Wzorowo ciepły dom

Od stycznia 2021 roku możemy budować jedynie domy w stan dardzie energooszczędnym, wybierając materiały i rozwiązania gwarantujące niskie zużycie energii niezbędnej do ogrzewania domu. Wytyczne mają znaczący wpływ na wiele aspektów budowy i  wykończenia domu. Każdy nowo powstały budynek musi spełniać minimalne wymagania. Najważniejszym z nich są współczynnik zużycia energii, określany symbolem Ep i współczynniki U poszczególnych przegród.

Najważniejsze współczynniki

Współczynnik Ep. Określa on maksymalne roczne zapotrzebowanie budynku na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, chłodzenia, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz oświetlenia. Obecnie zgodna z przepisami wartość tego współczynnika kształtuje się na poziomie 70 kWh/m2/rok. Dzięki temu nowe budynki są bardziej energooszczędne, a tym samym potrzeba mniej energii do ich ogrzania. Ten współczynnik można obniżyć przez zastosowanie właściwych izolacji – termicznej i przeciwwilgociowej, pozyskanie energii z odnawialnych źródeł, wykorzystanie nowoczesnych rozwiązań do ogrzewania, na przykład montaż wentylacji z odzyskiem ciepła lub też pompy ciepła.
Współczynnik przenikania ciepła U. Określa, jak wiele ciepła ucieka z domu na zewnątrz – im niższa jego wartość, tym mniejsze straty ciepła. Przepisy dotyczą przede wszystkim przegród zewnętrznych – fundamentów, ścian zewnętrznych, dachów, okien pionowych i dachowych oraz drzwi. Muszą one zapewnić termoizolacyjność na wysokim poziomie.

Ciepłe fundamenty

Fundamenty domu mają bezpośredni kontakt z gruntem. Jeśli nie zostaną dobrze ocieplone, mogą stać się przyczyną dużych strat ciepła. Niezależnie od sposobu posadowienia, dom trzeba oddzielić od gruntu solidną warstwą izolacji termicznej. Przepisy w tym względzie nie stawiają przed inwestorami dużych wymagań. W warunkach technicznych jest tylko informacja o współczynniku przenikania ciepła U dla podłóg na gruncie, który zmienił się tylko raz w 2014 roku i nadal wynosi 0,30 W/(m2K). Dlatego to od inwestorów zależy, jak gruba będzie warstwa ocieplenia fundamentów wraz z podłogą na gruncie i czy będzie można dzięki temu zaoszczędzić na późniejszych rachunkach za ogrzewanie. Jest to o tyle ważne, że dotyczy to dość dużej powierzchni. Decyzję do tyczącą grubości izolacji termicznej najlepiej podjąć już podczas projektowania domu, a najpóźniej – na etapie wykonania fundamentów. W gotowym domu ocieplenie podłogi na gruncie, ze względu na koszty i zakres prac, jest bardzo trudne do przeprowadzenia. Utrzymanie odpowiedniego komfortu cieplnego nie jest łatwe, ponieważ istotną cechą ciepła jest to, że „ucieka” z domu większym lub mniejszym strumieniem. Intensywność ucieczki ciepła zależy od tego, jakiego rodzaju przeszkodę ma ono do pokonania, i jak duża jest różnica między temperaturą na zewnątrz i wewnątrz domu. Dlatego ważny jest rodzaj i grubość materiałów zastosowanych do budowy. Właściwie zaprojektowana przegroda to jednak nie wszystko. Ważną kwestią jest też jakość wykonania. 

Fundamenty tradycyjne w nowoczesnym wydaniu

Najpopularniejsze wciąż w Polsce fundamenty składają się z ław i ścian fundamentowych oraz – niezbędnej w tym rozwiązaniu, ale rzadko w nie wliczanej – podłogi na gruncie. Przez takie fundamenty ucieka z domu do gruntu 5-10%.

