Najtrwalsze ściany domu: przewodnik po ścianach trójwarstwowych i klinkierze

Właściwie zaprojektowany i solidnie wykonany budynek o trójwarstwowej konstrukcji ścian to dobra inwestycja oraz spokój na lata. Każda warstwa pełni tu inną funkcję: nośna – przenosi obciążenia pochodzące od stropów, dachu, ciężaru własnego oraz użytkowe, izolacyjna – ociepla dom, elewacyjna – chroni całość przed uszkodzeniami i wpływami atmosferycznymi oraz nadaje budynkowi ładny wygląd.

Przy murowaniu ścian trójwarstwowych należy zwracać uwagę na staranne wykonawstwo newralgicznych miejsc, takich jak nadproża czy parapety okienne. W ścianach tych ważne jest także zapewnienie wentylacji wewnętrznej warstwie ocieplenia znajdującego się w murze.

Piękna ceglana elewacja to główny argument przemawiający za wyborem ścian trójwarstwowych. Używa się tu przeważnie klinkieru. Wykonane z niego cegły są ponad czterokrotnie odporniejsze na mróz niż zwykłe.

Ściana nośna

Ściany nośne w konstrukcji trójwarstwowej nie muszą być grube – zwykle mają do 30 cm grubości, choć wystarczy już 15-18 cm. Można je wymurować z dowolnego materiału:

• z ceramiki zwykłej – najczęściej z pustaków, rzadziej z cegły kratówki lub modularnej. Mur z ceramiki zwykłej ma 19-25 cm;
• z ceramiki poryzowanej – pustaki mają lepsze właściwości izolacyjne niż te z ceramiki zwykłej. Ściana nośna z ceramiki poryzowanej ma zazwyczaj grubość 18,8-25 cm;
• z betonu komórkowego – ścianę najlepiej budować z bloczków odmiany 600 lub 700. Może mieć grubość 24 cm,
• z kermazytobetonu – ściana ma grubość 17,5-24 cm;
• z silikatów – ścianę wznosi się z cegieł lub bloczków o grubości 15-24 cm.

Izolacja termiczna

Grubość zastosowanego materiału ociepleniowego w ścianie trójwarstwowej nie powinna być zbyt duża. Zaleca się nawet, żeby odstęp między murami nie był większy niż 15 cm, a to oznacza, że i izolacja cieplna nie powinna być grubsza.

Współczynnik U dla całej przegrody dobiera się tak, żeby nie był wyższy niż dopuszczony przepisami, czyli 0,2 W/(m2K). Przykładowo jeśli ścianę budujemy z betonu komórkowego odmiany 400 i będzie mieć grubość 30 cm, wówczas warstwa izolacyjna nie powinna być cieńsza niż 13 cm, o ile zastosujemy styropian grafitowy o λ = 0,032 W/(mK). Bloczek grubości 24 cm będzie wymagał izolacji grubości 11 cm, jeśli współczynnik materiału termoizolacyjnego nie będzie wyższy niż 0,038 W/(mK). Jeżeli ściana ma powstać z pustaków ceramicznych grubości 24 cm, wówczas warstwa izolacyjna nie będzie cieńsza niż 10 cm, przy zastosowaniu styropianu grafitowego λ = 0,032 W/(mK).

Do ocieplenia stosuje się zazwyczaj:

• wełnę mineralną – układaną w jednej lub dwóch warstwach. Wełna nie utrudnia przepływu pary wodnej na zewnątrz ściany, jednocześnie jest odporna na zawilgocenie. Łatwo ją docinać i dopasowywać do nierównego podłoża i sąsiednich płyt, więc nawet jeśli układa się ją w jednej warstwie, można zapobiec powstaniu mostków termicznych. Wełna poprawia też właściwości akustyczne ściany i jest całkowicie niepalna. Między wełną a elewacją należy zostawić szczelinę wentylacyjną; umożliwi to odparowanie wilgoci, jaka może się dostać do izolacji wskutek skraplania się pary wodnej czy niewielkich przecieków przez spoiny;
• styropian – płyty najlepiej układać dwuwarstwowo, z przesunięciem złączy w pionie i w poziomie, albo stosować płyty z frezowanymi krawędziami. Przy ociepleniu ze styropianu można nie zostawiać szczeliny wentylacyjnej. Sztywność płyt styropianowych oraz ich odporność na zawilgocenie umożliwia budowanie ścian jednoetapowo, czyli ocieplanie równocześnie z murowaniem obu warstw.

