Renowacja energetyczna zawilgoconych budynków – ocieplenie od wewnątrz
Energy renovation of damp buildings – insulation from the inside
Poznaj materiały do wykonywania termoizolacji zawilgoconych budynków od wewnątrz, fot. B. Monczyński
Choć ściany budynków zagłębione w gruncie podlegają tym samym wymaganiom co ściany zewnętrzne znajdujące się powyżej powierzchni przylegającego terenu [1], ich docieplenie (czyli wykonanie termoizolacji wtórnej) z reguły nie jest tak łatwe do wykonania [2].
Zobacz także
Ultrapur Sp. z o.o. Pianka poliuretanowa a szczelność budynku
Wielu inwestorów, wybierając materiał do ocieplenia domu, kieruje się głównie parametrem lambda, czyli wartością współczynnika przewodzenia ciepła. Jest on jedynym zestandaryzowanym współczynnikiem, który...
Wielu inwestorów, wybierając materiał do ocieplenia domu, kieruje się głównie parametrem lambda, czyli wartością współczynnika przewodzenia ciepła. Jest on jedynym zestandaryzowanym współczynnikiem, który określa właściwości izolacyjne materiału. Jednocześnie jest współczynnikiem wysoce niedoskonałym – określa, jak dany materiał może opierać się utracie ciepła poprzez przewodzenie.
Rockwool Polska Termomodernizacja domu – na czym polega i jak ją zaplanować?
Termomodernizacja to szereg działań mających na celu poprawę energochłonności Twojego domu. Niezależnie od zakresu inwestycji, kluczowa dla osiągnięcia spodziewanych efektów jest kolejność prac. Najpierw...
Termomodernizacja to szereg działań mających na celu poprawę energochłonności Twojego domu. Niezależnie od zakresu inwestycji, kluczowa dla osiągnięcia spodziewanych efektów jest kolejność prac. Najpierw należy docieplić ściany i dach, aby ograniczyć zużycie energii, a dopiero potem zmodernizować system grzewczy. Dzięki kompleksowej termomodernizacji domu prawidłowo wykonanej znacznie zmniejszysz koszty utrzymania budynku.
Recticel Insulation Nowoczesne technologie termoizolacyjne Recticel w renowacji budynków historycznych
W dzisiejszych czasach zachowanie dziedzictwa kulturowego i jednoczesne dostosowanie budynków do współczesnych standardów efektywności energetycznej stanowi duże wyzwanie zarówno dla inwestora, projektanta...
W dzisiejszych czasach zachowanie dziedzictwa kulturowego i jednoczesne dostosowanie budynków do współczesnych standardów efektywności energetycznej stanowi duże wyzwanie zarówno dla inwestora, projektanta jak i wykonawcy. Niejednokrotnie w ramach inwestycji, począwszy już od etapu opracowywania projektu, okazuje się, że tradycyjne materiały izolacyjne i metody ich aplikacji nie są wystarczające, aby zapewnić właściwe parametry termiczne i należytą ochronę wartości historycznych budynku.
Warunkiem brzegowym docieplenia od wewnątrz ścian piwnicy stykających się z gruntem jest ich odpowiednie uszczelnienie, tj. wykonanie skutecznej hydroizolacji wtórnej, przy czym może być ona wykonana zarówno od zewnątrz [3], jak i (alternatywnie) od wewnątrz [4]. Należy przy tym pamiętać, że potrzeba wykonania hydroizolacji pionowej jest tylko minimalnym wymogiem dla kompleksowej ochrony przed wilgocią. Wraz z innymi rodzajami izolacji musi ona bowiem stanowić element ciągłego i szczelnego układu oddzielającego budynek lub jego część od wody [5].
W sytuacji, gdy w celu wykonania wtórnej hydroizolacji od zewnątrz ściany piwnicy zostają odkopane (w całości lub odcinkowo), również termoizolacja może zostać wykonana z tej strony przegrody [1]. Jednakże w przypadku gdy wymagająca docieplenia przegroda uszczelniana jest od wewnątrz, w ten sam sposób należy wykonać warstwy termoizolacyjne, co implikuje szereg kwestii konstrukcyjnych, technicznych i projektowych [2].