Ławy i ściany fundamentowe. Do ocieplania ścian fundamentowych po winny być stosowane materiały nie nasiąkliwe, odporne na uszkodzenia mechaniczne, gnicie i rozwój pleśni. Dlatego najczęściej stosuje się styropian, polistyren ekstrudowany i keramzyt. Oprócz grubości ważne jest, aby taka izolacja nie była w żadnym miejscu przerwana i „przechodziła” w izolację ścian zewnętrznych. Chodzi o to, aby wyeliminować możliwie największą liczbę mostków cieplnych. Pierwszą warstwę muru parteru można wykonać ze specjalnych bloczków izolacyjnych. Wpływa to bezpośrednio na podniesienie temperatury na wewnętrznych powierzchniach ścian w rejonie cokołu budynku znacznie powyżej temperatury „punktu rosy” i skutecznie eliminuje ryzyko powstawania pleśni.

Podłoga na gruncie. Wiele obecnie wznoszonych budynków jednorodzinnych buduje się bez podpiwniczenia, więc podłoga na gruncie stanowi jednocześnie podłogę kondygnacji mieszkalnej. Przy dostępnych na rynku materiałach izolacyjnych, których współczynniki przewodzenia ciepła λ wahają się od 0,03 do 0,04 W/(mK), taka zmiana współczynnika U oznacza ułożenie jedynie 10-centymetrowej warstwy izolacji termicznej. Jednak optymalna jej grubość to z pewnością ponad 10 cm (im więcej, tym lepiej). Do ocieplenia podłogi na gruncie używa się styropianu odmiany dach/ podłoga, polistyrenu ekstrudowanego lub keramzytu.  

Płyta fundamentowa

Alternatywą dla tradycyjnych fundamentów jest płyta. Dzięki jej wykonaniu znacznie łatwiej jest odizolować termicznie dom od gruntu. Płyta fundamentowa jest konstrukcją, która w najbardziej kompleksowy sposób ogranicza do minimum mostki termiczne w obrębie fundamentów. Nie trzeba tutaj budować podłogi na gruncie – jak przy zwykłych fundamentach. Dobrze wybetonowana i równa płyta jest już gotowa do układania na niej posadzki. Jeśli chodzi o przepisy, można uznać, że płyty fundamentowe obowiązuje współczynnik U taki sam jak dla podłogi na gruncie, czyli 0,30 W/(m2K). Płyta fundamentowa sprawdza się w niekorzystnych warunkach gruntowych (niepewne podłoże, wysoki poziom wód gruntowych), ale też przy wysokich wymaganiach stawianych domom energooszczędnym. Jest tak dlatego, że ten rodzaj posadowienia domu pozwala na wykonanie na gruncie skutecznej izolacji termicznej (którą najczęściej układa się od spodu fundamentu, co zapobiega powstaniu mostków termicznych). Taka izolacja nie jest możliwa przy budowie tradycyjnych ław i ścian fundamentowych. Znacznie łatwiej jest zapewnić ciągłość izolacji w płycie fundamentowej. Do wykonania płyty fundamentowej potrzebny jest szalunek tracony z twardego styropianu dach/podłoga lub polistyrenu ekstrudowanego, który jednocześnie jest izolacją termiczną. Z reguły stosuje się dwie warstwy układane naprzemiennie, każda o grubości 10-15 cm. To właśnie dzięki niemu płyta jest zabezpieczona z każdej strony przed ucieczką ciepła. Współczynnik izolacyjności takiego ocieplenia wynosi 0,15 W/(m2K). Zaplanowane przez firmy wykonawcze układy
warstw umożliwiają wykonanie płyty fundamentowej o izolacyjności U = 0,084 W/(m2K).

