Ocieplenie podłóg na gruncie i stropów nad nieogrzewanymi piwnicami

Ocieplanie podłóg na gruncie i stropów nad nieogrzewanymi piwnicami

W obwieszczeniu Ministra Inwestycji i Rozwoju z 12 kwietnia 2019 r. [1] określono między innymi maksymalne wartości współczynników przenikania ciepła (U_c) wszystkich przegród zewnętrznych znajdujących się w budynku wraz ze zmianami wchodzącymi w życie od 1 stycznia 2021 r. (WT 2021) [1].

Ze względu na to, że największe straty energii zazwyczaj powoduje ucieczka ciepła przez ściany zewnętrzne, dach i okna, wartości U_C(max) w 2021 roku ulegają obniżeniu. Zmianie zaś nie uległa graniczna wartość współczynnika przenikania ciepła określona dla podłóg na gruncie oraz stropów nad pomieszczeniami nieogrzewanymi lub zamkniętą przestrzenią podpodłogową.

Przepisy WT 2021 obowiązują inwestorów, którzy pozwolenie na budowę otrzymają w 2021 r., a wszystkie domy niezbudowane do 2021 r., ale zaprojektowane według poprzedniego standardu WT 2017, trzeba będzie dostosować do nowych, zaostrzonych Warunków Technicznych.

Podłogi w budynkach na najniższej kondygnacji można podzielić ze względu na sposób ich kontaktu z gruntem. Do najczęściej spotykanych rozwiązań należy: podłoga znajdująca się w bezpośrednim kontakcie z gruntem (RYS. 1), strop rozdzielający pomieszczenie ogrzewane od podziemia (piwnicy) nieogrzewanego (RYS. 2). Najrzadziej spotykanym w nowych budynkach rozwiązaniem jest podłoga podniesiona (wentylowana lub niewentylowana) (RYS. 3).

Poziom izolacyjności cieplnej podłóg na gruncie oraz stropów nad nieogrzewanymi piwnicami zależy od okresu budowy oraz dostępnych materiałów (TABELA) [3].

W latach 60. ubiegłego wieku wymagania izolacyjności cieplnej zaczęto określać współczynnikiem przenikania ciepła (U [W/(m²·K)]). Wraz z wprowadzeniem w 1982 r. norm ochrony cieplnej (PN­‑82/B-02020 „Ochrona cieplna budynków”) nastąpiło istotne obniżenie granicznych wartości współczynnika przenikania ciepła dla stropów nad pomieszczeniami nieogrzewanymi oraz dla podłóg na gruncie. Wartości U_C(max) obowiązujące od 1 stycznia 2014 (WT 2014) nie ulegną jednak zmianie, w związku z wejściem w życie standardu WT 2021.

Podłoga na gruncie

Obecnie najczęściej stosowanym rozwiązaniem w budynkach jest podłoga znajdująca się w bezpośrednim kontakcie z gruntem. Ze względu na koszty, budynki podpiwniczone buduje się coraz rzadziej. Do wyjątków można zaliczyć nieogrzewane garaże podziemne.

W celu ograniczenia zjawiska wyrównywania temperatury między ciepłym wnętrzem budynku a chłodnym gruntem, podłoga na gruncie musi być bardzo dokładnie zaizolowana termicznie i przeciwwilgociowo.

Odpowiednio gruba warstwa izolacji zmniejsza przenikanie ciepła z budynku do gruntu, co również wpływa na wartość wskaźnika rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną (EP), określoną dla całego budynku. Należy pamiętać, że dopuszczalna maksymalna wartość EP w standardzie WT 2021 została obniżona w stosunku do WT 2017 dla wszystkich rodzajów budynków.