Ściana elewacyjna

Jej zadanie to ochrona ocieplenia przed opadami, zmianami temperatury, wiatrem oraz uszkodzeniami mechanicznymi. W domach jednorodzinnych grubość ściany osłonowej wynosi 6-12 cm, zależnie od wymiarów wybranego na nią materiału.

Elewację ściany trójwarstwowej najczęściej muruje się jako ostateczne wykończenie ściany, z materiałów niewymagających tynkowania, takich jak cegły klinkierowe lub licowe grubości 6,5-12 cm, betonowe bloczki elewacyjne – 8-11 cm, cegły silikatowe łupane – 6 cm lub młotkowane – 11 cm.

Nasiąkliwość cegieł klinkierowych nie przekracza 6%. Niektóre mają fakturę – łupaną lub żłobkowaną – i mieszaną kolorystykę. Najdroższe są ręcznie formowane, wyglądające jak stare cegły. W fabrykach klinkieru wytwarza się nie tylko cegły, ale też dopasowane do nich kształtki, z których wykonuje się np. parapety zewnętrzne.

Elewację można wymurować również z cegieł licowych, które są bardziej nasiąkliwe niż klinkier, ale dobrze radzą sobie z niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi.

Typowa długość cegieł to 250 mm, szerokość 120 mm, a wysokość 65 mm. Oferowane są też modele większe, na przykład cegła gotycka 300 x 150 x 90 mm.

Wiązanie cegieł w ścianie wpływa na ostateczny wygląd elewacji. Każde wyróżnia się właściwym dla niego rysunkiem spoin. W niektórych rozwiązaniach widoczne są jedynie wozówki cegieł, czyli boki z dłuższą podstawą; w pozostałych wykorzystuje się także główki, czyli boki węższe. Również kolor i kształt spoin ma duże znaczenie. Kolor fugi można dobrać w hurtowni, z wzorników, lub przed komputerem, dzięki wirtualnym narzędziom dostępnym na stronach niektórych producentów cegieł.

Fundament pod ścianę trójwarstwową

Żeby móc posadowić grubą ścianę, konieczny jest szeroki fundament. Najlepsza w takiej sytuacji okazuje się płyta fundamentowa z odpowiednio zaprojektowanym zbrojeniem w strefie obwodowej, ale można także wykonać szerokie ściany fundamentowe na jeszcze szerszych żelbetowych ławach. Ściany te również muszą być trójwarstwowe, ważne jest tu bowiem, aby izolacja termiczna zachowała ciągłość – od okapu dachowego aż do ław fundamentowych. Ściany takie najtaniej jest wymurować z bloczków betonowych.

Ścianę elewacyjną można również opierać na specjalnych konsolach ze stali nierdzewnej, które przenoszą obciążenia elewacji bezpośrednio na ścianę nośną. Konsole przymocowuje się do tej ściany nad poziomem gruntu; można je jednak stosować pod warunkiem, że będzie ona odpowiednio wytrzymała.

Murowanie ścian

Ścianę trójwarstwową można murować jedno- lub dwuetapowo. Budowanie jednoetapowe polega na wznoszeniu wszystkich trzech warstw równocześnie, jeszcze przed wykonaniem dachu. W drugiej metodzie na początku muruje się warstwę nośną, a po zamknięciu stanu surowego i przykryciu domu dachem, dokłada się ocieplenie oraz muruje ścianę elewacyjną z cegieł. Przyjęło się uważać, że jeśli ściany będą ocieplane styropianem, buduje się je jednoetapowo, jeśli wełną - dwuetapowo.

Zaprawa murarska powinna być dobrana do rodzaju elementów ściennych. Najczęściej używa się zwykłych zapraw, a dokładne wymiarowo elementy klei się na zaprawy cienkowarstwowe.

• Murowanie jednoetapowe. Jednocześnie stawia się warstwę nośną, izolacyjną i elewacyjną. Aby to było możliwe, wysokość elementów w ścianie nośnej powinna być taka sama jak w ścianie elewacyjnej (lub być jej wielokrotnością); ułatwia to też poprawny montaż kotew w spoinach poziomych.