Ogrzewana lub nieogrzewana

Przyjmuje się, że płyta fundamentowa jest szczególnym rodzajem ogrzewania podłogowego. W zaawansowanych rozwiązaniach nośnikiem ciepła może być powietrze albo woda. Cała instalacja grzewcza jest układana w płycie albo na niej – w dodatkowej warstwie przewodzącej. Do wyboru mamy dwa rozwiązania, czyli system grzewczy oparty na rozprowadzeniu ciepła za pomocą wody i zasilany z pieca lub pompy ciepła albo system wykorzystujący powietrze krążące w fundamencie w obiegu zamkniętym. W tym drugim przypadku system także może być połączony z piecem, ale może też działać samodzielnie w oparciu o dostarczoną nagrzewnicę elektryczną – w takiej formie jest zamawiany najchętniej. Każde z tych rozwiązań ma swoje zalety i wady, a jego zastosowanie powinno być indywidualnie przeanalizowane i dobrane do konkretnej inwestycji. Płyta fundamentowa z ogrzewaniem jest projektowana indywidualnie w zależności od wymagań gruntowych i konstrukcyjnych budynku. W oparciu o dokumentację projektową powstaje doskonale dopasowana do domu płyta fundamentowa wraz z podłogowym systemem grzewczym, idealnie zabezpieczona przed wilgocią i radem pochodzenia gruntowego. W procesie budowy wykorzystywane są rozwiązania konstrukcyjne i izolacyjne pozwalające uzyskać niski współczynnik przenikania ciepła U mniejszy niż np. 0,16 W/ (m2K).

Ciepłe ściany

Jednymi z najważniejszych przegród domu są ściany zewnętrzne. Mają one znaczną powierzchnię, więc dużą wagę przywiązuje się do ich współczynnika przenikania ciepła U. Maksymalna jego wartość wynosi 0,20 W/ (m2K). Warto jednak zmniejszyć ten parametr do poziomu 0,15 W/(m2K).  Nie jest to wcale tak trudne, jak się wydaje. Nie wymaga zastosowania wyjątkowo skomplikowanych techno logii. Wystarczy odpowiednio dobrać znane i z powodzeniem stosowane materiały. Decyzję dotyczącą technologii budowy domu i zastosowanych materia łów musimy podjąć już na etapie projektowania domu. Przy wyborze technologii wznoszenia ścian zenętrznych zwykle decydujemy się na rozwiązania, które pozwalają ograniczyć koszt ich budowy i późniejszego użytkowania. Z ekonomicznego punktu widzenia jest to działanie uzasadnione tylko wówczas, gdy nie odbywa się kosztem ich parametrów cieplnych.

Murowane z pustaków i bloczków

Większość inwestorów decyduje się na technologię murowaną. Polega ona na układaniu elementów (pustaków, cegieł, bloków, bloczków itp.) i łączeniu ich ze sobą różnego rodzaju zaprawami. Popularność tego rozwiązania w Polsce wynika z tego, że ściany murowane uchodzą za najbardziej solidne i trwałe. Dodatkowo materiały budowlane – konstrukcyjne, izolacyjne i wykończeniowe – wykorzystywane do wznoszenia domu w technologii murowanej są łatwo dostępne i znane większości firm wykonawczych na polskim rynku. Mniejsze jest więc ryzyko popełnienia błędów.

Prefabrykowane z betonu, drewna i stali

W technologii prefabrykowanej wznosi się wiele domów pasywnych. Na rynku są firmy, które się w tym specjalizują. Nic w tym dziwnego, ponieważ taka budowa przebiega sprawnie i może być realizowana przez cały rok. Wszystkie elementy domu są przygotowywane w ciepłej i suchej hali produkcyjnej. Jako gotowe części są przywożone na plac budowy i montowane na wcześniej przygotowanych fundamentach. Elementy ścian, stropów i dachu mogą być przygotowane w różnym stopniu zaawansowania. Najbardziej zaawansowana prefabrykacja skraca czas budowy domu nawet do kilku dni. Ściany domów prefabrykowanych to zbrojony beton albo szkielet z drewna lub stali, wypełniony materiałem termoizolacyjnym. Takie ściany wymagają dodatkowej warstwy ocieplenia od zewnątrz. W ścianach szkieletowych obija się ją płytami OSB albo włóknowymi, a od wnętrza układa się folię paroizolacyjną oraz płyty g-k.