Pierwszą warstwę prawidłowo zaprojektowanej i wykonanej podłogi na gruncie (spełniającej wymagania WT 2021 w zakresie współczynnika przenikania ciepła U ≤ 0,30 W/(m²∙K) dla t_i ≥ 16°C)) powinna tworzyć usypana na gruncie rodzimym podsypka piaskowa. Po dokładnym jej zagęszczeniu układa się na niej tzw. chudy beton, a na nim izolację przeciwwilgociową z folii izolacyjnej albo papy podkładowej. Ważne, aby materiał ten był połączony na całym obwodzie z izolacją poziomą przeciwwilgociową ścian fundamentowych.

Następna warstwa to minimum 10 cm izolacji termicznej (obliczenia wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 13370:2017-09 [4]), np. ze styropianu (do obliczeń przyjęto λ = 0,04 W/(m∙K)) lub poli­styrenu ekstrudowanego XPS, ewentualnie z płyt z twardej wełny mineralnej. Płyty izolacji zawsze należy układać dwuwarstwowo na tzw. zakładkę, aby uniknąć mostków termicznych.

Kolejny krok to ułożenie folii, która ma zapobiegać przeciekaniu jastrychu do warstw izolacji, stanowiącego podkład pod posadzkę (z płytek, PVC, paneli itp.). Taka podłoga ma łączną grubość 35–40 cm (RYS. 4).

Całkowitą grubość podłogi na gruncie można jednak zmniejszyć, stosując nieco inną technologię. Bezpośrednio na wyrównanej warstwie zagęszczonego piasku lub żwiru, ewentualnie piaszczystego gruntu rodzimego, układa się izolację przeciwwilgociową z folii lub papy i łączy ją z izolacją fundamentów.

Następne warstwy to np. minimum 10 cm polistyrenu ekstrudowanego [do obliczeń przyjęto λ = 0,04 W/(m∙K)], folia i 5 cm podkładu podłogowego – podobnie jak w pierwszym wariancie. Ostatnia warstwa to posadzka.

Można również zastosować wariant wykorzystujący jako izolację keramzyt (lekki beton keramzytowy). Zastosowanie go znacznie skraca czas robót i zmniejsza koszty wykonania podłogi. Korzystając z takiego rozwiązania, automatycznie redukujemy liczbę warstw podłogowych z sześciu do czterech.

Podsypka z piasku, podłoże betonowe i izolacja cieplna zastępowane są jedną warstwą (grubości ponad 40 cm) keramzytu izolacyjnego frakcji 10–20 mm [do obliczeń przyjęto λ = 0,20 W/(m∙K)], którą układa się na izolacji przeciwwilgociowej. Na warstwie keramzytu należy ułożyć warstwę podkładu podłogowego i posadzkę (RYS. 5).

Podłoga na gruncie z zastosowaniem keramzytu jest w stanie przenieść większe obciążenia niż np. izolacje typowe, chociażby ze styropianu.

Docieplanie stropu nad nieogrzewaną piwnicą

Nowy standard (WT 2021) obowiązuje też w większości starych obiektów budowlanych, które są rozbudowywane i modernizowane po 31.12.2020 r.

Na przestrzeni lat wykorzystywano różne materiały i technologie do budowy oraz wykańczania budynków [5]. Wiele budynków z poprzedniego wieku oraz z początku obecnego nie spełnia mało rygorystycznych, jak na dzisiejsze czasy, wymagań izolacyjności cieplnej obowiązujących w latach ich wznoszenia.

Docieplenie istniejącego stropu nad nieogrzewaną piwnicą wiąże się ze zmniejszeniem wysokości pomieszczenia. Jest to następstwem dołożenia warstwy izolacji pod sufitem. Dlatego też niemożliwe jest z reguły ułożenie izolacji bez wpływu na funkcje pomieszczeń piwnicy.

Kolejnym aspektem wpływającym na wybór technologii docieplenia jest oczekiwany sposób wykończenia powierzchni sufitu oraz ilość instalacji podwieszonych pod stropem (instalacja kanalizacyjna, instalacja c.w.u. itp.).