Czytaj również: Piana PUR - wysoce efektywne ocieplanie natryskowe >>
O czym przeczytasz w artykule:
|
Przedmiotem artykułu jest renowacja energetyczna zawilgoconych budynków – ocieplenie od wewnątrz. Autor charakteryzuje sposoby zapewnienia komfortu użytkowania pomieszczeń, wykonywanie ocieplenia ścian kondygnacji podziemnych od wewnątrz, temperaturę na wewnętrznej powierzchni ścian wewnętrznych, a także uwzględnianie czynników klimatycznych i środowiskowych. Omawia również materiały stosowane do wykonywania termoizolacji od wewnątrz, sposoby kształtowania systemu termoizolacji wewnętrznej, docieplanie przegród poziomych, metody stosowane w termoizolacji wewnętrznej, a także płyty izolacji termicznej oraz izolacje stropu piwnicy. Energy renovation of damp buildings – insulation from the inside The subject of the article is energy renovation of damp buildings – insulation from the inside. The author describes the methods of ensuring the comfort of using the rooms, thermal insulation of underground storey walls from the inside, temperature on the inner surface of internal walls, as well as taking into account climatic and environmental factors. The author also discusses the materials used for making thermal insulation from the inside, methods of shaping the internal thermal insulation system, thermal insulation of horizontal partitions, methods used in internal thermal insulation, as well as thermal insulation boards and basement ceiling insulation. |
Zapewnienie komfortu użytkowania pomieszczeń
Jednym z najważniejszych powodów wykonywania izolacji termicznej od wewnątrz jest zapewnienie komfortu użytkowania pomieszczeń. Komfort użytkowania determinowany jest przez szereg zewnętrznych wpływów otoczenia. Wpływają na niego tylko podstawowe parametry klimatyczne pomieszczenia, takie jak temperatura i wilgotność powietrza, temperatura powierzchni czy prędkość powietrza, a także jakość powietrza, poziom hałasu, pora roku i/lub dnia oraz pogoda.
Rozróżnia się cztery rodzaje komfortu:
- komfort warunków oświetleniowych,
- komfort higieniczny,
- komfort psychologiczny oraz
- komfort termiczny.
W zależności od jego rodzaju, o poczuciu komfortu mogą decydować takie aspekty jak [2]:
- wpływy fizyczne (np. temperatura powietrza w pomieszczeniu, średnia temperatura powierzchni ścian, wilgotność powietrza, ruch powietrza, jego skład i jakość, wpływy akustyczne i optyczne),
- wpływy fizjologiczne (np. ogólny stan zdrowia, wiek, płeć),
- wpływy pośrednie (np. ubiór, rodzaj i intensywność aktywności oraz liczba i długość pobytu osób obecnych).
Niezwykle istotna jest regularna i wystarczająco długa wentylacja, która nie tylko pozwala zmniejszyć zawartość wilgoci w powietrzu, lecz także usuwa zanieczyszczenia i reguluje zawartość dwutlenku węgla. Jednakże parametrem o kluczowym wpływie na komfortowy klimat pomieszczenia jest temperatura, która jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na komfort cieplny.
Powszechnie uznawany za komfortowy pod względem termicznym klimat występuje, gdy [2]:
- tzw. odczuwalna temperatura powietrza plasuje się między 18 a 21°C,
- temperatura powietrza w pomieszczeniu wynosi od 20 do 22°C,
- temperatura powierzchni ścian wynosi od 17 do 19°C,
- temperatura podłogi i sufitu wynosi od 18 do 20°C.
Ze względu na wymianę ciepła z tworzącymi przestrzeń powierzchniami elementów budynku, o postrzeganiu i ocenie przez ludzi termicznego klimatu wewnętrznego w największym stopniu decyduje nie temperatura powietrza, lecz temperatura odczuwana.
Innymi czynnikami wpływającymi na komfort cieplny są:
- różnice temperatury powietrza w pomieszczeniu na poziomie podłogi i wysokości głowy (gradient temperatury powietrza w pomieszczeniu pomiędzy wysokością stóp i głowy nie powinien przekraczać 3 K),
- prędkość powietrza (zbyt wysokie wartości są odbierane jako przeciągi)
- oraz wilgotność względna (zbyt niska wilgotność względna zwiększa podatność na infekcje i choroby dróg oddechowych, natomiast zbyt wysoka – powyżej 60% – zwiększa ryzyko rozwoju pleśni).
Wykonywanie ocieplenia ścian kondygnacji podziemnych od wewnątrz
Decydujący wpływ na sposób wykonania docieplenia od wewnątrz zewnętrznych ścian kondygnacji podziemnych mają [2]:
- wiek oraz stan piwnicy i jej elementów (uszkodzenia strukturalne takie jak zawilgocenie, wykwity szkodliwych soli budowlanych, złuszczenia i odspojenia warstw wykończeniowych, kondensacja powierzchniowa, porażenia biologiczne itp.),
- przewidywany sposób użytkowania przyziemia (czasowe lub stałe, jako pomieszczenia techniczne, użytkowe lub mieszkalne),
- wymagania stawiane przez przyszłego najemcę lub właściciela pomieszczeń,
- wysokość pomieszczeń w świetle przegród poziomych,
- występowanie oraz stan techniczny hydro- oraz termoizolacji,
- sposób wentylacji pomieszczeń piwnicznych.