Ściany warstwowe

O tym, czy ściany zewnętrzne są ciepłe, decyduje przede wszystkim ich konstrukcja i zastosowane materiały. Nietrudno osiągnąć wymagany – a nawet lepszy – współczynnik przenikania ciepła U = 0,2 W/(m2K). Wystarczy zastosować materiały o najlepszych parametrach i ułożyć je odpowiednio dobraną warstwą. Trzeba też pamiętać, że niektóre materiały nieco gorzej izolują termicznie, ale dobrze akumulują ciepło. Oznacza to, że magazynują ciepło pozyskane z promieniowania słonecznego i ogrzewania pomieszczeń, a później stopniowo oddają je do wnętrza.

Jednowarstwowe

Takie ściany to mury wybudowane z jednej warstwy pustaków lub bloczków, otynkowanych z zewnątrz i od środka, dlatego ich wysokie parametry cieplne w dużym stopniu zależą od materiału ściennego. Jeśli planujemy takie ściany, bez większego problemu możemy znaleźć materiały, dzięki którym jest możliwe osiągnięcie parametrów wymaganych przez przepisy. Ściany wymurowane z betonu komórkowego mogą osiągnąć współczynnik U = 0,17 W/(m2K), z ceramiki poryzowanej wypełnionej wełną mineralną i łączonych na suchą zaprawę w piance – 0,16 W/(m2K), a z pusta ków keramzytobetonowych ze styropianem – 0,15 W/(m2K). Właściwie można uznać, że pustaki na ścianę jednowarstwową wypełniane materiałem termoizolacyjnym to w ogóle jest oddzielna kategoria: 2 w 1. To ściana jednowarstwowa z jej zaletami (trwałością, paroprzepuszczalnością i związanymi z tym walorami zdrowotnymi), ale ma ona ocieplenie, z tym że zamknięte w środku pustaka, co pozwala w dwóch zintegrowanych warstwach zachować dla mieszkańców te same korzyści, które mają dwie warstwy. Decydując się na ściany jednowarstwowe, trzeba pamiętać, że nie izoluje się ich termicznie. Dlatego już na etapie projektowania i podczas budowy należy uważać na to, by nie było w nich mostków termicznych. Mogą nimi być połączenia bloczków, nadproża i wieńce stropowe. Aby ściana jednowarstwowa miała tak dobre parametry, jak deklaruje producent, powinna zostać wybudowana dokładnie według jego zaleceń i z wykorzystaniem elementów systemowych. Warto też zlecić prace ekipie, która uzyskała certyfikat od producenta. 

