Docieplanie od wewnątrz

Coraz wyższe koszty energii, dążenie do uzyskania jak najwyższego komfortu cieplnego oraz coraz wyższe wymogi ciepłochronne stawiane przegrodom powodują, że dążeniem właścicieli/użytkowników budynków jest uzyskanie jak najmniejszych strat ciepła przez przegrody (ściany, stropy, okna). Stąd taka popularność bezspoinowego systemu ociepleń (dawna nazwa: metoda lekka mokra). Metodą tą docieplane są przede wszystkim budynki mieszkalne (bloki, domy wielo- i jednorodzinne) oraz budynki użyteczności publicznej, z murowanymi lub betonowymi ścianami. Docieplenie tą metodą ścian drewnianych jest możliwe, aczkolwiek dużo trudniejsze.

Przy doborze grubości termoizolacji przede wszystkim operuje się współczynnikiem przenikania ciepła U. Dla ścian zewnętrznych jego maksymalna wartość U_max obliczana zgodnie z PN-EN ISO 6946:2008 „Komponenty budowlane i elementy budynku - Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła - Metoda obliczania” dla pomieszczeń o temperaturze t₁> 16°C nie może być większa niż 0,30^[1]. Zwykle wymaga to zastosowania termoizolacji (styropianu, wełny) o grubości kilkunastu centymetrów. Niestety nie jest to podejście właściwe (brakuje drugiego etapu obliczeń).

Z punktu widzenia kosztorysanta sprawa jest teoretycznie prosta. Kosztorys ujmuje (przynajmniej powinien) to, co zawiera projekt. Nie jest rolą kosztorysanta analizować zagadnienia sensu stricto projektowe.

Do wykonania kosztorysu nie zawsze potrzebny jest projekt. Pojawia się zleceniodawca, który szuka firmy do ocieplenia budynku z grubymi, nawet niekoniecznie zawilgoconymi ścianami. Absolutnie nie spełniają one obecnych wymogów termoizolacyjności. Ogrzewanie pomieszczeń wymaga dostarczania dużej ilości ciepła (co oczywiście kosztuje), ogrzane powietrze w zetknięciu z zimnymi ścianami skrapla się na ich wewnętrznej powierzchni. Pierwszym odruchem jest chęć docieplenia ścian. Skoro są zimne i skrapla się na nich para wodna to trzeba je zaizolować, aby nie zachodził efekt skraplania. Koszty ogrzewania także spadną. Ale docieplenie od zewnątrz, np. ze względu na tynk renowacyjny, bogato zdobione elewacje czy też wymogi konserwatorskie jest problematyczne. Zaczynają się kombinacje - a może by tak od wewnątrz. Tylko - styropianem czy wełną?
Doświadczony wykonawca wie, ile zażądać za 1 m² docieplenia. Zazwyczaj stosuje się wełnę o grubości kilkunastu centymetrów, pozostaje jeszcze ustalić sposób wykończenia powierzchni i można podać cenę za 1 m². I tu dochodzimy do sedna problemu, który najprawdopodobniej będzie miał wykonawca już po kilku miesiącach (jeżeli prace będą wykonywane w okresie jesiennym). Zaczną się pojawiać kolonie grzybów pleśniowych, najpierw w narożach, potem nawet na ścianach, zapach stęchlizny, itp.
Skąd się to bierze?

W każdej przegrodzie mamy do czynienia z ruchem ciepła i wilgoci. Już z tego wynika, że nie wolno operować tylko współczynnikiem U. Wyobraźmy sobie ścianę o grubości 50 cm wykonaną z cegły pełnej, od wewnątrz otynkowaną tradycyjnym tynkiem cementowo-wapiennym, od zewnątrz ocieploną styropianem grubości 12 cm i wykończoną tynkiem mineralnym na warstwie zbrojącej. Zarówno powietrze na zewnątrz jak i wewnątrz cechuje się pewną temperaturą oraz wilgotnością względną (parametr ten mówi o ilości wilgoci w powietrzu). Para wodna będzie wnikać w przegrodę zawsze w kierunku od wyższego do niższego ciśnienia. Upraszczając sytuację, każda warstwa składowa ściany będzie część pary wodnej przepuszczać, a część zatrzymywać. Zatem w każdym miejscu przegrody można oznaczyć wielkość ciśnienia pary wodnej dla konkretnego stanu (temperatury, wilgotności względnej powietrza, materiału przegrody) oraz określić wielkość ciśnienia pary wodnej dla stanu nasycenia. W praktyce wykonuje się wykresy tych ciśnień, jeżeli nie przecinają się one, oznacza to, że dla tych konkretnych warunków cieplno-wilgotnościowych kondensacja nie zachodzi. Jeżeli przecinają się, to powstaje płaszczyzna lub strefa kondensacji. W przegrodzie pojawia się zawilgocenie, natychmiast spada wartość U, zatem pierwotne obliczenia tego współczynnika przestają być poprawne.