Wznoszenie ściany rozpoczyna się od wymurowania warstwy elewacyjnej na wysokość około 0,5 m z jednoczesnym osadzeniem kotew mocujących. Następnie na wystające kotwy nabija się ocieplenie. Podczas murowania stosuje się zasadę, że ocieplenie ma zawsze wystawać ponad poziom muru. Ułatwia to usuwanie resztek zaprawy, która może spadać na powierzchnię styku płyt i powodować powstawanie miejsc o gorszej izolacji cieplnej. W miejscach ościeży warto umieścić obramowanie, które ochroni izolację przed uszkodzeniem.

• Murowanie  dwuetapowe. Najpierw muruje się warstwę nośną i dopiero po przykryciu domu dachem mocuje ocieplenie i stawia warstwę elewacyjną. Sposób ten jest polecany, jeśli ściana ocieplana jest wełną mineralną, a elewacja - wznoszona z cegły klinkierowej, wymagającej starannego spoinowania.

Po wymurowaniu ściany nośnej układa się ocieplenie i muruje elewację. Najpierw ocieplenie mocuje się do ścian kotwami łącznikowymi z talerzykami dociskowymi. Rozmieszczenie kotew powinno być takie, aby bez odginania trafiały w spoiny warstwy elewacyjnej. Prace wykonuje się pasami wysokości około 1 m. Po zamocowaniu ocieplenia muruje się warstwę elewacyjną do tej samej wysokości. W wymaganych odstępach osadza się puszki wentylacyjne. Zaprawa murarska nie może zwisać ze spoiny ani spadać do wnętrza ściany, aby nie zamknęła światła szczeliny wentylacyjnej i nie zatykała otworów u dołu.

Rodzaje kotew

Kotwy wiążą warstwę nośną z elewacyjną, ale muszą umożliwiać wzajemne ruchy tych warstw pod wpływem zmian temperatury, w przeciwnym razie dochodziłoby do powstania naprężeń i pęknięć. Dlatego kotwy powinny być wykonane z niezbyt grubych prętów i mieć odpowiedni kształt.

Liczba kotew na 1 m2 ściany zależy między innymi od regionu kraju (strefy obciążenia wiatrem), grubości ocieplenia, powierzchni ściany, strony świata i nasłonecznienia. Obliczaniem potrzebnej liczby kotew powinien zająć się konstruktor. W praktyce zwykle jest to 5 kotew na 1 m2 ściany, rozmieszczonych co 50 cm w poziomie i 45 cm w pionie. Gęściej układa się je wokół okien i drzwi, narożników i przy dylatacjach (liniowo, 3 sztuki/m).

Po ułożeniu ocieplenia z wełny mineralnej, na kotwy zazwyczaj trzeba nałożyć talerzyki dociskowe. Ich podstawową funkcją jest ochrona materiału termoizolacyjnego przed możliwym odsunięciem od ściany nośnej, poza tym wymuszają również pozostawienie szczeliny wentylacyjnej.

Oprócz uniwersalnych, podstawowych talerzyków producenci oferują także specjalne - z kapinosem, skonstruowane tak, że nawet po odgięciu kotwy trzymają ocieplenie całą swoją powierzchnią. Kapinosy mają natomiast odprowadzać wodę skraplającą się na zimnym metalu, by ściekała do szczeliny wentylacyjnej.

Kotwy wkładane w spoiny. Przeznaczone są do ścian budowanych jednoetapowowo; kotwy wkłada się w spoinę podczas wznoszenia ściany nośnej. Zależnie od rodzaju używanych materiałów ściennych, stosuje się kotwy:

• typu L, zagięte z jednej strony w kształt litery L - do układania w ścianach murowanych na zaprawę tradycyjną;
• typu PK, z płaską i cienką końcówką - do układania w ścianach murowanych na cienką spoinę.

Montaż kotew jest bardzo prosty. Najłatwiej montuje się je wtedy, gdy moduł wysokości elementów na ścianę nośną jest taki sam jak wysokość cegieł elewacyjnych (lub stanowi jej wielokrotność). Jeśli tak nie jest - kotwy trzeba będzie później odginać (a trzeba pamiętać, że można to robić tylko w nieznacznym stopniu).