Dwuwarstwowe

Choć na rynku dostępne są materiały o bardzo dobrej izolacyjności termicznej na ściany jednowarstwowe, to zwykle w domach jednorodzinnych buduje się ściany warstwowe. Ich warstwę nośną można wykonać z do wolnego materiału. Powinna ona spełniać swoją podstawową funkcję – przenosić obciążenia. Nie warto więc budować muru grubszego niż to wynika z jego koniecznej wytrzymałości – będzie to tylko niepotrzebny wydatek. O tym, czy ściana będzie ciepła, decyduje druga warstwa ściany, czyli ocieplenie ze styropianu lub wełny mineralnej. Dlatego warto za inwestować w solidną warstwę izolacji cieplnej. To też najbardziej ekonomiczny sposób osiągnięcia wyznaczonego współczynnika U, który pozwoli w przyszłości sporo oszczędzić na ogrzewaniu domu. Dlatego ściany dwuwarstwowe cieszą się taką popularnością. Przy porównywaniu kosztów wykonania ścian dwuwarstwowych z różnych materiałów murowych okazuje się, że ostateczne ceny nie różnią się między sobą znacząco. Nie ma więc większego znaczenia, czy wybierzemy bloczki z betonu komórkowego, wapienno-piaskowe czy też pustaki z ceramiki. Nawet wysoka jakość materiałów nie przyniesie dobrego efektu, gdy zostaną one nieprofesjonalnie użyte. W ścianach dwuwarstwowych najłatwiej jest uzyskać bardzo niską wartość współczynnika U, odpowiednio zwiększając grubość ocieplenia. Właściwie informację o materiale, jego rodzaju i grubości wykonanej z niego warstwy powinniśmy znaleźć w dokumentacji technicznej zawartej w projekcie domu. Bardzo ważny jest współczynnik przewodzenia ciepła λ, gdyż to również od niego – a nie tylko od grubości ocieplenia – zależy, jaki współczynnik U będą miały ściany zewnętrzne. Dostępne w sprzedaży materiały do izolacji termicznej mają współczynnik przewodzenia ciepła wynoszący 0,031-0,042 W/(mK). Im wyższy (gorszy) współczynnik przewodzenia ciepła danego materiału ego warstwę trzeba położyć. Dlatego spośród dostępnych na rynku produktów warto wybierać te, których współczynnik λ kształtuje się na poziomie 0,031-0,0033 W/(mK). Ważne jest przy tym, aby termoizolacja została ułożona profesjonalnie. To pozwoli zapobiec powstawaniu mostków termicznych. Murowane ściany zewnętrzne dobrze ociepli zarówno styropian, jak i wełna mineralna. Wśród dostępnych na rynku styropianów najcieplejsze są grafitowe o współczynniku przewodzenia λ równym 0,032 W/(mK), a nawet 0,031. Gorsze parametry mają tradycyjne styropiany białe. Spośród nich nie warto wybierać takich, które mają λ większą niż 0,04. Decydując się na lepszy styropian, będziemy mogli ocieplić ściany cieńszą warstwą i od wrotnie. Wełną mineralną ociepla się ściany domów jednorodzinnych dużo rzadziej niż styropianem.

Trójwarstwowe

To najbardziej złożony rodzaj konstrukcji ścian zewnętrznych spotykany w budownictwie jednorodzinnym. Zwykle uważa się, że ściana trójwarstwowa jest najszersza spośród różnych typów ścian. Jednak przy pewnych konfiguracjach materiałowych może osiągnąć wymiar ok. 40 cm, co jest porównywalne za równo ze ścianą jednowarstwową (np. 44 cm), jak dwuwarstwową (29 cm ściany konstrukcyjnej plus 10 cm ocieplenia). Niewątpliwą zaletą ścian trójwarstwowych jest ich duża ciepłochronność. Wynika ona przede wszystkim z tego, że ściana zabezpieczona jest przed przenikaniem ciepła na zewnątrz przez warstwę okładziny. Atutem jest możliwość kumulacji ciepła w warstwie konstrukcyjnej, dzięki umieszczeniu ocieplenia pomiędzy okładziną a murem nośnym. Powoduje to wysoką bezwładność termiczną budynku — w lecie nagrzewa się on wolno, w zimie zaś wolno wychładza. Z termoizolacyjnością budynku ma także związek możliwość swobodnego przepływu wilgoci przez poszczególne warstwy przegrody, jaką jest ściana zewnętrzna. Zastosowanie materiałów pochodzenia naturalnego, takich jak ceramika czy wełna mineralna, daje szansę na szybsze usuwanie ze ścian pary wodnej penetrującej jej przekrój.