Rozpatrzmy sytuację, gdy przegrodę ocieplamy od zewnątrz. W tabeli 1 pokazano układ warstw i parametry charakteryzujące zastosowane w niej materiały (definicje tych parametrów podano w załączniku).

Tabela 1 – Ocieplenie ściany od zewnątrz
Zestawienie materiałów - parametry

Współczynnik U wynosi 0,274 W/m²*K (jest mniejszy od 0,3 W/m²*K). Przy założonej niewielkiej wilgotności względnej powietrza (60%) i temperaturze w zimie tylko -15°C w przegrodzie nie dzieje się nic złego, nie ma kondensacji ani skraplania się wilgoci na wewnętrznej powierzchni (geometrię, parametry i wykresy temperatury i rozkładu ciśnień pary wodnej wykonane numerycznie pokazano na rysunku 1).

Rysunek 1 – Ściana ocieplona od zewnątrz

układ i grubości warstw

rozkład temperatury

wykres rozkładu ciśnień*

* Uwaga: wymiarem poziomym (skalą) nie jest grubość warstw w centymetrach lecz parametr S_d (definicja w załączniku) podawany w metrach.

Zobaczmy co się stanie, gdy ocieplenie umieścimy wewnątrz pomieszczenia (rodzaj i grubość warstw nie uległa zmianie, zmieniono jedynie ich kolejność: od wewnątrz mamy tynk mineralny, warstwę zbrojącą, docieplenie, zaś od zewnątrz ściana jest zabezpieczona jedynie tynkiem tradycyjnym.

Rysunek 2 – Kondensacja w ścianie ocieplonej od wewnątrz

1 – tynk zewnętrzny, cementowo-wapienny 2 – ściana z cegły 3 – termoizolacja ze styropianu 4 – warstwa zbrojąca 5 – cienkowarstwowy tynk mineralny

Wartość współczynnika U teoretycznie nie zmienia się. Jednak na styku cegły i styropianu pojawia się strefa kondensacji wilgoci, co powoduje, że obliczony wsp. U jest w rzeczywistości dużo mniejszy. Do tego zawilgocona ściana przemarza, dalsze skutki są oczywiste.
Na rysunku 3 pokazano numerycznie otrzymane wykresy.

Rysunek 3 – Ściana ocieplona od wewnątrz

układ i grubości warstw

rozkład temperatury

wykres rozkładu ciśnień*

* Uwaga: wymiarem poziomym (skalą) nie jest grubość warstw w centymetrach lecz parametr S_d (definicja w załączniku) podawany w metrach.

Dla temperatury zewnętrznej np. -25°C strefa kondensacji byłaby szersza.


Inny przykład – tym razem taras nad pomieszczeniem ogrzewanym. Ze względu na pomyłkę wykonawcy grubości warstw tarasu nie mogły przekraczać 7,5 cm. Zdecydowanie za mało, biorąc pod uwagę, że grubość samego jastrychu dociskowego powinna wynosić 5 cm. Zdecydowano się zaprojektować dość nietypowe rozwiązanie z drenażowym odprowadzeniem wody, bez jastrychu dociskowego (hydroizolacja wykonana jest na termoizolacji) o następującym układzie warstw:

• okładzina ceramiczna
• membrana T 50 firmy Renoplast
• hydroizolacja z elastycznego szlamu weber.tec Superflex D2 (marka Weber-Deitermann)
• termoizolacja gr. 5 cm ze styroduru z warstwą zbrojącą (siatka pancerna lub podwójna siatka do dociepleń)
• paroizolacja – papa na osnowie aluminiowej Foalbit AL. S40 (Icopal)
• płyta żelbetowa gr. 18 cm
• płyty Korff Superwand DS. gr. 2 cm (Korff Isolmatic)

Docieplenie stanowiła warstwa styroduru gr. 5 cm oraz płyty Korff Superwand przyklejone do spodu płyty żelbetowej.

