Trwałość i niezawodność termomodernizacji budynków

W czasie eksploatacji budynki podlegają oddziaływaniom zewnętrznym podanym w TABELI, które mogą być przyczyną różnego rodzaju uszkodzeń i kosztów związanych z naprawą uszkodzeń.

Już w trakcie projektowania trzeba przewidzieć środki zaradcze, które zapobiegną uszkodzeniom. Ma to szczególne znaczenie przy realizacji licznych przedsięwzięć termomodernizacyjnych zarówno w ramach programu "Czyste Powietrze", jak i innych programów, gdyż zaniedbania i błędy mogą spowodować, że efekty tych programów będą gorsze od oczekiwań.

Elementy budynku powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby w całym zamierzonym okresie ich użytkowania odpowiadały przyjętym założeniom, nie ulegając uszkodzeniom powodującym zakłócenia użytkowania i dodatkowe koszty. Powinny być odporne na zewnętrzne wpływy i oddziaływania, czyli posiadać cechy trwałości i niezawodności. Zgodnie z normą PN-EN 1990 [1] zapewnienie trwałości i niezawodności należy do podstawowych wymagań, którym powinny odpowiadać konstrukcje obiektów budowlanych, ale podane w niej zasady powinny być uwzględniane odnośnie wszystkich elementów budynków.

Teoria niezawodności rozwinęła się i jest wykorzystywana głównie w dziedzinie konstruowania i eksploatacji maszyn, ale jej ogólne zasady powinny być wykorzystywane także w odniesieniu do budynków i ich elementów.

Pojęcia trwałości i niezawodności można zdefiniować następująco:

• Trwałość oznacza, że wykorzystane materiały i elementy zachowują wymagane cechy w przewidywanym okresie użytkowania oraz są odporne na oddziaływania i wpływy, których pojawienia można się spodziewać. Uzyskuje się ją przez dobranie materiałów najlepiej odpowiadających przewidywanym warunkom i okresowi użytkowania.
• Niezawodność to zdolność obiektu i jego elementów do spełnienia określonych funkcji w czasie, w którym potrzebuje tego użytkownik i w przyjętych warunkach użytkowania. Uzyskuje się ją przez zastosowanie środków chroniących przed powstawaniem uszkodzeń oraz przez utworzenie dobrych warunków dla obsługi, kontroli, napraw i wymiany.

Wymagania trwałości i niezawodności odnoszą się do termomodernizacji budynków, która dotyczy najczęściej:

• ocieplenia przegród zewnętrznych,
• wymiany okien,
• modernizacji lub wymiany źródła ciepła i instalacji grzewczej.

Zapewnienie trwałości i niezawodności w każdym z tych działań osiąga się w różny sposób.

Ocieplenie przegród zewnętrznych

Wybrany do zastosowania materiał izolacji cieplnej (styropian, wełna mineralna itp.) powinien nie tylko posiadać wymagane cechy izolacyjne i mechaniczne w chwili wykonania ocieplenia budynku, ale te cechy zachować przez cały przewidywany okres użytkowania (np. 30 lat), czyli proces jego starzenia i zmiany wynikające z warunków użytkowania w tym czasie nie powinny obniżyć jego cech poniżej wymaganego poziomu.

Projektowanie ocieplenia przegród budowlanych ogranicza się często do wyznaczenia wartości współczynnika U, bez badania możliwości kondensacji pary wodnej w przegrodzie oraz określenia wilgotności powietrza, wynikających z technologii użytkowania. Konsekwencją tego w czasie eksploatacji może być wytworzenie się mostków termicznych, a także rozwoju grzybów lub pleśni, w wyniku wtórnego zawilgocenia przegrody.

Dla uzyskania dobrego ocieplenia nie wystarcza zastosowanie dobrych materiałów, ale konieczne jest przestrzeganie zasad wykonania, np. zastosowanie niewysezonowanego styropianu, który po zamontowaniu na elewacji nadal zmienia swoje wymiary może doprowadzić do powstawania pęknięć na otynkowanej elewacji. Podobne szkody mogą wystąpić, jeżeli wykonanie ocieplenia będzie realizowane w niewłaściwych warunkach atmosferycznych. Ważne są prawidłowe rozwiązania detali, w tym między innymi połączeń, obróbek blacharskich, profili wokół okien, uszczelnień dylatacji itp.

Zwykle występują w elewacji budynku miejsca narażone na uszkodzenia mechaniczne np. strefa parteru bezpośrednio przy chodniku, przejścia, bramy, a także strefa przy wejściu do budynku, przy śmietnikach itp. W tych miejscach niezbędne są elementy ochrony naroży lub nawet zastosowanie zupełnie innego rodzaju ocieplenia z zewnętrzną warstwą odporną na uderzenia np. z blachy.

