38 Metody zewn trznego ocieplania Êcian budynków Wybuch kryzysu paliwowego na poczàtku lat 70. ubieg ego wieku, a tak e wzrost ÊwiadomoÊci ekologicznej spo eczeƒstw by y czynnikami powodujàcymi wejêcie na drog ciàg ego ograniczania strat energii, w tym tak e przeznaczonej na ogrzewanie budynków. dr in. Mariusz Gaczek, mgr in. S awomir Fiszer Aktualnie obowiàzujàce w Polsce przepisy prawne ustawa Prawo budowlane i rozporzàdzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadaç budynki i ich usytuowanie nak adajà obowiàzek projektowania i wykonywania obiektów budowlanych w sposób zapewniajàcy oszcz dnoêç energii i odpowiednià izolacyjnoêç cieplnà przegród budowlanych. Wymagania te zaliczone zosta y do tzw. wymagaƒ podstawowych i sà one zgodne z zapisami zawartymi w Dyrektywie nowego podej- Êcia 89/106/EWG. Przyczyny strat ciep a budynków Straty ciep a budynku wynikajà przede wszystkim z przenikania ciep a przez przegrody budowlane (sà to tak zwane straty na przenikanie) oraz z podgrzewania powietrza wentylacyjnego (sà to tak zwane straty na wentylacj ). WielkoÊç strat ciep a na przenikanie zale y g ównie od poziomu izolacyjnoêci przegród z uwzgl dnieniem wyst powania w nich mostków cieplnych, które w znaczàcy sposób mogà wp ynàç na pogorszenie izolacyjnych w aêciwoêci przegród. WielkoÊç strat na wentylacj zale y mi dzy innymi od panujàcych warunków atmosferycznych, cz stotliwoêci otwierania okien przez mieszkaƒców, szczelnoêci stolarki otworowej i elementów konstrukcji budynku, wielkoêci i po o enia budynku. Szacunkowy procentowy udzia poszczególnych przegród (o ma ej izolacyjnoêci termicznej) w stratach ciep a budynków mieszkalnych: jednorodzinnego i wielorodzinnego pokazano na rys. 1. Podane wartoêci wskazujà, e du e znaczenie w ograniczaniu strat ciep a ma ocieplenie Êcian zewn trznych. Metody zewn trznego ocieplania Êcian Stosowane sposoby zewn trznego ocieplania Êcian mo na podzieliç na trzy podstawowe grupy: sposoby z zastosowaniem p yt izolacyjnych, sposoby wykorzystujàce materia y sypkie, sposoby z u yciem tynków ocieplajàcych. Metody ocieplania Êcian przy u yciu p yt izolacyjnych dzieli si tradycyjnie w Polsce na: metody lekkie mokre, metody lekkie suche i metody ci kie mokre. Czasem wyró nia si jeszcze metody ci kie suche, ale sà one raczej zaliczane do tzw. systemów fasady wentylowanej. Nale y ponadto nadmieniç, e podzia systemów ze wzgl du na ci ar jest raczej intuicyjny i nale a oby jedynie mówiç o systemach wykonywanych przy u yciu, wzgl dnie bez u ycia prac mokrych. Metody lekkie mokre Metody te sà dominujàcymi sposobami ocieplania budynków. Wykonanie ocieplenia polega na przymocowaniu do Êcian materia u termoizolacyjnego, a nast pnie pokryciu go pow okà zewn trznà, w sk ad której z regu y wchodzi warstwa zbrojona tkaninà szklanà oraz cienkowarstwowa wyprawa tynkarska lub ok adzina ceramiczna. Systemy wykorzystujàce t technologi mo na podzieliç na kilka podstawowych typów. W najstarszym, najbardziej rozpowszechnionym typie I ocieplenie wykonywane jest poprzez przyklejenie do Êcian p yt izolacyjnych, ich dodatkowe zamocowanie mechaniczne przy u yciu ko ków rozpr nych lub wbijanych, na o enie warstwy masy klejàcej zbrojonej tkaninà szklanà oraz naniesienie tynku cienkowarstwowego i ewentualnie odpowiedniej pow oki malarskiej. Ta odmiana metody lekkiej nazywana jest obecnie bezspoinowym systemem ocieplania (BSO). Zmodyfikowanà wersjà tego systemu jest rozwiàzanie (typ I a), w którym pomija si nak adanie na p yty izolacyjne warstwy masy klejàcej, a siatk zbrojàcà zatapia si w tynku cienkowarstwowym, którego gruboêç jest jednak nieco wi ksza w stosunku do rozwiàzania podstawowego. W celu wzmocnienia dolnych partii systemu stosuje si zbrojenie z dwóch Rys. 1. Szacunkowy udzia przegród budowlanych w stratach ciep a budynków