W budynkach jedno- lub dwukondygnacyjnych przepływ ciepła przez nieocieplone stropy do nieogrzewanej piwnicy może obejmować ok. 5–10% całkowitych strat ciepła z budynku. W sytuacji, gdy piwnica ma pozostać nieogrzewana, by zminimalizować te straty, konieczne jest wykonanie izolacji termicznej stropu piwnicy, przy czym należy spełnić wymagania dotyczące minimalnego współczynnika przenikania ciepła UC(max) (TABELA 1), aby uniknąć tzw. efektu zimnych stóp [2].
Temperatura na wewnętrznej powierzchni ścian zewnętrznych
Wartość ta jest pochodną wartości temperatury powietrza po obu jej stronach (wewnątrz i na zewnątrz) i ich różnicy, jak również wartości współczynnika przenikania ciepła U przegrody. Współczynnik U jest zatem najważniejszym parametrem w renowacji energetycznej piwnic, ma bowiem istotny wpływ nie tylko na zapotrzebowanie na energię grzewczą, ale również na komfort użytkowania pomieszczeń (mikroklimat wewnętrzny) oraz na podatność na porażenia biologiczne.
Przy wyższej temperaturze powierzchni można obniżyć temperaturę w pomieszczeniu bez pogarszania komfortu cieplnego. Z drugiej strony nawet w normalnych warunkach, czyli w sytuacji, gdy temperatura powietrza w pomieszczeniu pozostaje stała, ale izolacja termiczna zewnętrznej ściany piwnicy jest niewystarczająca lub gdy temperatura na zewnątrz na dłuższy czas spada poniżej zera, obniżenie temperatury powierzchni ściany może prowadzić do wzrostu wilgotności względnej na jej powierzchni, co stanowi sprzyjające warunki do rozwoju grzybów pleśniowych.
Wilgotność materiału budowlanego wpływa nie tylko na tworzenie się zarodników i rozwój pleśni – przy czym wilgoć powierzchniowa odgrywa szczególną rolę w odniesieniu do porażenia przez grzyby – ale również na transport ciepła i utratę ciepła z elementów graniczących z powietrzem zewnętrznym lub gruntem.
Przewodność cieplna materiałów budowlanych zależy przede wszystkim od ich gęstości objętościowej (zazwyczaj silnie związanej z porowatością). Ponieważ woda, ze współczynnikiem λ = 0,60 W/(m∙K), charakteryzuje się 23 razy wyższą przewodnością cieplną niż (statyczne) powietrze o λ = 0,026 W/(m∙K), wraz ze wzrostem zawartości wody w materiale (wilgotności) spada jego opór cieplny. Wpływ wilgotności na przewodność cieplną materiału jest zatem tym większy, im wyższa jest jego porowatość (pory wypełnione wodą mogą przenosić znacznie większe ilości ciepła niż pory wypełnione powietrzem) [2, 9].
Uwzględnianie czynników klimatycznych i środowiskowych
W przypadku renowacji energetycznej ścian piwnicy poprzez ocieplenie od wewnątrz należy uwzględnić nie tylko standardowe ryzyko kondensacji pary wodnej (aby uniknąć tego rodzaju uszkodzeń, wymagane są odpowiednie obliczenia z zakresu fizyki budowli), lecz także fakt wysokiej zawartości wilgoci, która w przypadku uszczelnienia od wewnątrz (gdy wilgoć wciąż może przenikać do muru) może osiągać stan pełnego nasycenia kapilarnego.
W przypadku docieplenia od wewnątrz w okresie zimowym mur stale znajduje się w zakresie niskiej temperatury – przy silnych mrozach strefa przemarzania może znajdować się w tej strefie muru, która sąsiaduje z powietrzem wewnętrznym.
Nie bez znaczenia jest również położenie stropu piwnicy w stosunku do wysokości górnej krawędzi przylegającego terenu.
Jeżeli strop piwnicy znajduje się na tym samym poziomie co górna krawędź terenu, ocieplona od wewnątrz ściana piwnicy w całości przylega do gruntu, dzięki czemu temperatura muru podlega jedynie niewielkim wahaniom.
Jeżeli natomiast część ścian piwnicy graniczy z powietrzem zewnętrznym, a część z gruntem, w górnej części ściany występują wynikające z klimatu zewnętrznego duże wahania temperatury, natomiast w dolnej części ściana przylegająca do gruntu jest narażona na jej niewielkie wahania.
