Ocieplanie budynków drewnianych w technologii szkieletowej

Budowa domu drewnianego o konstrukcji szkieletowej polega na wzniesieniu konstrukcji budynku z drewna świerkowego, sosnowego lub rzadziej jodłowego (FOT.). Obiekty tego rodzaju najczęściej stawia się na ławie fundamentowej lub płycie betonowej i nie wymagają wykonywania głębokich fundamentów. Wiąże się to z obniżeniem kosztów całości inwestycji jak i, co jest charakterystyczne w przypadku budynków o konstrukcji szkieletowej, skrócenie czasu budowy. Dodatkową zaletą jest możliwość posadowienia budynku na palach wywierconych na głębokość poniżej poziomu przemarzania gruntu i w odniesieniu do rodzaju gruntu. Jest to niewątpliwie najtańszy sposób posadowienia obiektu i dotyczy raczej niedużych domków letniskowych.

Podstawowym materiałem konstrukcyjnym do budowy szkieletu są belki o wymiarach przekroju około 120 mm i 80 mm oparte na poziomych deskach zakotwionych w fundamencie lub palach. Coraz częściej stosuje się również gotowe prefabrykaty co dodatkowo wpływa są szybkość i dokładność realizacji. W siatce słupów wydziela się otwory na okna i drzwi a przestrzeń między nimi wypełnia materiałem izolacyjnym. Najczęściej stosowane są płyty z wełny mineralnej, styropianu, a także wełny drzewnej.

Zaprojektowanie ścian zewnętrznych w technologii szkieletowej pod kątem spełnienia minimalnych wymagań izolacyjności przegród budynków musi odnosić się do obowiązującego od 1 stycznia 2018 r. rozporządzenia w sprawie warunków technicznych [1], które zawiera wymagania dotyczące zasad projektowania i wykonywania budynków. Przegrody, w zależności od ich typu lub usytuowania, muszą spełniać minimalne parametry termiczne. Rozporządzenie ustanowiło wymagania w perspektywie lat 2017–2021 oraz po 2021 r. Dla ścian zewnętrznych od 1 stycznia 2017 r. i temperatury w pomieszczeniu ≥ 16°C maksymalny współczynnik przenikania ciepła wynosił 0,23 W/(m²·K), aby od 1 stycznia 2021 r. osiągnąć wartość 0,20 W/(m²·K). W przypadku technologii stosowanej w budynkach o konstrukcji szkieletowej na wartość współczynnika przenikania ciepła przegrody budowlanej U [W/(m²·K)]) najistotniejszy wpływ ma wartość współczynnika przewodzenia ciepła samego materiału termoizolacyjnego l [W/(m·K)]).

Czytaj też: Parametry fizykalne przegród zewnętrznych budynków drewnianych – studium przypadku

Główny wpływ na izolacyjność cieplną przegrody ma grubość zastosowanej izolacji, jednakże rozwój rynku materiałów termoizolacyjnych umożliwia stosowanie nowych rozwiązań korzystnie wpływających na tą kwestię. Duże znaczenie ma również reżim technologiczny prawidłowego ułożenia izolacji cieplej.

Budowa domu szkieletowego obarczona jest ryzykiem pojawienia się mostków termicznych wynikających z nieciągłości warstw czy przekrojów o zdecydowanie innej charakterystyce cieplnej co może powodować konieczność skorygowania ostatecznej wartości grubości warstwy izolacyjnej i wielkości współczynnika lambda. Jednym z rozwiązań jest zastosowanie dodatkowej izolacji pomiędzy konstrukcją a okładziną zewnętrzną ściany. Mocuje się ją na ruszcie bądź do płyt przymocowanych do konstrukcji ściany. Przy mocowaniu izolacji na ruszcie najczęstszym wykończeniem jest panel zewnętrzny np. siding bądź inna okładzina. Natomiast w przypadku izolacji montowanej do płyty drewnopochodnej okładzinę zewnętrzną wykonuje się tradycyjną metodą tzw. lekką mokrą z warstwą wierzchnią w postaci tynku cienkowarstwowego.

Celem stosowania złożonych systemów izolacji cieplnej ETICS jest zwiększenie izolacyjności cieplnej ściany budynku o drewnianej konstrukcji szkieletowej, ale również poprawa szczelności konstrukcji. Przyczynia się to do wzrostu trwałości budynku z drewnianym szkieletem, zapewniając lepszą ochronę przed wpływami czynników atmosferycznych. Zaletą tego typu rozwiązania jest również możliwość stosowania na nowych lub istniejących (modernizowanych) ścianach w budynkach drewnianych o konstrukcji szkieletowej.

W celu dokonania właściwego sposobu oceny w odniesieniu do zasadniczych charakterystyk złożonych systemów izolacji cieplnej ETICS w przypadku powyższego zastosowania, został opracowany dokument EAD 040089-00-0404 [2], czyli tzw. europejski dokument oceny umożlwiający uzyskanie europejskiej oceny technicznej. Dokument ten odnosi się do systemów ETICS stosowanych w budynkach o konstrukcji szkieletowej i obejmuje następujące materiały izolacyjne: styropian EPS (wg hEN 13163), polistyren ekstrudowany XPS (wg hEN 13164), pianę poliuretanową PU (wg hEN 13165), pianki fenolowej PF (wg hEN 13166), korka ekspandowanego ICB (wg hEN 13170), wełny mineralnej MW (wg hEN 13162), wełny drzewnej WW (wg hEN 13168) oraz włókien drzewnych WF (wg hEN 13171).