warstw tkaniny szklanej, a przy nara eniu na silne uszkodzenia mechaniczne mocuje si cienkie p yty cementowe (rys. 3) lub wykonuje si podk ad z tynku wzmacniajàcego (rys. 4). Ponadto, w celu ograniczenia uszkodzeƒ systemu na skutek mocowania np. rur spustowych, czy te por czy schodowych, stosuje si specjalne elementy monta owe o du ej sztywnoêci, umieszczane w p ytach izolacyjnych (rys. 5). W przypadku pod o y nienoênych (np. sp kanych starych tynków i ok adzin ceramicznych) lub z du ymi nierównoêciami stosuje si system typu II. Wykonanie termoizolacji polega w tym przypadku na zredukowanym przyklejeniu p yt do pod o a, natomiast zasadnicze mocowanie mechaniczne wykonuje si przy u yciu poziomych szyn Typ II Typ I i Ia Typ IV W przypadku typu IV do ocieplania Êcian wykorzystywane sà jednomateria owe lub warstwowe p yty o du ej sztywnoêci. Sà one àczone z pod o em Êciennym bez klejenia, wy àcznie za pomocà ko ków. P yty izolacyjne s u à nast pnie jako pod o e dla tynku lekkiego, na którym wykonuje si warstw zbrojonà tkaninà szklanà i cienkowarstwowy tynk elewacyjny. Za kombinacj typów I i IV mogà byç uznane systemy typu V, stosowane do ocieplania Êcian szkieletowych z poszyciem zewn trznym wykonanym z p yt drewnopochodnych. W rozwiàzaniach tego typu dodatkowa izolacja termiczna jest mocowana do Êciany wy àcznie mechanicznie, za pomocà àczników wkr canych. Do uk adu warstw zosta wprowadzony dodatkowy element w postaci maty drenujàcej (typ Va). Jej zadaniem jest przej cie i odprowadzenie wody opadowej, mogàcej si przedostawaç do Êrodka systemu przez ewentualne nieszczelnoêci, np. w obr bie otworów okiennych i drzwiowych. Funkcj takiego drena u mogà pe niç tak e pionowe kana y wyprofilowane na tylnych powierzchniach p yt styropianowych (typ Vb). Charakterystycznà cechà systemu typu VI jest zastosowanie specjalnych p yt styropianowych, posiadajàcych profilowanà powierzchni zewn trznà. Dzi ki wyst pom na powierzchni p yt izolacyjnych u atwione jest równe uk adanie klinkierowych p ytek elewacyjnych i ich spoinowanie, a jednoczeênie ograniczone sà napr enia termiczne, powstajàce w ok adzinie w czasie eksploatacji. P yty izolacyjne mocowane sà do pod o a za pomocà zaprawy klejàcej, a nast pnie ko ków podtrzymujàcych i pionowych szyn àczàcych p yty izolacyjne. W typie III metody lekkiej mokrej prace prowadzi si w nieco zmienionej kolejnoêci. Po przyklejeniu p yt izolacyjnych wykonuje si na nich warstw zbrojonà tkaninà szklanà. Dopiero po stwardnieniu zaprawy klejàcej tworzàcej t warstw osadzane sà ko ki przechodzàce przez tkanin. W tej sytuacji za pod o e dla pow oki elewacyjnej mo e byç uznana warstwa zbrojona, podczas gdy w typie I za pod o e dla warstwy wierzchniej (warstwy zbrojonej i wyprawy cienkowarstwowej traktowanych àcznie) przyjmuje si p yt izolacji termicznej. Z uwagi na powy sze typ III charakteryzuje si wi kszà noênoêcià warstwy zewn trznej i bywa wykorzystywany w systemach z zewn trznymi ok adzinami ceramicznymi. Typ Va i Vb Typ III Typ VI Rys. 2. Zasadnicze typy metody lekkiej mokrej (systemy niewentylowane) 1 2 Rys. 3. Wzmocnienie dolnej cz Êci systemu przy u yciu p yt cementowych 1 tynk cienkowarstwowy, 2 warstwa zbrojna, 3 p yta termoizolacyjna, 4 cementowa p yta ochronna Rys. arch. quick-mix Rys. arch. Bayosan Rys. arch. Caparol 3 4 Rys. 4. Wzmocnienie systemu przy u yciu tynku masywnego Rys. 5. Przyk ad wykorzystania specjalnego elementu monta owego do zamocowania rury spustowej 39