RYS. 1. Wahania temperatury gruntu w zależności od pory roku oraz głębokości poniżej poziomu terenu; rys.: [2]
W związku z wyższą temperaturą gruntu (w stosunku do powietrza atmosferycznego) również straty ciepła przez ściany piwnic w okresie zimowym są niższe niż w przypadku strat przez zewnętrzne ściany powyżej poziomu terenu.
Temperatura gruntu determinowana jest przez wywołane powietrzem zewnętrznym zmiany temperatury na powierzchni terenu, przy czym temperatura powietrza zewnętrznego oddziałuje jedynie na górne warstwy gruntu [2].
W gruncie, w zależności od jego pojemności oraz przewodności cieplnej, wahania temperatury są tłumione amplitudowo oraz przesuwane w czasie, dzięki czemu wraz ze wzrostem głębokości profil temperatury w gruncie staje się coraz bardziej zrównoważony (RYS. 1).
RYS. 2. Strefy przemarzania gruntu w Polsce oraz wartości głębokości położenia izotermy zerowej (Zk) wg [10]; rys.: B. Monczyński
W okresie zimowym, w zależności od strefy przemarzania, temperatura na ogół nie spada poniżej 0°C od głębokości ok. 1,10 m do 1,50 m poniżej poziomu terenu (RYS. 2) [10–11].
Należy również wziąć pod uwagę, że temperatura gruntu uzależniona jest także od jego stanu wilgotnościowego. W przypadku wilgotności gruntu – nawet gdy jego wilgotność względna osiąga 100% – w górnych warstwach zamarza on dopiero przy długotrwałych mrozach.
Z drugiej strony, w przypadku występowania (np. w wyniku długotrwałych opadów) wody spiętrzonej, przy długotrwałym utrzymywaniu się temperatury poniżej zera grunt może zamarzać aż do granicy przemarzania.
W odniesieniu do wahań temperatury powietrza zewnętrznego należy rozróżnić dzienne i roczne wahania temperatury gruntu. Wahania dobowe mają wpływ tylko na jego górną warstwę o grubości od 0,50 do 1,00 m, podczas gdy wahania roczne (w zależności od rodzaju gleby) mogą sięgać na głębokość od 10 do 20 m.
Badania przeprowadzone w Instytucie Fizyki Budownictwa im. Fraunhofera (Fraunhofer Institut für Bauphysik) w Holzkirchen wykazały, że wahania temperatury gleby na głębokości 3 m w ciągu roku wynoszą od 4 do 5 K, przy zagłębieniu przekraczającym 3 m wahania temperatury nadal maleją, aż stają się niemal nieistotne na głębokościach 5 m, a na głębokościach większych niż 5 m praktycznie zanikają, dzięki czemu w tym obszarze można założyć stałą średnią roczną temperaturę gruntu (RYS. 3).
Wyraźne różnice widoczne są wtedy, gdy porówna się wahania temperatury powietrza wewnątrz budynku oraz powietrza atmosferycznego. Podczas gdy temperatura w ogrzewanym pomieszczeniu w ciągu roku waha się w granicach 20–22°C, to temperatura powietrza na zewnątrz może osiągać wartości od –15 do –20°C zimą do 30–35°C w okresie letnim.
Również różnica temperatury muru między strefą cokołową, przyziemia oraz fundamentu może być znaczna – przy założeniu, że temperatura gruntu na głębokości 3 m wynosi ok. 8–15°C, różnica między poziomem posadowienia a strefą cokołową może sięgać ok. 20–25 K.
Należy również uwzględnić fakt, że temperatura na powierzchni terenu – w związku z promieniowaniem słonecznym latem lub pokrywą śnieżną/lodową zimą – może być do 2 K wyższa od temperatury powietrza zewnętrznego.
Materiały stosowane do wykonywania termoizolacji od wewnątrz
Do wykonywania termoizolacji od wewnątrz stosowane są zazwyczaj systemowe rozwiązania z warstwami izolacyjnymi z następujących materiałów/grup materiałów [2, 12]:
- mineralne materiały komórkowe:
– ultralekki beton komórkowy,
– płyty ze spienionego krzemianu wapnia,
– płyty z lekkiego krzemianu wapnia (CS),
– płyty silikatowo-perlitowe (EPB),
– szkło piankowe (CG),
– płyty z wermikulitu eksfoliowanego, - materiały mineralne włókniste (wełna mineralna),
- syntetyczne materiały komórkowe:
– polistyren ekspandowany (EPS),
– polistyren ekstrudowany (XPS),
– pianki poliuretanowe (PUR, PU, PIR),
– sztywna pianka fenolowa (PF) oraz jej pochodna – pianka rezolowa,
– pianka polietylenowa (PEF),
– pianka elastomerowa (FEF),
– pianka mocznikowo-formaldehydowa (UF), - aerożel stabilizowany włóknami,
- materiały naturalne:
– wełna drzewna (wolina),
– płyty z włókien konopi,
– włókna celulozowe z makulatury,
– płyty z korka ekspandowanego,
– płyty pilśniowe,
– maty trzcinowe,
– wełna owcza, - maty refleksyjne,
- próżniowe panele izolacyjne.