Tabela 2 – Izolacja ze szlamu
Zestawienie materiałów - parametry

Założono temperaturę zewnętrzną -24°C i względną wilgotność powietrza 87%, pomieszczenie pod tarasem użytkowane jako biurowe. Z obliczeń cieplno-wilgotnościowych (rysunek 4) wynika, że nie ma niebezpieczeństwa wystąpienia kondensacji wilgoci (w obliczeniach pominięto wpływ membrany T 50 oraz okładziny).

Rysunek 4 – Warstwy tarasu z hydroizolacją z elastycznego szlamu

układ i grubości warstw

rozkład temperatury

wykres rozkładu ciśnień*

* Uwaga: wymiarem poziomym (skalą) nie jest grubość warstw w centymetrach lecz parametr S_d (definicja w załączniku) podawany w metrach.

Załóżmy, że wykonawca zamieni hydroizolację ze szlamu na membranę dachową (rozwiązanie w tym konkretnym przypadku lepsze; µ=50.000, dla szlamu µ=667).

Rysunek 5 – Kondensacja w połaci tarasu

1 – membrana T 50 firmy Renoplast z warstwą użytkową (okładzina ceramiczna) 2 – hydroizolacja z membrany dachowej z PVC gr. 2 mm 3 – termoizolacja gr. 5 cm ze styroduru z warstwą zbrojącą (siatka pancerna lub podwójna siatka do dociepleń) 4 – paroizolacja – papa na osnowie aluminiowej Foalbit AL. S40 (Icopal) 5 – płyta żelbetowa 6 – płyty Korff Superwand DS. gr. 2 cm (Korff Isolmatic)

Co się wówczas dzieje? Natychmiast pojawia się kondensacja wilgoci w warstwach tarasu (rysunek 6).

Rysunek 6 – Warstwy tarasu z hydroizolacją z membrany PVC

rozkład temperatury

wykres rozkładu ciśnień*

* Uwaga: wymiarem poziomym (skalą) nie jest grubość warstw w centymetrach lecz parametr S_d (definicja w załączniku) podawany w metrach.

Problem pojawi się, gdyby tego typu prace były wykonywane w oparciu o ustawę Prawo zamówień publicznych. Brak podania NAZWY (nie tylko rodzaju) zastosowanego materiału (dotyczyłoby to w konkretnym przypadku izolacji ze szlamu, paroizolacji z papy oraz płyt Korff) skutkuje BRAKIEM MOŻLIWOŚCI poprawnej kalkulacji. Do tego typu prac należy stosować TYLKO I WYŁĄCZNIE materiały, dla których przeprowadzono obliczenia. Zamiana któregokolwiek z tych materiałów na inny (np. paroizolacji z papy na osnowie aluminiowej na stosowaną w typowych przypadkach „paroizolację” z folii PE gr. 0,2 mm – bo wychodzi taniej, nie wspominając o termoizolacji od wewnątrz) może skutkować bardzo poważnymi konsekwencjami (do usunięcia wszystkich warstw, przeprowadzenia zabiegów biobójczych oraz ponownego wykonania prac włącznie).

Jako że nie należy się spodziewać nagłego przypływu myślenia przy analizowaniu jedynie słusznej najniższej ceny, trzeba, we własnym, dobrze pojętym interesie, w takich przypadkach ŻĄDAĆ podania konkretnych parametrów, przede wszystkim takich jak µ (lub S_D) oraz λ. Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie wymuszają takie wykonstruowanie przegrody, aby na jej wewnętrznej powierzchni nie występowała kondensacja pary wodnej, umożliwiająca rozwój grzybów pleśniowych. Dodatkowo spełniony musi być warunek, że we wnętrzu przegrody nie może występować narastające w kolejnych latach zawilgocenie na skutek kondensacji pary wodnej (ww. dokument warunkowo dopuszcza kondensację pary wodnej w okresie zimowym wewnątrz przegrody, o ile w okresie letnim możliwe będzie wyparowanie kondensatu i nie nastąpi degradacja materiału przegrody na skutek tej kondensacji). Sprawdzenie tego warunku trzeba wykonać zgodnie z normą PN-EN ISO 13788 „Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku – Temperatura powierzchni wewnętrznej konieczna dla uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacja międzywarstwowa – Metody obliczania”, i nie należy to ani do zadań wykonawcy ani tym bardziej kosztorysanta. A nie da się tego sprawdzić dla „ogólnie dostępnych” materiałów.

[1] przyp.red. – patrz – Załącznik nr 2 do rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 201, poz.1238)