Ciepły dach

Przepisy dotyczące termoizolacyjności dachu są znacznie bardziej surowe niż dla ścian zewnętrznych czy podłogi na gruncie. Maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła U wynosi bowiem w tym przypadku 0,15 W/(m2K). Aby osiągnąć taki współczynnik U, ważne są nie tylko bardzo dobre parametry termoizolacyjne materiałów, ale także brak mostków termicznych. Tylko w taki sposób można skutecznie ograniczyć ucieczkę ciepła z domu. Na rynku jest wiele produktów pozwalających na skuteczne ocieplenie dachu. Najczęściej wybierana jest wełna mineralna. Produkty z wełny mineralnej mają współczynnik przewodzenia ciepła λ kształtujący się na poziomie 0,030-0,045 W/(mK). Zwykle układa się je w dwóch warstwach tak, by grubość ocieplenia wynosiła 20-30 cm. Warto przy tym wiedzieć, że jeśli użyjemy wełny mineralnej o λ = 0,030 W/(mK) i ułożymy ją warstwą o grubości 30 cm, osiągniemy współczynnik U = 0,10 W/(m2K). Styropian i polistyren ekstrudowany wykorzystuje się raczej do ocieplenia dachu płaskiego. Wyroby ze styropianu mają λ od 0,031 (od miana grafitowa) do 0,045 W/(mK), co oznacza, że trzeba je ułożyć warstwą o grubości 20-30 cm. Polistyren ekstrudowany z kolei ma λ = 0,030 0,036 W/(mK). Potrzeba go więc odpowiednio  20-25 cm. Od kilku lat izolację dachów skośnych wykonuje się z płyt PIR/PUR. Ten rodzaj materiału osiąga bardzo niski współczynnik λ – od 0,023 do 0,028 W/(mK). Wykonana z nich warstwa ma więc grubość odpowiednio 15-20 cm. To pozwala zastosować cieńszą termoizolację niż z tradycyjnie stosowanych materiałów, na przykład wełny mineralnej i jednocześnie utrzymać dobre parametry izolacyjne dachu. Stosunkowo rzadko wybieranym materiałem jest wełna drzewna. Wełny miękkie z włókien drzewnych mają λ = od 0,036 do 0,048 W/(mK). Współczynnik U dla warstwy takiego ocieplenia można osiągnąć, stosując 25-32 cm ocieplenia. Nie każde poddasze nadaje się do wykorzystania na cele mieszkalne. Nie ma potrzeby, żeby ogrzewać i ocieplać strych wykorzystywany na cele gospodarcze. Takie poddasze może pozostać zimne; ciepło musi być w pomieszczeniach poniżej. Dlatego w domach ze skośnym dachem, pod którym znajduje się poddasze nie użytkowe, zamiast na połaciach dachu izolację cieplną układa się jedynie na jego stropie. Obowiązują przy tym podobne zasady, jak podczas ocieplania stropodachów. Sposób ułożenia nowej izolacji termicznej zależy od rodzaju stropu (żelbetowego lub drewnianego).

Ciepłe okna połaciowe.

Montuje się je na poddaszach użytkowych. Współczynnik przenikania ciepła w przypadku okien montowanych w dachu nie może być większy niż 0,9 W/(m2K). Na rynku od dawna dostępne są okna o dużo lepszych właściwościach termoizolacyjnych, np. poziomie nawet około 0,50 W/(m2K). Równie ważny jak współczynnik U jest sposób osadzenia okien w dachu i izolacja termiczna okna. Powinna ona znajdować się na całym obwodzie zewnętrznym okna połaciowego. Dzięki temu na styku ościeżnicy i połaci dachu ograniczone są straty ciepła i powstawanie mostków termicznych. Każdy producent ma własne opracowane rozwiązanie dostosowane do modelu okna dachowego.

Optymalna grubość ocieplenia ścian

Na rynku znajdziemy wiele produktów przeznaczonych do izolacji termicznej ścian domu. Wbrew pozorom podjęcie decyzji wcale nie jest łatwe. Należy jednak przy tym zadbać, by współczynnik przenikania ciepła ścian zewnętrznych U był co najmniej taki, jaki przyjęto, przygotowując projekt domu. W praktyce oznacza to, że parametry żadnej warstwy ocieplenia nie powinny być zmniejszane na etapie prac budowlanych. Będzie to nie tylko zgodne z prawem budowlanym i wydanym pozwoleniem na budowę domu (lub akceptacją jej zgłoszenia), ale i korzystne dla inwestora. Aby współczynnik przenikania ciepła U ściany osiągnął wymaganą przepisami wartość 0,2 W/(m2K), z reguły grubość izolacji wynosi 15-20 cm wełny lub styropianu. W domach super energooszczędnych ściany powinny być jednak cieplejsze. Nie należy oszczędzać na izolacji termicznej, bo zakup byle jakiego produktu, ale tańszego, jedynie nieznacznie obniży wydatki na elewację.