Sposoby kształtowania systemu termoizolacji wewnętrznej
Z uwzględnieniem specyficznych cieplno-wilgotnościowych właściwości poszczególnych materiałów termoizolacyjnych można kształtować różnorodne rozwiązania systemu termoizolacji wewnętrznej. Rozwiązania te można sklasyfikować na podstawie charakterystyki transportu ciepła, pary wodnej oraz wody kapilarnej, stosując następujące parametry [12]:
- opór cieplny warstwy termoizolacji wewnętrznej Rizol. odniesiony do dopuszczalnego poziomu oporu cieplnego Rdop., po przekroczeniu którego następuje wzrost zawartości wilgoci w przegrodzie, jak również do oporu RW.T. koniecznego dla spełnienia wymagań określonych w Warunkach Technicznych [7],
- dyfuzję pary wodnej przez układ warstw termoizolacyjnych, scharakteryzowaną przez współczynnik oporu dyfuzyjnego m wszystkich warstw izolacji termicznej (wliczając warstwę lub warstwy paroizolacji, o ile takie występują),
- kąt zwilżania materiału (lub jego fragmentów) przez wodę determinujący zdolność materiału do kapilarnego transportu wilgoci:
– γ → 90° – materiał silnie hydrofilowy (zwilżalny), transport kapilarny zachodzi lub
– γ ≤ 90° – materiał hydrofobowy (niezwilżalny), transport kapilarny nie zachodzi.
Z uwagi na powyższe parametry, stosowane w praktyce, systemy termoizolacji wewnętrznej można podzielić w następujący sposób [12]:
- metoda limitowanego oporu cieplnego – docieplenie materiałem otwartodyfuzyjnym o ograniczonym oporze cieplnym bez odrębnej paroizolacji (RYS. 4):
RYS. 4. Metody termoizolacji wewnętrznej: metoda limitowanego oporu cieplnego. Objaśnienia: 1 – istniejąca przegroda, 2 – izolacja termiczna, 3 – strumień ukośnego deszczu, 4 – zimowy strumień dyfuzji pary wodnej, 5 – letni strumień dyfuzji pary wodnej, 10 – okładzina lub wyprawa wewnętrzna; rys.: [12]
RYS. 5. Metody termoizolacji wewnętrznej: metoda jednostronnej bariery. Objaśnienia: 1 – istniejąca przegroda, 2 – izolacja termiczna, 3 – strumień ukośnego deszczu, 4 – zimowy strumień dyfuzji pary wodnej, 5 – letni strumień dyfuzji pary wodnej, 6 – paroizolacja, 10 – okładzina lub wyprawa wewnętrzna; rys.: [12]
- metoda jednostronnej bariery – docieplenie materiałem otwartodyfuzyjnym (komórkowym lub włóknistym) z paroizolacją oddzielającą warstwę termoizolacyjną od środowiska wewnętrznego (RYS. 5):
- metoda aktywna kapilarnie – docieplenie materiałem otwartodyfuzyjnym, kapilarno-porowatym (RYS. 6):
RYS. 6. Metody termoizolacji wewnętrznej: metoda aktywna kapilarnie. Objaśnienia: 1 – istniejąca przegroda, 2 – izolacja termiczna, 3 – strumień ukośnego deszczu, 4 – zimowy strumień dyfuzji pary wodnej, 5 – letni strumień dyfuzji pary wodnej, 10 – okładzina lub wyprawa wewnętrzna; rys.: [12]
RYS. 7. Metody termoizolacji wewnętrznej: metoda pełnej bariery dwustronnej. Objaśnienia: 1 – istniejąca przegroda, 2 – izolacja termiczna, 3 – strumień ukośnego deszczu, 4 – zimowy strumień dyfuzji pary wodnej, 5 – letni strumień dyfuzji pary wodnej, 6 – paroizolacja, 10 – okładzina lub wyprawa wewnętrzna; rys.: [12]
- metoda pełnej bariery dwustronnej – docieplenie materiałem paroszczelnym lub w paroszczelnej osłonie dwustronnej (RYS. 7):
- metoda punktowo-kapilarna – docieplenie materiałem paroszczelnym (zamkniętokomórkowym), punktowo-kapilarnym (RYS. 8):
RYS. 8. Metody termoizolacji wewnętrznej: metoda punktowo-kapilarna. Objaśnienia: 1 – istniejąca przegroda, 2 – izolacja termiczna, 3 – strumień ukośnego deszczu, 4 – zimowy strumień dyfuzji pary wodnej, 5 – letni strumień dyfuzji pary wodnej, 10 – okładzina lub wyprawa wewnętrzna; rys.: [12]
