Newralgiczne miejsca w murach z betonu komórkowego podlegające ociepleniu

*****
W artykule przedstawiono specyfikę autoklawizowanego betonu komórkowego. Podano newralgiczne miejsca budynku, których ocieplenie jest konieczne, a może sprawiać trudności. Wyjaśniono, jak ocieplić każde z nich.

Critical places in aerated concrete walls that require insulation

The article presents the specificity of autoclaved aerated concrete. Critical places in the building are listed, the insulation of which is necessary but may be difficult. It is explained how to insulate each of them.
*****

W konstrukcji murów trudnych miejsc jest dużo, więc aby wykonać budynek prawidłowo, trzeba zwrócić szczególną uwagę na ujęcie rozwiązań tych miejsc w projekcie oraz dopilnowanie wykonawstwa na budowie. Takie miejsca występują również w murach z autoklawizowanego betonu komórkowego, chociaż materiał ten jest najcieplejszym materiałem konstrukcyjnym.

Czytaj też: Jakość cieplna ścian zewnętrznych z pustaków niejednorodnych cieplnie

Specyfika betonu komórkowego

W kontekście izolacyjności cieplnej beton komórkowy jest najcieplejszym materiałem wśród materiałów konstrukcyjnych i to nie tylko wśród materiałów murowych. Dobrą izolacyjność cieplną autoklawizowany beton komórkowy (ABK) zawdzięcza swojej strukturze. Niewielka gęstość betonu komórkowego, a więc duża, sięgająca 80% porowatość powoduje, że materiał ten jest również materiałem o bardzo dobrej izolacyjności cieplnej. W zależności od klasy gęstości ABK współczynnik przewodzenia ciepła dla bloczków waha się od 0,08 do 0,170 W/(m·K) (TABELA 1).

Elementy murowe z ABK mają jeszcze jedną bardzo istotną cechę – to bloczki, a więc pełne elementy murowe, bez drążeń i otworowania. Mają one tę samą izolacyjność cieplną w każdym kierunku: w poziomie – w kierunku strona wewnętrzna – strona zewnętrzna muru, w kierunku w bok (czyli po długości muru) i w pionie. Przepływ strumienia ciepła nie jest jednokierunkowy, więc ma to znaczenie. W tym kontekście beton komórkowy jest znacznie lepszym materiałem niż jakiekolwiek elementy murowe, a tym bardziej jeśli te elementy są drążone (np. pustaki).

Z betonu komórkowego produkuje się również zbrojone prefabrykowane belki nadprożowe. Aby zapewnić współpracę zbrojenia z betonem komórkowym, belki nadprożowe są produkowane z betonu komórkowego o wysokich klasach gęstości (np. 650), co przekłada się na współczynnik przewodzenia ciepła dla nadproży wynoszący 0,180 W/(m·K). To dosyć dużo, jednak i tak lepiej niż w przypadku innego rodzaju elementów murowych i znacznie lepiej niż dla nadproży z innych materiałów.

Newralgiczne miejsca w murze

Zazwyczaj mury budynków ociepla się metodą ETICS, wykonując ocieplenie murów na całych powierzchniach murów za pomocą styropianu fasadowego lub wełny mineralnej. Miejsca narażone na wilgoć ociepla się polistyrenem ekstrudowanym XPS lub styropianem wodoodpornym. Najczęściej, jeśli nie ma problemów z wilgocią i wymagań przeciwpożarowych, to ociepla się budynki styropianem. W murach z ociepleniem to głównie warstwa ocieplenia decyduje o właściwościach izolacyjnych murów.

Obecnie stosuje się coraz grubsze warstwy ocieplenia. W przypadku miejsc ocieplonych cienką warstwą ocieplenia znaczenie mają właściwości termoizolacyjne materiału, z którego wykonane są mury (co widać na RYS.).

Jeśli chodzi o ściany jednowarstwowe, to ociepla się najsłabsze miejsca, czyli elementy żelbetowe (wieńce, trzpienie żelbetowe). Są one rozwiązywane systemowo przy zastosowaniu płytek z betonu komórkowego lub kształtek U jako elementów traconego szalunku. W ścianach jednowarstwowych o właściwościach termicznych decyduje materiał konstrukcyjny.