Zarówno w nowych budynkach, jak i modernizowanych, najczęściej spotykanymi metodami ocieplenia stropu żelbetowego lub gęstożebrowego (znajdującego się nad pomieszczeniami nieogrzewanymi) jest lekka mokra (z wykorzystaniem styropianu, wełny mineralnej lub natrysku pianki poliuretanowej) polegająca na dołożeniu warstwy izolacji termicznej od spodu stropu.

Aby strop znajdujący się nad pomieszczeniem nieogrzewanym lub nad zamkniętą przestrzenią podpodłogową spełniał wymagania WT 2021 w zakresie współczynnika przenikania ciepła U ≤ 0,25 W/(m²∙K) (dla t_i ≥ 16°C), należy wykonać ocieplenie np. ze styropianu [do obliczeń przyjęto λ = 0,04 W/(m∙K)] grubości minimum 9 cm.

W przypadku wykorzystania natryskowej piany poliuretanowej [do obliczeń przyjęto λ = 0,023 W/(m∙K)] grubość izolacji powinna wynosić minimum 5 cm (RYS. 6). Wykorzystując materiały izolacyjne o lepszych właściwościach termicznych (niższych wartościach λ), grubość izolacji ulegnie nieznacznemu obniżeniu w stosunku do podanych wartości.

W stropach drewnianych, obecnie nieco rzadziej stosowanych w nowo wznoszonych budynkach, grubość izolacji termicznej nie ma tak znaczącego wpływu na obniżenie wysokości pomieszczenia nieogrzewanego (jak przy stropach ciężkich), a tym samym również jego funkcjonalności (izolacje termiczne najczęściej umieszcza się w przestrzeni między legarami). Ocieplenie takiego stropu polega przede wszystkim na wypełnieniu przestrzeni między belkami nośnymi materiałem izolacyjnym – najczęściej wełną mineralną grubości minimum 9 cm [do obliczeń przyjęto λ = 0,04 W/(m∙K)].

Coraz częściej wykorzystuje się też natryskową pianę poliuretanową [do obliczeń przyjęto λ = 0,023 W/(m∙K)], a grubość takiej izolacji powinna wynosić minimum 5 cm (RYS. 7).

Przy określaniu wartości współczynnika przenikania ciepła dla stropów (o konstrukcji żelbetowej, gęstożebrowej oraz drewnianej) uwzględniono 5-centymetrową warstwę izolacji akustycznej (styropian/wełna mineralna λ = 0,04 W/(m∙K)). Oznacza to, że całkowita grubość izolacji stropu powinna wynosić minimum 14 cm przy zastosowaniu styropianu/wełny mineralnej lub minimum 5 cm piany poliuretanowej i 5 cm styropianu lub wełny mineralnej. Ponadto, aby zmniejszyć występujące w stropie mostki termiczne, którymi są m.in. konstrukcyjne belki nośne, zalecane jest dodatkowe docieplenie stropu od spodu (RYS. 8). Zadanie to polega na montażu (po ociepleniu stropu) dodatkowych łat od spodu, prostopadle do belek nośnych, między którymi układa się kilkucentymetrową warstwę izolacji termicznej (najczęściej tej samej grubości, co zamontowane łaty). Wadą takiego rozwiązania jest obniżenie wysokości pomieszczenia nieogrzewanego.

Mostki termiczne

Szczególnie narażone na powstanie mostków termicznych są miejsca nieciągłości warstwy izolacyjnej, np. przy połączeniach ściany fundamentowej z podłogą i ścianą zewnętrzną czy ściany zewnętrznej ze stropem rozdzielającym pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego [7, 8]. Straty te możemy zminimalizować, stosując odpowiednie rozwiązania konstrukcyjne oraz używając materiałów o małym współczynniku przewodzenia λ (bloczków izolacyjnych, spienionego szkła czy perlitu).