RYS. 9. Metody termoizolacji wewnętrznej: metoda liniowo-kapilarna. Objaśnienia: 1 – istniejąca przegroda, 2 – izolacja termiczna, 3 – strumień ukośnego deszczu, 4 – zimowy strumień dyfuzji pary wodnej, 5 – letni strumień dyfuzji pary wodnej, 10 – okładzina lub wyprawa wewnętrzna; rys.: [12]
- metoda liniowo-kapilarna – docieplenie materiałem odgazowanym, osłoniętym wysokobarierową powłoką gazoszczelną, liniowo-kapilarnym z funkcją kapilarności zwrotnej i aktywnym dogrzewaniem obwodowych stref mostków termicznych (RYS. 9):
RYS. 10. Metody termoizolacji wewnętrznej: metoda limitowanego oporu cieplnego z infiltracją powietrza. Objaśnienia: 1 – istniejąca przegroda, 2 – izolacja termiczna, 3 – strumień ukośnego deszczu, 4 – zimowy strumień dyfuzji pary wodnej, 5 – letni strumień dyfuzji pary wodnej, 9 – strumień infiltracyjny powietrza, 10 – okładzina lub wyprawa wewnętrzna; rys.: [12]
RYS. 11. Metody termoizolacji wewnętrznej: metoda liniowo-kapilarna w strefie przygruntowej. Objaśnienia: 1 – istniejąca przegroda, 2 – izolacja termiczna, 3 – strumień ukośnego deszczu, 4 – zimowy strumień dyfuzji pary wodnej, 5 – letni strumień dyfuzji pary wodnej, 7 – bariera wodo- i paroszczelna, 8 – strukturalna blokada przeciwwodna, 10 – okładzina lub wyprawa wewnętrzna; rys.: [12]
Płyty termoizolacyjne przyklejane są bezpośrednio do podłoża, a w wyjątkowych sytuacjach kotwione lub mocowane na konstrukcji metalowej lub drewnianej. Jednakże nie wszystkie materiały termoizolacyjne mogą być stosowane do renowacji energetycznej piwnic, szczególnie w sytuacji, gdy wcześniej wykonano pionową i/lub poziomą hydroizolację wtórną, a w wyniku wysychania ścian należy się spodziewać podwyższonego poziomu wilgotności i/lub wykwitów solnych, a w krytycznych przypadkach również porażenia mykologicznego.
Docieplanie przegród poziomych
Oprócz wewnętrznego ocieplenia zewnętrznych ścian stykających się z gruntem, renowacja energetyczna piwnicy powinna obejmować również izolację termiczną posadzki piwnicy. Strop natomiast nie wymaga docieplenia, o ile na wyższych kondygnacjach znajdują się również pomieszczenia ogrzewane (o tej samej temperaturze wewnętrznej), a więc nie następuje przenikanie ciepła między kondygnacjami.
Kluczowym aspektem docieplania przegród poziomych jest dostępna przestrzeń – podczas gdy grubość termoizolacji posadzki determinowana jest przede wszystkim przez progi drzwi w obszarze podłogi, przy docieplaniu stropu należy uwzględnić ewentualne instalacje biegnące w tym obszarze, a w obu przypadkach prawnie określoną wysokość pomieszczenia.
Konieczność i opłacalność ocieplenia poziomych przegród piwnicy uzależniona jest od jej planowanego przeznaczenia. Podczas gdy docieplenie posadzki w piwnicy ma sens jedynie wówczas, gdy w piwnicy mają być w przyszłości pomieszczenia o wysokim standardzie użytkowania (np. mieszkalne lub tym podobne), wtórna izolacja termiczna stropu jest opłacalna również wówczas, gdy w piwnicy przewidziano ogrzewaną przestrzeń użytkową, ale wykorzystywaną sporadycznie (w przypadku nieogrzewanych lub rzadko ogrzewanych pomieszczeń piwnicznych bez izolacji stropu piwnicy w pomieszczeniach parterowych powyżej należy zużyć do 10% więcej energii grzewczej, aby uniknąć tzw. efektu zimnych stóp). Izolacja stropu w ramach renowacji energetycznej piwnicy służy zatem spełnieniu zarówno wymagań energetycznych (oszczędność energii całego budynku mieszkalnego), jak i higienicznych (komfort cieplny).
