Technologia deskowań traconych w budynkach energooszczędnych

Wymagania dotyczące izolacyjności termicznej przegród zewnętrznych budynku pojawiły się w normalizacji polskiej w latach 50. XX w. Miały one przyczynić się do wyeliminowania przemarzania ścian zewnętrznych. Dzięki powstaniu nowych technologii wznoszenia budynków (wielkiej płyty, systemów ścian warstwowych) i ewolucji materiałów izolacyjnych stworzone zostały warunki do podwyższania izolacyjności termicznej przegród.

Nowy standard budynków zapewniał komfort cieplny. Ostatnia nowelizacja przepisów budowlanych [1], oprócz odpowiedniej izolacyjności, wprowadziła kolejne wymaganie dotyczące oszczędności energii – charakterystykę energetyczną budynku.

Standard energetyczny budynku

Aktualnym standardem poziomu izolacyjności cieplnej budynku oraz oszczędności energii są wartości podane w rozporządzeniu ministra infrastruktury zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie – WT 2008 [1].

Oceniany na potrzeby charakterystyki energetycznej budynek porównywany jest z budynkiem referencyjnym zgodnie z WT 2008 [1], z uwzględnieniem rozwiązań instalacyjnych określonych w rozporządzeniu w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku [2].

Budynek referencyjny to budynek teoretyczny, który ma kształt i wymiary takie jak budynek oceniany i w którym spełnione są wymagania stawiane nowo wznoszonym budynkom w zakresie cech związanych z użytkowaniem energii na najniższym dopuszczalnym poziomie.

Wartości współczynnika przenikania ciepła U podstawowych przegród budynku referencyjnego prezentuje tabela 1. Na rys. 1 przedstawiono przegrody budynku referencyjnego o takich parametrach.

Coraz częściej inwestorzy decydują się na wykonanie budynku energooszczędnego – takiego, który powinien zużywać o 25–50% mniej energii niż budynek spełniający wymagania aktualnych przepisów [1]. Aby uzyskać ten efekt, wystarczy zastosować grubszą warstwę izolacji termicznej z jednoczesnym starannym ograniczaniem występowania mostków termicznych.

Wartości współczynnika przenikania ciepła U podstawowych przegród budynku energooszczędnego prezentuje tabela 2. Na rys. 2 przedstawiono przegrody budynku energooszczędnego o takich parametrach.

Najczęstszym typem przegrody są przegrody dwuwarstwowe. Stosuje się także układy trójwarstwowe. Możliwe jest również wykonanie przegrody jednowarstwowej – ceramicznej lub z ABK.

Technologia deskowania traconego

Ciekawą alternatywą dla rozwiązań tradycyjnych jest wykorzystanie deskowań traconych do ścian dwuwarstwowych. Deskowania tracone tworzą formy, które mogą być wypełniane mieszanką betonową w celu wykonania określonego elementu konstrukcyjnego lub ustroju budowlanego.

Pozostają one w miejscu wbudowania i pełnią w eksploatowanym obiekcie budowlanym funkcje: konstrukcyjną, izolacyjną lub izolacyjno-konstrukcyjną [6].

Istnieją różne metody wznoszenia konstrukcji z betonu układanego w deskowaniach. W Polsce od 20 lat stosuje się systemy wznoszenia budynków z wykorzystaniem kształtek styropianowych (fot. 1). Ściany wykonane w tych systemach zachowują wymaganą wartość współczynnika przenikania ciepła U, ale układ trójwarstwowy z izolacją termiczną po stronie wewnętrznej eliminuje zdolności akumulacyjne przegrody.

Korzystniejsze pod tym względem są konstrukcje, w których materiał izolacyjny po stronie wewnętrznej zastąpiono płytą konstrukcyjną (fot. 2).

Są to rozwiązania pośrednie między tradycyjną metodą wznoszenia ścian a istniejącymi na rynku systemami deskowań traconych. Wykorzystują one zalety deskowania traconego z jednoczesnym zachowaniem właściwego układu przegrody zewnętrznej (izolator termiczny tylko od zewnątrz). Gwarantuje to uzyskanie ściany o tradycyjnym układzie warstw i niweluje niedoskonałości opisanych wyżej systemów.

W systemach tych uzyskuje się także gotową wewnętrzną powierzchnię ściany – od strony wewnętrznej umieszczane są płyty cementowo-drzazgowe, które stanowią warstwę wykończeniową i zastępują tradycyjny tynk cementowo-wapienny. Od strony zewnętrznej mogą znajdować się: płyta cementowo-drzazgowa, która jest podłożem dla izolacji termicznej (rys. 3), lub bezpośrednio płyty styropianowe EPS 70-038 o gr. 25 cm, które w trakcie eksploatacji budynku pełnią funkcję izolacji termicznej (fot. 1).