W obu przypadkach, bo zarówno w ścianach z ociepleniem oraz ścianach jednowarstwowych, są jednak miejsca, które szczególnie narażone są na powstanie mostków termicznych i które należy prawidłowo zaprojektować i wykonać. Takimi trudnymi miejscami w murach w kontekście izolacyjności termicznej są:

• pierwsza warstwa muru, która jest posadowiona na żelbetowej ścianie fundamentowej lub fundamentowej płycie żelbetowej,
• węgarki, czyli miejsca w przekroju muru w miejscach wstawienia stolarki okiennej lub drzwiowej,
• ocieplenie za skrzynkami na zewnętrzne rolety i żaluzje okienne,
• ocieplenie muru/dachu za ukrytymi rynnami i rurami spustowymi,
• ocieplenie wystających z muru elementów np. żelbetowych, które należy zlicować z ociepleniem docelowym elewacji,
• ocieplenie ścian szczytowych od góry,
• ocieplenie ścian attyki,
• ocieplenie progów,
• inne miejsca, w których nie ma możliwości zachowania ciągłości termoizolacji o odpowiedniej grubości.

Jak widać są to miejsca, w których najczęściej nie ma możliwości zastosowania grubej standardowej warstwy ocieplenia. Miejsca te należy odpowiednio zaprojektować i użyć do ich ocieplenia materiałów termoizolacyjnych o lepszych właściwościach niż standardowe materiały termoizolacyjne.

Warstwa startowa muru

Pierwsze warstwy muru kondygnacji naziemnych wykonuje się na ścianach fundamentowych z bloczków betonowych lub żelbetowych albo na żelbetowej płycie fundamentowej, murując je na zaprawie cementowej i warstwie hydroizolacji poziomej. Zarówno ściany fundamentowe, jak i płyta żelbetowa są ocieplone z zewnątrz zazwyczaj polistyrenem XPS, który charakteryzuje się niewielką nasiąkliwością. Pomimo tego, że elementy podziemne budynku są zazwyczaj dobrze zaizolowane termicznie, to jednak duża masa tych elementów powoduje, że strumień ciepła z pomieszczeń ogrzewanych na parterze przenika w kierunku pionowym w dół. Dlatego korzystne jest wykonanie pierwszej warstwy muru z elementów o dobrej izolacyjności termicznej, które to będą stanowić barierę dla strumienia ciepła.

Często w tym celu stosuje się tzw. bloczki startowe, które mają lepszą izolacyjność cieplną niż elementy murowe, z których wykonywane są ściany. W przypadku murów z betonu komórkowego nie ma takiej potrzeby, ponieważ bloczki mają bardzo dobrą izolacyjność cieplną również w kierunku pionowym.

Bardzo często bloczki z betonu komórkowego stosowane są nawet na warstwę startową dla murów wykonywanych z innych materiałów murowych. To właśnie pierwsza warstwa muru sięgająca do wysokości wykończonej podłogi na parterze powinna stanowić barierę dla strumienia ciepła szczególnie w kierunku pionowym w dół. Mając na uwadze, że wysokość posadzki na płycie z chudego betonu lub na płycie fundamentowej to około 20–25 cm, to widać, że pierwsza warstwa ma znaczenie dla termoizolacyjności w strefie przyziemia. TABELA 2 zestawia współczynniki przenikania ciepła dla muru z bloczków z ABK 24 cm w różnych kierunkach przepływu strumienia ciepła. Wynika z niej, że bloczki z betonu komórkowego zarówno najlżejszej klasy gęstości do ścian jednowarstwowych, jak i bloczki klas gęstości stosowanych do murów z ociepleniem stanowią bardzo dobrą barierę dla strumienia ciepła.

Węgarki i miejsca mocowania stolarki

Krawędzie murów przy otworach okiennych i drzwiowych, które stykają się z wnętrzem i zewnętrzem budynku, to również miejsca narażone na straty ciepła. Ze względu na to, że występują po obwodzie stolarki, to niedostatecznie ocieplone mogą stanowić długie liniowe mostki termiczne. Dlatego w tych miejscach stosuje się ocieplenie glifów. Ze względu na niewielką ilość miejsca zazwyczaj wykonuje się je za pomocą cienkiej wklejki z polistyrenu XPS lub styropianu. Zastosowany materiał termoizolacyjny powinien mieć możliwie najlepszą izolacyjność cieplną, ze względu na to, że na ocieplenie jest niewiele miejsca. W tym przypadku znaczenie ma również udział w izolacyjności cieplnej materiału zastosowanego na warstwę konstrukcyjną muru.