Metody stosowane w termoizolacji wewnętrznej
Tzw. punktem krytycznym ocieplenia ścian do wewnątrz są połączenia między termoizolacją a posadzką, stropem, oknami oraz ścianami wewnętrznymi. Należy unikać tworzenia się mostków termicznych w tych obszarach (na przykład w przypadku okien piwnicznych izolację wewnętrzną należy wykonać bezpośrednio w ościeżu).
W przeszłości do wykonywania termoizolacji od wewnątrz elementów stykających się z gruntem stosowano głównie takie materiały termoizolacyjne, jak polistyren i szkło piankowe. W przypadku tych mniej paroprzepuszczalnych lub paroszczelnych materiałów termoizolacyjnych (szkło piankowe) występowały poważne problemy z wilgocią – w okresie zimowym następowało przechłodzenie ścian, przy jednoczesnym wzroście wilgotności muru (proces ten przebiega szczególnie szybko, jeśli izolacja wewnętrzna została połączona z uszczelnieniem wewnętrznym) – nasilające się w obszarze połączenia z nieocieplonymi ścianami wewnętrznymi, w miejscach przebić/przyłączy oraz przy połączeniach z elementami zabudowy wykonanymi z drewna. Z tego powodu w obszarze tym zaczęto stosować systemy na bazie płyt silikatowych, a obecnie coraz większą popularność zyskują systemy aktywne kapilarnie.
Zasadą działania aktywnego kapilarnie systemu termoizolacji wewnętrznej nie jest zapobieganie lub ograniczanie powstawania skroplin, ale raczej ich kompensacja i transport kapilarny. Para wodna przenikająca przez dyfuzję do warstw termoizolacji wewnętrznej ochładza się w kierunku dyfuzji, a po przekroczeniu temperatury punktu rosy skrapla się.
Ze względu na aktywność kapilarną materiału termoizolacyjnego woda kondensacyjna nie gromadzi się w miejscu powstawania kondensatu, ale jest rozprowadzana w warstwie termoizolacyjnej z powrotem w kierunku powierzchni wewnętrznej, gdzie może zostać uwolniona do powietrza w pomieszczeniu poprzez parowanie. Pozostała, ale stosunkowo niewielka część pary wodnej dyfunduje przez mur na zewnątrz i jest uwalniana do powietrza atmosferycznego.
Aby nie utrudniać odparowywania wilgoci, do wykonywania wierzchnich warstw systemu dociepleń można stosować wyłącznie dyfuzyjnie otwarte zaprawy i farby (np. silikatowe).
W uproszczeniu zasadę tę można porównać do gąbki: wilgoć jest wchłaniana, rozprowadzana w całej objętości, a po jakimś czasie uwalniana. Aktywna kapilarnie izolacja wewnętrzna ma wysoki potencjał schnięcia i dlatego idealnie nadaje się jako środek zapobiegający rozwojowi pleśni i bakterii [2].
Płyty izolacji termicznej
Przykładem aktywnego kapilarnie systemu termoizolacji wewnętrznej jest płyta ze sztywnej pianki poliuretanowej o przewodności cieplnej 0,031 W/(m·K) z ułożonymi prostopadle do powierzchni perforacjami, wypełnionymi silnie kapilarną zaprawą na bazie krzemianu (FOT.).
FOT. System punktowo-kapilarnej termoizolacji wewnętrznej. Objaśnienia: 1 – podłoże, 2 – zaprawa klejowa, 3 – płyty izolacji termicznej, 4 – warstwa zbrojona, 5 – szpachlówka powierzchniowa (opcjonalnie); fot.: B. Monczyński
Taka struktura płyty pozwala na symbiozę wysokiej aktywności kapilarnej (połączonej z dobrą przepuszczalnością pary wodnej krzemianu wapnia) oraz wysokiego oporu termicznego pianki.
Uzupełnieniem systemu wnętrz jest lekka zaprawa o wysokiej porowatości (również aktywna kapilarnie – hydrofilowa), która służy do klejenia oraz wykonania warstwy zbrojnej, a częściowo pełni także funkcję warstwy sorpcyjnej.
Płyty izolacji termicznej mogą zostać dodatkowo wyposażone w powłokę refleksyjną, co pozwala dodatkowo obniżyć współczynnik U (nawet o 8%), a co za tym idzie, obniżyć również straty związane z transportem ciepła przez promieniowanie [2].
Płyty termoizolacji wewnętrznej mocowane są zazwyczaj przy użyciu zapraw klejowych. W przypadku gdy termoizolacja układana jest na wtórnej hydroizolacji wewnętrznej, jest to (z uwagi na przebicie związane z kotwieniem) jedyna dopuszczalna forma mocowania. Niemniej, przy uwzględnieniu występujących obciążeń, połączenie klejowe (bez dodatkowego kołkowania) jest w zdecydowanej większości przypadków wystarczające.