Aby zminimalizować mostek termiczny na połączeniu stropu nad pomieszczeniem nieogrzewanym ze ścianami budynku, zaleca się ocieplenie ścian:

• wewnętrznych ze wszystkich stron,
• zewnętrznych od strony wewnętrznej i zewnętrznej na odcinku minimum 1 m poniżej dolnej krawędzi stropu. Izolacja termiczna stropu piwnicy powinna łączyć się z izolacją ściany zewnętrznej i wewnętrznej, zaś minimalna grubość izolacji powinna wynosić 10 cm. Dodatkowo, w celu zmniejszenia strat ciepła przez strop zaleca się docieplenie podłogi na gruncie w pomieszczeniu nieogrzewanym (RYS. 9).

W celu zwiększenia izolacyjności termicznej podłogi na gruncie zaleca się wykonanie izolacji krawędziowej (RYS. 10). Izolacja termiczna może być umieszczana pionowo (górny rysunek po lewej), poziomo (górny rysunek po prawej) lub ukośnie (dolny rysunek) [9].

Minimalna zalecana długość/wysokość pasa izolacji krawędziowej powinna wynosić 1 m, mierząc od wewnętrznej powierzchni ściany (przy izolacji poziomej) lub od zewnętrznego poziomu gruntu (przy izolacji krawędziowej pionowej). Izolację krawędziową pionową można wykonać również w formie ściany fundamentowej z materiałów o małej gęstości.

Podsumowanie

Wskazane w artykule minimalne grubości izolacji termicznej, jakie należy zastosować w podłodze na gruncie, stropie rozdzielającym nieogrzewaną piwnicę od pomieszczeń ogrzewanych lub od zamkniętych przestrzeni podpodłogowych, będą spełniać standard WT 2021 w zakresie U_C(max). Należy jednak pamiętać, iż równie istotnym parametrem, który musi spełnić budynek, jest maksymalny dopuszczalny dla danego budynku poziom EP [5], którego spełnienie możliwe jest tylko przy niskich wartościach U_c przegród zewnętrznych. Zaleca się zatem projektowanie oraz konstruowanie przegród o niżej wartości U_c niż będzie to wymagane w standardzie WT 2021.

Dodatkowym argumentem przemawiającym za „lepszym” zaizolowaniem podłóg na gruncie oraz stropów nad pomieszczeniami nieogrzewanymi (niż jest to wymagane w przepisach) jest to, iż termomodernizacja takich przegród w przyszłości będzie zdecydowanie trudniejsza niż podczas termomodernizacji ścian zewnętrznych czy dachów [10].

Literatura

1. Obwieszczenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 8 kwietnia 2019 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2019 poz. 1065).
2. PN-EN ISO 13370:2008, „Cieplne właściwości użytkowe budynków. Wymiana ciepła przez grunt. Metoda obliczania”.
3. A. Kaliszuk-Wietecka, A. Miszczuk, „Mapa energetyczna budynku wielorodzinnego”, „Energia i Budynek” 5/2012, s. 26–29.
4. PN-EN ISO 13370:2017-09, „Cieplne właściwości użytkowe budynków. Przenoszenie ciepła przez grunt. Metody obliczania”.
5. A. Kaliszuk-Wietecka, A. Miszczuk, „Rozkład zapotrzebowania na energię pierwotną i końcową w budynku wielorodzinnym”, „Materiały Budowlane” 12/2013, s. 68–70.
6. Materiały firmy Isover.
7. W. Płoński, J.A. Pogorzelski, „Fizyka budowli”, Arkady, Warszawa 2017.
8. Sz. Firląg, A. Miszczuk, „Szczelność powietrzna budynków energooszczędnych a instalacje”, „Rynek Instalacyjny” 4/2015, s. 56–62.
9. A. Stolarska, J. Strzałkowski, „Analiza rozwiązań połączenia ściana podłoga na gruncie z wariantowym usytuowaniem izolacji krawędziowej”, „Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury” 4/2016, s. 513–521.
10. A. Miszczuk, „Ocieplanie podłóg na gruncie i stropów nad nieogrzewanymi piwnicami”, „IZOLACJE” 6/2019, s. 50–58.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!