Podwalina pod stolarkę

Kolejnym miejscem jest podwalina pod stolarkę sięgającą do poziomu podłogi. Co prawda w trakcie zamawiania stolarki jest możliwość zamówienia stolarki ze specjalnym tzw. ciepłym profilem montażowym, na którym ustawia się i montuje stolarkę. Jednak nie jest to potrzebne, ponieważ można to wykonać za pomocą podmurówki wykonanej z ABK. Podmurówka z bloczków pod stolarkę będzie wystarczająco mocna, by przenieść masę dużej i ciężkiej witryny. Podwyższy też izolacyjność cieplną podproża w trudnym do ocieplenia miejscu. Jest to rozwiązanie często stosowane (chociaż wielu wykonawców boi się zrobić to w ten sposób, bo obawia się, że podmurowana warstwa bloczków nie wytrzyma nacisku ciężkiej stolarki, która będzie oparta w fazie montażu na klinach). Nie ma się jednak czego obawiać, ponieważ najpopularniejsze bloczki z betonu komórkowego mają wystarczającą wytrzymałość na ściskanie (2,5 N/mm2 (MPa)). Z przeliczeń: wytrzymałość na ściskanie bloczków wynosząca 2,5 N/mm² to 25 kg/cm².

Jeśli założymy, że jeden punkt podparcia w trakcie montażu jest realizowany przez klin o powierzchni styku 5 cm², oznacza to, że jeden punkt podparcia na klinach może przenosić obciążenie nawet 5 x 25–125 kg. Tego typu witryny montażowo podpiera się na trzech, czterech lub większej liczbie punktów, a więc stolarka może ważyć nawet 3 x lub 4 x 125 kg, a więc nawet więcej niż 300 kg. To jest tylko przykład obliczeniowy, w jaki sposób można oszacować, czy podmurówka z betonu komórkowego będzie miała wystarczającą wytrzymałość na ściskanie. To jest też dowód na to, że to dobre rozwiązanie.

Podmurówka oczywiście powinna być dodatkowo ocieplona od strony zewnętrznej. Najczęściej do tych celów stosuje się XPS, który jest przyklejony od zewnątrz. Od wewnątrz można zastosować np. folię Aluthermo.

Attyka

Ściany attykowe, czyli ściany wystające ponad stropodach lub dach ociepla się od zewnątrz jako elewację i jest to zazwyczaj wykonywane przez wykonawcę elewacji. Natomiast górne powierzchnie ścian attykowych oraz wewnętrzne powierzchnie są ocieplane najczęściej przez dekarzy, którzy po stronie wewnętrznej ścian attykowych wykonują również pokrycie dachowe, a od góry wykonują obróbkę blacharską attyki.

Dosyć często na attykach występuje wieniec wieńczący attykę, więc rozwiązaniem standardowym jest ocieplenie attyki z trzech stron. W kontekście tego, że attyka ma przeważnie wysokość ponad 50 cm, a więc jeśli będzie wykonana z materiału o dobrych parametrach izolacyjności cieplnej (w pionie), to teoretycznie z góry nie musi być ocieplona. Takie możliwości daje wykonanie muru z ABK. W ścianach jednowarstwowych z ABK attyk nie trzeba ocieplać dodatkową warstwą termoizolacji.

Ocieplanie ścian szczytowych i kolankowych

Analogicznie jak w przypadku attyk, dodatkowego ocieplenia od góry wymagają również ściany szczytowe w miejscu występowania wieńca obwodowego oraz ściany kolankowe. Nad ścianami kolankowymi jest zawsze miejsce na ocieplenie połaci – miejsce pomiędzy murłatą a pokryciem i nie ma z tym problemu, by zachować ciągłość ocieplenia na styku ściana zewnętrzna – ocieplenie dachu. Czasami jednak zapomina się o prawidłowym wykonaniu wieńca obwodowego w ścianach szczytowych, a więc z pozostawieniem miejsca na wykonanie ocieplenia ściany szczytowej od góry, czyli na wieńcu obwodowym.