Przed przystąpieniem do wykonywania termoizolacji należy sprawdzić wytrzymałość podłoża na odrywanie. W praktyce sprawdziła się wytrzymałość wynosząca nie mniej niż 0,08 N/mm2.
Jeśli podłoże nie wykazuje wystarczającej wytrzymałości, należy sprawdzić, czy możliwe jest mocowanie za pomocą kołków (np. w przypadku uszczelnienia od zewnątrz) – w przeciwnym wypadku należy wymurować lub wybetonować dodatkową warstwę, która będzie stanowić nośne podłoże pod warstwy termoizolacyjne.
Do klejenia używa się z reguły zapraw cementowych, w wyjątkowych przypadkach kleju dyspersyjnego lub kleju w postaci pianki PU. Klejenie odbywa się metodą pasmowo-punktową (zaprawa klejowa powinna pokryć łącznie przynajmniej 40% powierzchni płyty).
Płyty izolacyjne należy układać ciasno na styk w wiązaniu: należy unikać pustych przestrzeni, otwartych połączeń, a także gromadzenia się zaprawy klejowej w spoinach oraz krzyżowania się spoin. Następnie na całą powierzchnię płyt izolacyjnych nakłada się tynk z tkaniną wzmacniającą – tkaninę należy wbudować pionowymi pasmami, zachowując zakłady szerokości ok. 10 cm.
Po wstępnym związaniu warstwy zbrojącej nakłada się drugą warstwę zaprawy, którą następnie należy wygładzić, a po związaniu wykończyć, np. za pomocą pacy gąbkowej. Warstwę ostateczną może stanowić systemowa powłoka malarska – w wyjątkowych przypadkach okładzina z płytek lub kamienia naturalnego.
Izolacja stropu piwnicy
Izolację stropu piwnicy wykonuje się w taki sam sposób jak wewnętrzną termoizolację ścian zewnętrznych stykających się z gruntem, z tą różnicą, że w przypadku stropu piwnicy nie są wymagane systemy aktywne kapilarne.
O ile nie wymaga tego sposób użytkowania pomieszczeń piwnicznych, izolacja stropu zwykle nie posiada warstwy wierzchniej wysokiej jakości. Z uwzględnieniem tego, czy izolacja stropu piwnicy ma być czystą „izolacją funkcjonalną”, czy też spełniać jakiekolwiek wymagania wizualne, stosuje się niepowlekane (surowe) płyty termoizolacyjne bądź też, w celu uzyskania jednolitego koloru, płyty z włókniną lub warstwą farby.
Literatura
1. B. Monczyński, „Renowacja energetyczna zawilgoconych budynków – ocieplenie od zewnątrz”, „IZOLACJE” 5/2021, s. 34–39.
2. F. Frössel, „Mauerwerkstrockenlegung und Kellersanierung. Wenn das Haus nasse Füße hat”, Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2012.
3. B. Monczyński, „Uszczelnienie od zewnątrz odsłoniętych elementów istniejących budynków”, „IZOLACJE” 5/2019, s. 109–115.
4. B. Monczyński, „Uszczelnianie istniejących budynków od wewnątrz”, „IZOLACJE” 6/2019, s. 92–98.
5. B. Francke, „Warunki Techniczne Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych. Część C: Zabezpieczenia i izolacje”, z. 5: „Izolacje przeciwwilgociowe i wodochronne części podziemnych budynków”, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2019.
6. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2002 nr 75, poz. 690).
7. Obwieszczenie Ministra Inwestycji 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).
8. K. Pawłowski, „Warunki Techniczne 2021 dla przegród i złączy budowlanych”, [w:] „Nowe warunki techniczne 2021 – dachy, ściany, stropy, fundamenty”, Grupa MEDIUM, Warszawa 2021, s. 8–23.
9. B. Monczyński, „Nie ma termomodernizacji bez hydroizolacji”, „IZOLACJE”, 11/12/2020, s. 72–75.
10. T. Godlewski, „Przemarzanie gruntu a projektowanie fundamentów – cz. I. Dotychczasowe mapy przemarzania gruntu w Polsce i stan wiedzy o przemarzaniu”, „Inżynier Budownictwa” 7/8/2020, s. 74–78.
11. T. Godlewski, „Przemarzanie gruntu a projektowanie fundamentów – cz. II – Nowe spojrzenie”, „Inżynier Budownictwa” 9/2020, s. 58–60.
12. R. Wójcik, „Docieplanie budynków od wewnątrz”, Grupa MEDIUM, Warszawa 2017.