Zasady prawidłowego wykonania ocieplenia ścian zewnętrznych podaje instrukcja Instytutu Techniki Budowlanej [2] oraz Warunki Techniczne określone przez Stowarzyszenie na Rzecz Systemów Ociepleń (SSO) [3].

Ocieplenia nie są odporne na wodę gromadzącą się w materiale ociepleniowym pod zewnętrzną warstwą elewacji. Wilgoć może wnikać w warstwy ocieplenia na wiele sposobów, np. przez spękania powierzchni tynku lub przez miejsca, w których nastąpiło uszkodzenie mechaniczne. Zawilgocenie obniża własności izolacyjności termicznej i sprzyja rozwojowi korozji biologicznej, dlatego tak ważne jest zastosowanie właściwego tynku cienkowarstwowego. Ta warstwa narażona jest na wpływy atmosferyczne (deszcz, wiatr, zmiany temperatur), promieniowanie słoneczne a także oddziaływanie chemiczne gazów zawartych w powietrzu (smogu). Musi być odporna na działanie tych wpływów przez wiele lat, gdyż jej uszkodzenia stają się powodem ubytków całej warstwy ocieplenia i tym samym obniżenia jego właściwości izolacyjności cieplnej.

W przypadku występowania w danym usytuowaniu budynku szczególnie wysokiego zanieczyszczenia środowiska (smog) lub warunków szczególnie sprzyjających uszkodzeniom (np. teren bardzo silnych wiatrów) powinien być zastosowany tynk cienkowarstwowy o cechach szczególnej odporności i trwałości.

Zastosowanie ciemnych kolorów cienkowarstwowych tynków na dużych powierzchniach nasłonecznionych powoduje w konsekwencji pojawienie się dodatkowych naprężeń w warstwie tynku, a więc również zwiększa ryzyko uszkodzenia elewacji. Powinny być stosowane kolory jasne, pastelowe.

Wyprawa tynkarska jest bezpośrednio narażona na działanie czynników zewnętrznych, co może powodować powstawanie w niej mikrorys i mikropęknięć, a w wyniku postępującej degradacji odspojenie od warstwy zbrojonej siatką z włókna szklanego. Aby tego uniknąć, warstwa ta powinna być okresowo kontrolowana i naprawiana przez pomalowanie jej odpowiednią farbą elewacyjną lub przez nałożenie nowej warstwy wyprawy tynkarskiej. Pojawiające się uszkodzenia ocieplenia powinny być jak najszybciej naprawiane w celu zabezpieczenia systemu przed penetracją wody do jego wnętrza, co może doprowadzić do odspajania się poszczególnych warstw ocieplenia.

Szczegółowe zasady dotyczące prawidłowego utrzymania ocieplenia podaje Instrukcja wydana przez Stowarzyszenie na rzecz Systemów Ociepleń [4].

Instrukcja kładzie nacisk przede wszystkim na przeprowadzanie okresowych przeglądów elewacji. Określa, na co należy przy tym zwrócić uwagę, jak rozpoznawać ewentualne nieprawidłowości i oceniać przyczyny ich powstania, a także jak naprawiać usterki lub uszkodzenia. Zaniechanie stałych kontroli i szybkich interwencji, pozwalających zahamować proces degradacji ocieplenia w początkowej fazie, może mieć bardzo poważne konsekwencje i kosztowne skutki.

Okna

Nowe okna wprowadzane w ramach termomodernizacji budynku powinny umożliwiać ich użytkowanie przez okres co najmniej 30-40 lat. Powinny posiadać wymagane cechy izolacyjności cieplnej podane w Warunkach Technicznych [5] i zagwarantowany przez producenta okres bezusterkowego użytkowania. Ale dopiero bardzo staranny montaż, prawidłowe usytuowanie okna w nawiązaniu do warstwy ocieplenia ściany, a także wykonanie izolacji pomiędzy ramą okienną a ścianą oraz pod parapetem eliminują powstanie mostków cieplnych oraz uszkodzeń w formie rys i pęknięć. Trwałość i niezawodność okien zależy także od prawidłowej ich konserwacji.

Wbrew powszechnej opinii okresowej konserwacji wymagają także okna plastikowe, obecnie najczęściej stosowane. W tych oknach:

• co najmniej raz w roku trzeba myć okucia środkami, które nie uszkodzą powłoki antykorozyjnej, a po umyciu naoliwić ruchome części okuć,
• co najmniej dwa razy w roku trzeba myć uszczelki wodą z dodatkiem łagodnego detergentu i smarować odpowiednim preparatem pielęgnacyjnym zabezpieczającym przed czynnikami atmosferycznymi,
• drobne zarysowania profilu plastikowego - mikrorysy - można pokryć specjalnym mleczkiem pielęgnacyjnym.