1a 1b 1c Metody lekkie suche 1d Fot. arch. Norbert Kreisel GmbH&Co W metodach lekkich suchych przegrody ociepla si bez stosowania na budowie prac mokrych. Wykonywanie ocieplenia polega na przymocowaniu do Êcian lub s upów budynku rusztu drewnianego lub metalowego, u o eniu mi dzy elementami rusztu materia u termoizolacyjnego i zamocowaniu gotowych elementów elewacyjnych. Ruszt, który stanowi uk ad noêny systemu, w zale noêci od rozwiàzania mo e przylegaç bezpoêrednio do Êciany lub mo e byç od niej oddalony dzi ki zastosowaniu elementów dystansowych (rys. 8). Na ok adziny elewacyjne mogà byç stosowane panele (np. siding, deski), Fot. 1a-d Wykonywanie ocieplenia przy u yciu profilowanych p yt izolacyjnych Rys. 6. Systemy wentylowane z rusztem metalowym elementy ze szk a, p yty w ókno-cementowe, p yty ceramiczne, blacha fa dowa montowana pionowo. Ok adzina elewacyjna typu siding mo e byç wykonana z montowanych najcz Êciej poziomo elementów winylowych, stalowych lub aluminiowych. Czasem do metod lekkich suchych zalicza si lekkà obudow Êciennà z zastosowaniem p yt warstwowych w ok adzinach metalowych. Metody ci kie mokre Rys. arch. Sto-ispo 40 rozpr nych (fot. 1a-d). W systemie tym nie wyst puje warstwa zbrojona tkaninà szklanà. P ytki klinkierowe mocowane sà do p yt izolacyjnych specjalnà zaprawà klejàcà. Po zwiàzaniu zaprawy ok adzin spoinuje si, a nast pnie powleka impregnatem silikonowym. Oprócz opisanych typów stosowane sà tak e systemy wentylowane oraz systemy regulowane. Systemy te mogà byç mocowane na pod o ach nierównych i zniszczonych. Systemy wentylowane umo liwiajà ponadto szybsze wysychanie Êcian. Przyk ady rozwiàzaƒ systemów wentylowanych pokazano na rys. 6. W przypadku systemów regulowanych, dzi ki zastosowaniu specjalnych àczników mechanicznych, mo liwe jest regulowanie odst pu systemu od Êciany w zakresie 1 7 cm. Mo na uniknàç w ten sposób podk adania pod zasadnicze p yty izolacyjne dodatkowych cieƒszych p yt, czy te opalania powierzchni p yt w celu zniwelowania nierównoêci. Do metod tych zalicza si : metod ocieplenia p ytami izolacyjnymi i pokrycie ich tradycyjnym tynkiem na siatce metalowej, a tak e metod ocieplenia p ytami z os oni ciem ich przymurówkà z cegie. Przyk adem metody ci kiej pierwszego typu mo e byç metoda stosowana w Polsce w latach 70. ubieg ego wieku w celu zabezpieczenia Êcian budynków wielkop ytowych przed przeciekami i przemarzaniem. Polega a ona na oklejeniu ca ych powierzchni Êcian styropianem o gruboêci co najmniej 2 cm, zawieszeniu na stalowych bolcach siatek konstrukcyjnych z pr tów stalowych i wykonaniu wyprawy zewn trznej z trójwarstwowego tynku cementowo-wapiennego na siatce stalowej podtynkowej (rys. 9). Jako klej do przymocowania p yt styropianowych stosowano zapraw cementowà z dodatkiem polioctanu winylu. Metoda ta nie jest obecnie stosowana, a wyparta zosta a przez metody lekkie mokre. Pewnà wspó czesnà analogià do powy szej opisanej metody jest rozwiàzanie przedstawione na rys. 10. Konstrukcja sk ada si z przymocowanych do Êciany stalowych kotew (4 5 szt./m2) po àczonych przegubowo z pr tami. Na koƒcach tych pr tów, po zawieszeniu p yt ocieplenia z we ny szklanej, mocowana jest za pomocà p ytek stalowa ocynkowana siatka tynkarska. Na siatk nanoszone sà trzy warstwy tynku o ca kowitej gruboêci 25 mm. Wszystkie stosowane materia y kwalifikowane sà jako niepalne. Przed wykonywaniem ocieplenia Êciana nie wymaga specjalnego wyrównywania, je eli nierównoêci jej powierzchni nie przekraczajà 15 mm. Dzi ki zastosowanemu sposobowi mocowania ocieplenia procesy mokre ograniczone sà wy àcznie do wykonania tynku zewn trznego. Przyk adem metody polegajàcej na
41