Kotwy do późniejszego montażu. Przeznaczone są do ścian budowanych dwuetapowo; mocuje się je w gotowej ścianie nośnej za pośrednictwem kołków rozporowych. Zależnie od sposobu, w jaki umieszcza się je w ścianie, rozróżnia się dwa rodzaje kotew:

• typu WB (wbijane);
• typu WK (wkręcane).

Stosuje się je wtedy, gdy moduły wysokości elementów użytych do budowy ściany nośnej i elewacyjnej znacznie się różnią (przez co kotwy wkładane w spoiny trzeba by było zbyt mocno wyginać). Są również wykorzystywane, gdy w ścianie nośnej nie ma technicznej możliwości osadzenia kotew wkładanych w spoiny (np. jest to ściana żelbetowa), albo gdy układa się ocieplenie i wykonuje elewację na ścianie już istniejącej (docieplanej).

Nadproże w ścianie trójwarstwowej

W ścianach trójwarstwowych nadproża również muszą być trójwarstwowe i mieć niezależne belki nadprożowe w elewacji oraz warstwie nośnej. Nadproża ściany nośnej wykonuje się jako typowe belki żelbetowe. W warstwie elewacyjnej nadproże może być żelbetowe lub murowane.

•  W elewacjach przeznaczonych do tynkowania wykonuje się nadproża żelbetowe w postaci wąskich belek żelbetowych.
• W ścianach elewacyjnych z cegły klinkierowej, silikatowej lub z dekoracyjnych bloczków betonowych do wykonania nadproży trzeba zastosować zbrojenie z gotowych kształtek lub gięte na budowie.

Najlepiej, gdy nadproże i obramowanie otworu wykonuje się z tzw. węgarkiem, czyli z wysunięciem warstwy elewacyjnej do środka otworu okiennego lub drzwiowego. W ościeżu warto też zastosować obramowanie z płyty grubości 2-3 cm - wiórowo-cementowej, OSB 3 lub z wodoodpornej sklejki. W nadprożu elementy te pełnią funkcję deskowania traconego, a po bokach (w ościeżu) zapewniają dobre zamocowanie okna.

Wentylacja ściany trójwarstwowej

Ściany trójwarstwowe z warstwą izolacyjną wykonaną z wełny mineralnej wymagają zastosowania szczeliny wentylacyjnej pomiędzy poszczególnymi warstwami.

Do środka ściany trójwarstwowej może przedostać się wilgoć z wnętrza domu lub woda z zacinającego deszczu. Taka wilgoć może też przemieszczać się wzdłuż kotew z jednej warstwy na drugą. Aby mogła ona szybko odparować, w ścianach trójwarstwowych ocieplanych wełną mineralną zostawia się po jej zewnętrznej stronie szczelinę powietrzną grubości od 2,5 do 4 cm.

Spód szczeliny oddzielającej warstwę zewnętrzną od ocieplenia powinien znajdować się nie niżej niż 30 cm nad terenem. Od tego miejsca prowadzi się szczelinę w sposób nieprzerwany aż pod dach.

Wentylacja takiej szczeliny jest możliwa, jeśli na dole i na górze ściany elewacyjnej zostawione są otwory o łącznej powierzchni 350-750 mm2 na każdy metr kwadratowy ściany. Otwory powstają dzięki zostawieniu bez wypełnienia co trzeciej pionowej spoiny w co trzeciej lub co czwartej warstwie cegieł. Takie puste spoiny powinny być osiatkowane lub osłonięte specjalnymi kratkami, które zabezpieczają szczelinę przed zagnieżdżaniem się owadów. Otwory wentylacyjne wykonuje się też nad i pod otworami okiennymi oraz drzwiowymi.

Dylatacje

Długa elewacja z klinkieru musi być podzielona szczelinami dylatacyjnymi. Maksymalny rozstaw pionowych szczelin dylatacyjnych to 40 m, ale zazwyczaj wykonuje się je co 12 m. Ich rozmieszczenie zależy też między innymi od nasłonecznienia oraz stopnia i sposobu zazbrojenia ściany elewacyjnej. Pionowe dylatacje wykonuje się najczęściej w pobliżu naroży. W wysokich ścianach robi się z kolei dylatacje poziome, nie rzadziej niż co 9 m. Szczeliny dylatacyjne wypełnia się materiałem trwale elastycznym, na przykład uszczelniaczem polimerowym lub taśmą rozprężną.