Materiał izolacyjny montowany jest na płytach zewnętrznych, czysto klejonych lub klejonych i mocowanych mechanicznie, lub bezpośrednio zamocowany mechanicznie na drewnianej podkonstrukcji. Płyty zewnętrzne mogą być płytami drewnopochodnymi, panelami z litego drewna, płytami cementowo-klejonymi, płytami włókno-cementowymi, płytami gipsowo-kartonowymi, płytami gipsowo-kartonowymi, płytami włókno-gipsowymi i podobnymi produktami. Podłoże musi być jednak właściwe do warunków wilgotnych, jak określono w normie EN 13986.

Mocowania mechaniczne mogą stanowić kotwy, klamry, śruby, pionowe i/lub poziome profile, specjalne elementy itp. lub kombinacją połączeń klejowych i mechanicznych. Materiał izolacyjny jest pokrywany warstwą wierzchnią składającym się z jednej lub więcej warstw, z których jedna zawiera zbrojenie. Warstwa wierzchnia jest nakładane bezpośrednio na materiał izolacyjny.

Podobnie jak w przypadku podłoży murowanych, jakie wskazane są w EAD 040083­‑00-0404, dla podłoży drewnopochodnych wymagane jest określenie sposobu mocowania systemu. W przypadku ocieplania drewnianych budynków szkieletowych można podzielić system ETICS następująco:

ETICS klejony:

• czysto klejony – ETICS przyklejony na całej powierzchni lub tzw. metodą pasmowo-punktową,
• ETICS z dodatkowym mocowaniem mechanicznym.

Obciążenie jest całkowicie przenoszone w tym przypadku przez warstwę klejową. Mocowania mechaniczne są stosowane przede wszystkim w celu zapewnienia stabilności, aż klej osiągnie ostateczną wytrzymałość mechaniczną i działa jako tymczasowe połączenie, aby uniknąć ryzyka oderwania.

ETICS mocowany mechanicznie:

• ETICS zamocowany mechanicznie z dodatkowym klejeniem. Obciążenie jest całkowicie przenoszone przez mocowanie mechaniczne. Klej stosowany jest głównie w celu zapewnienia płaskości zainstalowanego ETICS.
• ETICS zamocowany czysto mechanicznie. ETICS w tym przypadku mocowane są do konstrukcji drewnianej tylko za pomocą mocowań mechanicznych.

Istotne cechy systemu oraz metody i kryteria jego oceny w odniesieniu do wymagań podstawowych, zgodnie z EAD, obejmują badania określone w TABELI. Producent może wybrać te zasadnicze charakterystyki, które chce poddać ocenie.

Należy zwrócić uwagę na szereg badań wynikających ze sposobu mocowania izolacji, jak i jej rodzaju. W przypadku mocowania systemu bezpośrednio do podkonstrukcji drewnianej niezbędna jest ocena odporności na uderzenie ciałem miękkim pozwalająca na ocenę trwałości takiego rozwiązania pod wpływem siły uderzenia. Zastosowanie korka ekspandowanego, wełny mineralnej, wełny drzewnej lub włókien drzewnych wymaga przeprowadzenia badań cykli wodoszczelności, ale w aspekcie zawartości wilgoci i gradientu wilgoci w podkonstrukcji drewnianej. Badanie to pozwala ocenić kondensację pary wodnej w trakcie cykli symulujących zmiany temperatur w porze letniej i zimowej.

Jednym z czynników determinujących trwałość systemu jest przyczepność materiału izolacyjnego do podłoża, w tym przypadku do płyt zewnętrznych. Wstępne wyniki badań możliwości mocowania materiałów izolacyjnych do podłoży drewnopochodnych za pomocą zapraw lub mas klejących były przedmiotem publikacji [3]. Każdorazowo uzyskane wartości przekraczały wymagane wartości minimalne przyczepności kleju do podłoża w systemach ociepleń ETICS wg EAD 040083-0404. Zniszczenia następowały w podłożu, z wyjątkiem badania przyczepności do płyty gipsowo-wiórowej, w przypadku której zniszczenie nastąpiło od podłoża.

Budynki w technologii szkieletowej można w prosty sposób zaprojektować i wykonać w standardzie energooszczędnym, ponieważ wypełnienie ścian pomiędzy elementami szkieletu stanowi materiał izolujący termicznie, a zastosowanie dodatkowego ocieplania w postaci ETICS podnosi w znacznym stopniu izolacyjność i trwałość takiego budynku. Domy takie, co ważne, mogą spełnić standard domu pasywnego.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
2. EAD 040089-00-0404 „ETICS with the renderings for the use on timber frame building”.
3. M. Niziurska, W. Drożdż, „Ocieplanie ścian w technologii szkieletowej – prawo a technologia”, „IZOLACJE” 1/2017, s. 72–74.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!