płyt izolacyjnych ułatwione jest równe układanie klinkierowych płytek elewacyjnych i ich spoinowanie, a jednocześnie ograniczone są naprężenia termiczne, powstające w okładzinie w czasie eksploatacji. Płyty izolacyjne mocowane są do podłoża za pomocą zaprawy klejącej, a następnie kołków rozprężnych (rys. 5). W systemie tym nie występuje warstwa zbrojona tkaniną szklaną. Płytki klinkierowe mocowane są do płyt izolacyjnych specjalną zaprawą klejącą. Po związaniu zaprawy okładzinę spoinuje się, a następnie powleka impregnatem silikonowym. Nowoczesne materiały i technologie w budownictwie

6 39 Rys. 5. Wykonywanie ocieplenia przy użyciu płyt profilowanych. Oprócz opisanych typów stosowane są także systemy wentylowane oraz systemy regulowane. Systemy te mogą być mocowane na podłożach nierównych i zniszczonych. Systemy wentylowane umożliwiają ponadto szybsze wysychanie ścian. Przykłady rozwiązań systemów wentylowanych pokazano na rys. 6 i 7. ispo Norbert Kreisel GmbH & Co. Rys. 6. Systemy wentylowane; 1- ruszt drewniany lub metalowy, 2- płyty z wełny mineralnej, 3-płyty zewnętrzne, 4- warstwa zbrojona tkaniną szklaną, 5- wyprawa pocieniona. Systemy zewnętrznego ocieplania ścian budynków

7 40 Rys. 7. System wentylowany ze specjalnymi płytami izolacyjnymi. W przypadku systemów regulowanych, dzięki zastosowaniu specjalnych łączników mechanicznych możliwe jest regulowanie odstępu systemu od ściany w zakresie 0-7 cm. Można uniknąć w ten sposób podkładania pod zasadnicze płyty izolacyjne dodatkowych cieńszych płyt, czy też opalania powierzchni płyt w celu zniwelowania nierówności. Röfix Renotec Rys. 8. System z łącznikami regulowanymi (Stellfuchs-Dübel); 1, 2, 3- łączniki dostosowane do różnych materiałów ściennych, 4-pokrętło regulacyjne, 5-zatyczka lub pianka, 6-uszczelnienie pianką. Nowoczesne materiały i technologie w budownictwie

8 Metody lekkie suche W metodach lekkich suchych przegrody ociepla się bez stosowania na budowie prac mokrych. Wykonywanie ocieplenia polega na przymocowaniu do ścian lub słupów budynku rusztu drewnianego lub metalowego, ułożeniu między elementami rusztu materiału termoizolacyjnego i zamocowaniu gotowych elementów elewacyjnych. Ruszt, który stanowi układ nośny systemu, w zależności od rozwiązania może przylegać bezpośrednio do ściany lub może być od niej oddalony dzięki zastosowaniu elementów dystansowych (rys. 9). Rockwool Rys. 9. Ocieplenie ściany metodą lekką suchą z zastosowaniem rusztu drewnianego mocowanego do ściany za pomocą elementów dystansowych. Na okładziny elewacyjne mogą być stosowane panele (np. siding, deski), elementy ze szkła, płyty włókno-cementowe, płyty ceramiczne, blacha fałdowa montowana pionowo. Okładzina elewacyjna typu siding może być wykonana z montowanych najczęściej poziomo elementów winylowych, stalowych lub aluminiowych. Czasem do metod lekkich suchych zalicza się lekką obudowę ścienną z zastosowaniem płyt warstwowych w okładzinach metalowych. Systemy zewnętrznego ocieplania ścian budynków

9 Metody ciężkie mokre Do metod tych zalicza się: metodę ocieplenia płytami izolacyjnymi i pokryciu ich tradycyjnym tynkiem na siatce metalowej, a także metodę ocieplenia płytami z osłonięciem ich przymurówką z cegieł. Metoda ciężka pierwszego typu była opracowana w Polsce w latach 70. ubiegłego wieku w celu zabezpieczenia ścian budynków wielkopłytowych przed przeciekami i przemarzaniem. Polegała ona na oklejeniu całych powierzchni ścian styropianem o grubości co najmniej 2 cm, zawieszeniu na stalowych bolcach siatek konstrukcyjnych z prętów stalowych i wykonaniu wyprawy zewnętrznej z trójwarstwowego tynku cementowo-wapiennego na siatce stalowej podtynkowej (rys. 10). Jako klej do przymocowania płyt styropianowych stosowano zaprawę cementową z dodatkiem polioctanu winylu. Metoda ta nie jest obecnie stosowana, a wyparta została przez metody lekkiemokre. J.Arendarski Rys. 10. Schemat metody ciężkiej mokrej stosowanej do remontu budynków wielkopłytowych; A-warstwa zabezpieczająca, B-istniejąca ściana, 1-bolec kotwiący, 2-zaprawa cementowa, 3-pręt górny dolnej siatki konstrukcyjnej, 4-pręt dolny górnej siatki konstrukcyjnej, 5-styropian, 6-siatka podtynkowa Rabitza, 7-tynk grubości 3 cm, 8-pionowy pręt siatki konstrukcyjnej. Nowoczesne materiały i technologie w budownictwie

10 43 Przykładem metody polegającej na wymurowaniu od strony zewnętrznej ścianki licowej może być rozwiązanie pokazane na rys. 11. Stråbruken AB Rys. 11. Ocieplenie ściany przez ułożenie płyt izolacyjnych i wymurowanie warstwy licowej. Zasadniczymi elementami tego systemu są wsporniki osadzane w ścianie zewnętrznej oraz podłużne belki nośne stanowiące oparcie dla ścianki ceramicznej osłaniającej płyty izolacyjne (rys.12). Rys. 12. Zasadnicze elementy podtrzymujące warstwę licową w metodzie ciężkiej ocieplenia ścian. Systemy zewnętrznego ocieplania ścian budynków