Na fot. 1 przedstawiono przykład konstrukcji ściany systemu deskowania traconego. W tym rozwiązaniu rozstaw płyt jest stały i wynosi 18,8 cm. Umieszczone w rozstawie 50×25 cm przekładki dystansowe łączą obydwie płyty i zapewniają odporność na obciążenia rozciągające wywołane wylewaniem i zagęszczaniem mieszanki betonowej.

Dodatkowo na czas betonowania umieszczane są pomiędzy nimi ściągi montażowe mocowane do konstrukcji wsporczej szalunku. Zastosowanie takiego zestawu deskowania traconego pozwala uzyskać właściwy pod względem transportu ciepła układ warstw: izolacyjną, nośną i wykończeniową.

Porównanie charakterystyk energetycznych przykładowego budynku

Do obliczeń zapotrzebowania na ciepło przyjęto niewielki budynek jednorodzinny o zwartej bryle z nieogrzewanym garażem i poddaszem. Kubatura wentylowana budynku wynosiła 322 m³, powierzchnia zabudowy – 100 m², powierzchnia o regulowanej temperaturze – 124 m².

Przeanalizowano trzy warianty konstrukcji:

• tradycyjną z wartościami referencyjnymi,
• wykonaną w energooszczędnej technologii deskowań traconych – izolacyjnych kształtek styropianowych,
• wykonaną w energooszczędnej technologii deskowań traconych wykorzystującej od strony wnętrza płyty cementowo-drzazgowe.

O bilansie zapotrzebowania na ciepło decyduje kilka czynników:

• kształtujące straty ciepła:
  – współczynniki przenikania ciepła przegród, w tym stolarki (tabele 1–2),
  – minimalny strumień powietrza wentylacyjnego i strumień powietrza infiltrującego (bez zmian w związku z zastosowaniem wentylacji grawitacyjnej),
• kształtujące zyski ciepła:
  – współczynniki przepuszczalności energii promieniowania słonecznego przez oszklenie (zmiany wynikające z układu szybowego okien),
  – współczynnik zacienienia budynku (bez zmian),
  – zyski wewnętrzne (bez zmian),
• wpływająca na wykorzystanie zysków ciepła i długość sezonu grzewczego wewnętrzna pojemność cieplna budynku.

W tabeli 3 przedstawiono wyniki charakterystyki energetycznej analizowanych rozwiązań.

Z przeprowadzonej analizy wynika, że zastosowanie systemów z przegród z dwukrotnie wyższą izolacyjnością termiczną ściany zewnętrznej i podwyższoną izolacyjnością stolarki zdecydowanie obniża wartość wskaźnika zapotrzebowania na energię końcową do ogrzewania. Obniżenie tej wartości pozwala na uzyskanie oszczędności na poziomie 34% w stosunku do rozwiązania referencyjnego.

Długość sezonu grzewczego obiektu referencyjnego wynosi 235 dni. Dla tego samego budynku energooszczędnego wykonanego w technologii deskowań traconych długość sezonu grzewczego skraca się o ok. 2 tyg. Ponadto przy tym poziomie izolacyjności wewnętrzna pojemność cieplna budynku nie ma istotnego wpływu na długość sezonu grzewczego.

Należy jednak pamiętać o zachowaniu warunków komfortu cieplnego, zależnego od stateczności cieplnej przegrody, gwarantowanej przez jej wysoką pojemność cieplną. Stosowanie od wewnątrz materiału termoizolacyjnego pozbawia przegrodę tej cechy.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2008 r. nr 201, poz. 1238).
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 roku w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzoru świadectw ich charakterystyki energetycznej (DzU z 2008 r. nr 201, poz. 1240).
3. „Dom energooszczędny”, Zeszyt 12, program edukacyjno-informacyjny „Dom przyjazny”, ARDO-STUDIO 2009.
4. P. Markiewicz, „Budownictwo ogólne dla architektów”, Archi-Plus, Kraków 2011.
5. J. Jasiczak, „Współczesne tendencje rozwoju technologii wznoszenia obiektów budowlanych”, Materiały z konferencji „Budownictwo mieszkaniowe w Polsce – uwarunkowania ekonomiczne, nowe technologie”, Poznań 2007.
6. P. Messiqua, J. Onycher, „Nowa technologia w systemie szalunków traconych COFFOR”, Materiały z konferencji „Budownictwo mieszkaniowe w Polsce – uwarunkowania ekonomiczne, nowe technologie”, Poznań 2007.
7. L. Korona, „Innowacyjne technologie deskowań traconych”, „Budownictwo i Inżynieria Środowiska”, Vol. 2, No. 3, Białystok 2011.
8. „Technologia wykonania energooszczędnych budynków typu EKOBUD”, EKOBUD, Grudziądz 2011.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!