To bardzo ważne, by zostawić miejsce na odpowiednią grubość ocieplenia pomiędzy ścianą szczytową a połacią dachową. W murach jednowarstwowych wieńce w ścianach szczytowych od góry również należy ocieplić. W tych przypadkach istotną rolę odgrywa izolacyjność cieplna warstwy konstrukcyjnej ścian zewnętrznych. Im materiał ma lepszą izolacyjność cieplną w kierunku pionowym, tym lepiej.

Nadproża

Nadproża najczęściej wykonuje się jako elementy żelbetowe wylewane na budowie lub stosuje się prefabrykaty żelbetowe, strunobetonowe lub ze zbrojonego autoklawizowanego betonu komórkowego. Wśród tych nadproży niewątpliwie najlepszym rozwiązaniem pod względem izolacyjności termicznej są prefabrykowane belki nadprożowe z betonu komórkowego.

Jeśli nadproża się ociepla warstwą izolacyjną o takiej samej grubości jak całą ścianę, to jest już połowa sukcesu. Dodatkowo tylko trzeba zadbać o dodatkowe ocieplenie glifu od spodu, więc trzeba zastosować możliwie najlepszy pod względem izolacyjności cieplnej materiał.

W przypadku nadproży jednak newralgiczne jest, jeśli przewiduje się zamocowanie do nich rolet, które lokuje się w rolokasetach przymocowanych do nadproży. Niektóre rolokasety mają dodatkowe ocieplenie, którego tak naprawdę nie jest wiele, a więc w efekcie powodują, że nadproża te nie są prawidłowo ocieplone. Dlatego dosyć często nad otworami montuje się nadproża o szerokości mniejszej niż grubość muru. To pozwala na ocieplenie nadproża w miejscu montażu rolokasety. Dzięki temu, że nadproże jest cofnięte kilka centymetrów względem lica muru, to jest to miejsce na doklejenie dodatkowej warstwy ocieplenia, które będzie ukryte za rolokasetą.

W murach jednowarstwowych stosuje się nadproża z betonu komórkowego lub wykonuje się belki żelbetowe w kształtkach U, które są ocieplone od wewnątrz za pomocą polistyrenu XPS lub hydrofobowej wełny mineralnej. Można też zastosować nadproże o mniejszej szerokości od grubości muru jednowarstwowego (np. montując nadproża 2x18 cm). Porównanie takich rozwiązań zestawiono w TABELI 3.

Jak widać z TABELI 3, nawet 6 cm ocieplenia jest znaczącym ociepleniem muru w miejscu występowania nadproża, do którego jest zamontowana rolokaseta. Trzeba też być świadomym, że w takim przypadku nadproże z ABK w murze ma słabszą izolacyjność cieplną niż pozostała część muru z ABK. Jest to jednak i tak o wiele lepsza izolacyjność cieplna od rozwiązania, gdyby zastosowało się nadproże żelbetowe, a jeszcze lepsza od współczynnika przenikania ciepła dla stolarki, która ma współczynnik przenikania ciepła U około U = 0,90 W/(m²·K).

Podsumowanie

Ściany zewnętrzne w budynkach są złożonymi elementami, które nie są jednorodne. Są w nich miejsca słabsze pod względem izolacyjności cieplnej, które trzeba prawidłowo rozwiązać. Niestety nie ma jeszcze ogólnodostępnych „kosmicznych” materiałów termoizolacyjnych, których 1 cm zastępuje kilkanaście centymetrów tradycyjnych materiałów termoizolacyjnych. Dlatego trzeba je rozwiązywać za pomocą materiałów, które są dostępne. W takich miejscach znaczenie mają nie tylko materiały termoizolacyjne o możliwie najlepszej izolacyjności cieplnej, ale również duże znaczenie mają materiały zastosowane na mury. W tym kontekście autoklawizowany beton komórkowy jest bezkonkurencyjny i sprawdza się od wielu lat.

Literatura

1. PN-EN 771-4+A1:2015-10, „Wymagania dotyczące elementów murowych. Część 4: Elementy murowe z autoklawizowanego betonu komórkowego”.
2. PN-EN 1745:2020-12, „Mury i wyroby murowe. Metody określania właściwości cieplnych”.
3. PN-EN ISO 6946:2017-10, „Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metody obliczania”.
4. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (z późniejszymi zmianami).