Okna drewniane wymagają regularnej pielęgnacji. Powstające w nich mikrouszkodzenia powodują wnikanie wody i niszczenie struktury drewna. Dlatego dwa razy w roku (przed latem i przed zimą) powinno się czyścić ramy drewniane przy użyciu specjalnego zestawu pielęgnacyjnego, a powstające rysy przeszlifować i zaszpachlować. Okna pomalowane farbami kryjącymi powinno się odnawiać co 4-5 lat, a lakierowane co 2-3 lata.

Przynajmniej raz w roku powinno się posmarować uszczelki gliceryną lub smarem silikonowym, aby zapewnić im elastyczność i odporność na starzenie, oraz wyczyścić okucia.

Źródła ciepła i instalacja grzewcza

Elementy systemu ogrzewania narażone są na zużycie fizyczne, czyli zmiany w materiałach (starzenie), oddziaływanie środowiska (korozja, zmiany temperatury) a także uszkodzenia mechaniczne (uderzenia). W związku z tym w okresie użytkowania potrzebne są zabiegi konserwacyjne, naprawy i wymiana uszkodzonych elementów. Instalacja powinna więc być dobrze przygotowana do tych zabiegów, czyli mieć cechy "remontowalności", w tym zwłaszcza umożliwienie łatwego dostępu do kontroli, konserwacji i napraw.

Ale źródła ciepła i instalacje podlegają także zużyciu ekonomicznemu (moralnemu), które jest wywołane przez stały postęp techniczny i cywilizacyjny, co może spowodować, że po pewnym czasie system ogrzewania nie będzie odpowiadał aktualnemu stanowi techniki, czyli nie będzie wykorzystywał nowych możliwości (niższe zużycie energii, łatwiejsza obsługa, niższe koszty eksploatacyjne). Szczególnie można się spodziewać, że coraz szersze zastosowania w systemie ogrzewania będzie miała automatyka. Zużycie ekonomiczne może być przyczyną konieczności wymiany elementów systemu lub zastąpienie całego systemu innym bardziej nowoczesnym.

Podstawowym wymaganiem niezawodności systemu ogrzewania jest więc jego "remontowalność", czyli przystosowanie do wygodnego przeprowadzania kontroli i napraw, a także modernizacji i zmian bez konieczności wyburzeń i uszkodzenia innych elementów budynku.Drugim wymaganiem niezawodności jest stałe, systematyczne wykonywanie przeglądów i zabiegów konserwacyjnych. Przeglądy instalacji ogrzewania powinny się odbywać w terminach i zakresie podanych w art. 62 Prawa Budowlanego [6], w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych [7] oraz w art. 24 Ustawy o charakterystyce energetycznej budynków [8].

Podsumowanie

Pełny efekt termomodernizacji budynku zostaje osiągnięty wtedy, gdy wykonane ulepszenia są wykorzystane przez wiele lat. Aby to osiągnąć, konieczne jest zapewnienie trwałości i niezawodności wszystkich wykonanych ulepszeń, a to osiąga się przez:

• dobór materiałów odpowiednich do warunków użytkowania budynku,
• zapewnienie dobrych warunków dla przeglądów, konserwacji, remontów i wymian bez uszkodzeń innych elementów budynku,
• systematyczne dokonywanie przeglądów i konserwacji poszczególnych elementów budynku,
• niezwłoczne wykonywanie napraw lub wymiany elementów uszkodzonych.

Literatura

1. PN-EN 1990:2004/NA: 2010, "Eurokod – podstawy projektowania konstrukcji".
2. Instrukcja ITB nr 447/2009 "Złożone systemy izolacji cieplnej ścian zewnętrznych budynków ETICS. Zasady projektowania i wykonawstwa".
3. "Warunki techniczne wykonawstwa, oceny i odbioru robót elewacyjnych z zastosowaniem ETICS", Stowarzyszenie na Rzecz Systemów Ociepleń (SSO), wyd. 03/2015.
4. "Instrukcja eksploatacji złożonych systemów izolacji cieplnej ścian zewnętrznych ETICS", Stowarzyszenie na Rzecz Systemów Ociepleń (SSO), wyd. 03/2016.
5. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2015 r. poz. 1422 t.j.).
6. Ustawa Prawo Budowlane (DzU z 2019 r. poz. 1186 t.j.).
7. Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych (DzU z 1999 r. poz. 836, z późn. zm.).
8. Ustawa o charakterystyce energetycznej budynków (DzU z 2016 r., poz. 1200).

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!