a) Rys. arch. Hilti Rys. arch. Röfix 42 b) Rys. arch. [1] Rys. arch. Rockwool Rys. 7. System z àcznikami regulowanymi: a) sposób mocowania: 1, 2, 3 àczniki dostosowane do ró nych materia ów Êciennych, 4 pokr t o regulacyjne, 5 zatyczka lub pianka, 6 uszczelnienie piankà, b) àcznik regulowany Metody wykorzystujàce materia y sypkie Metoda wype niania pustek w Êcianie. Ocieplenie Êcian tà metodà polega najcz Êciej na wdmuchiwaniu przez specjalnie wykonane otwory sypkiego materia u termoizolacyjnego w pustà przestrzeƒ wyst pujàcà w Êcianach szczelinowych. Jako materia y izolacyjne stosuje si : w ókna celulozowe, wzgl dnie granulaty z we ny mineralnej, poliuretanu lub polistyrenu itp. Materia y sypkie stosuje si tak e do wype niania zewn trznych komór powietrznych w niektórych typach pustaków Êciennych, np. trocinobetonowych, w trakcie murowania Êcian. Metoda polegajàca na wykonaniu tynku na siatce w pewnej odleg oêci od Êciany i wype nieniu otrzymanej szczeliny materia em izolacyjnym. Metoda ta polega na przymocowaniu do ze Rys. 10. Wspó czesna metoda ci ka mokra Rys. arch. Sträbruken AB wymurowaniu od strony zewn trznej Êcianki licowej mo e byç rozwiàzanie przedstawione na rys. 11. Zasadniczymi elementami tego systemu sà wsporniki osadzane w Êcianie zewn trznej oraz pod u ne belki noêne stanowiàce oparcie dla Êcianki ceramicznej os aniajàcej p yty izolacyjne (rys. 12). Rys. arch. Saint-Gobain Isover Rys. 9. Schemat metody ci kiej mokrej stosowanej do remontu budynków wielkop ytowych: A warstwa zabezpieczajàca, B istniejàca Êciana, 1 bolec kotwiàcy, 2 zaprawa cementowa, 3 pr t górny dolnej siatki konstrukcyjnej, 4 pr t dolny górnej siatki konstrukcyjnej, 5 styropian, 6 siatka podtynkowa Rabitza, 7 tynk gruboêci 3 cm, 8 pionowy pr t siatki konstrukcyjnej Rys. 11. Ocieplenie Êciany przez u o enie p yt izolacyjnych i wymurowanie warstwy licowej Rys. arch. Sträbruken AB Rys. 8. Ocieplenie Êciany metodà lekkà suchà z zastosowaniem rusztu drewnianego mocowanego do Êciany za pomocà elementów dystansowych Rys. 12. Zasadnicze elementy podtrzymujàce murowanà warstw licowà wn trznych Êcian budynku siatki stalowo-ceramicznej za pomocà ko ków dystansowych, a nast pnie pokryciu jej tynkiem. W powsta à szczelin powietrznà, przez pozostawione w tynku otwory, wdmuchuje si materia termoizolacyjny, którym, wed ug opisu tej metody spotykanego w piêmiennictwie, jest granulat z lawy wulkanicznej. Metoda z u yciem tynków ocieplajàcych Stosowanie tynków ocieplajàcych jest innym sposobem poprawy izolacyjnoêci cieplnej Êcian zewn trznych bez wykorzystywania p ytowych materia ów termoizolacyjnych. G ówne zalety stosowania tynków ocieplajàcych to: mo liwoêç bezpoêredniego stosowania na bardzo nierównych powierzchniach Êcian oraz na elewacjach o skomplikowanych kszta tach, zmechanizowane nanoszenie, rzeczywista bezspoinowoêç izolacji termicznej. Tynki termoizolacyjne znajdujà zastosowanie przy ocieplaniu zarówno Êcian jednomateria owych, jak i np. Êcian szachulcowych (tzw. muru pruskiego). GruboÊç tynków ocieplajàcych mo e dochodziç do 10 cm. KorzyÊci ze stosowania tych tynków wynikajà ze zmniejszenia wartoêci wspó czynnika przenikania ciep a U Êcian, przy równoczesnym zapewnieniu dobrej paroprzepuszczalnoêci (m 10) i odpornoêci na zawilgocenie warstwy ocieplajàcej. Wspó czynnik przewodnoêci cieplnej tynków ocieplajàcych wynosi 0,07 0,15 W/(mK). Podsumowanie Niniejszy artyku nie wyczerpuje zagadnieƒ zwiàzanych z systemami zewn trznego ocieplania Êcian budynków. Na osobne omówienie zas ugujà techniki wykonawcze i wykorzystywane maszyny i urzàdzenia, a ponadto stosowane materia y izolacyjne, àczniki mechaniczne, siatki zbrojàce, elementy uszczelnieƒ, czy wreszcie wyprawy elewacyjne. Oddzielnà kwestià sà tak e b dy pope niane przy wykonywaniu ociepleƒ i uszkodzenia systemów w trakcie eksploatacji. dr in. Mariusz Gaczek, mgr in. S awomir Fiszer Politechnika Poznaƒska [1] J. Arendarski Trwa oêç i niezawodnoêç budynków mieszkalnych wznoszonych metodami uprzemys owionymi. Arkady, Warszawa 1978.