2022-05-04 16:55:21 
Wymagania podstawowe dla ścian i okien w domach jednorodzinnych
Ściany zewnętrzne domu powinny sprostać wielu wymaganiom nie tylko pod względem użytkowym, ale i wykonawczym.
Oprócz wytrzymałości na obciążenia czy ochrony przeciwpożarowej powinny zapewniać dobrą izolacyjność cieplną i korzystny mikroklimat wewnątrz pomieszczeń, chronić przed hałasem, a także umożliwiać pożądane wykończenie od strony zewnętrznej i wewnętrznej.
Formalne wymogi dotyczą przede wszystkim współczynnika przenikalności cieplnej U, który w nowych domach nie może być większy niż 0,2 W/m2K, a konfiguracja warstw ściennych nie może doprowadzać do kondensacji pary wodnej w przekroju przegrody.
Pod względem ochrony przed hałasem tłumienie dźwięków przez ściany powinno być dostosowane do lokalnych warunków otoczenia i ograniczać poziom akustyczny dźwięków w porze dziennej do wartości nie większej niż 40 dB, a nocą nie głośniej niż 30 dB, przy czym decydujący wpływ na wyciszenie mają własności dźwiękochłonne okien, a nie murów.
Natomiast zakres wymagań dla okien obejmuje ich ciepłochronność, które nie może przekraczać współczynnika przenikalności cieplnej U na poziomie 0,9 W/m2K dla okien fasadowych lub 1,1 W/m2K dla okien dachowych.
Wymagana jest również minimalna ich powierzchnia w stosunku do wielkości pomieszczenia, która powinna być nie mniejsza niż 1:8 powierzchni podłogi w przypadku stałego pobytu ludzi lub 1:12 gdy pomieszczenie pełni inne funkcje.
Proporcje określa się przez podzielenie powierzchni okna w świetle ościeżnicy (czyli prześwitu po zdjęciu skrzydeł okiennych) przez powierzchnię podłogi w pomieszczeniu, a następnie znajdujemy odwrotność tej liczby, dzieląc jeden przez ten wynik.
Kolejny wymóg to zapewnienie odpowiedniej ochrony przed nadmiernym przenikaniem promieni słonecznych, co zapewnia użycie odpowiedniego oszklenia lub konieczność zastosowania osłon.
Przy orientacji innej niż północna i +/- 45° północno-zachodniej lub północno-wschodniej, konieczna jest ochrona przeciwsłoneczna ograniczająca promieniowanie słoneczne do wartości współczynnika g poniżej 0,35.
Może wymagać to zainstalowania dodatkowych osłon w postaci zasłon, rolet czy zacieniających markiz.
Oczywiście uzyskiwane przez ściany i okna parametry mogą być lepsze, ale warto porównać spodziewane efekty poniesionymi dodatkowymi kosztami.
Optymalna paroprzepuszczalność ścian zewnętrznych
Wymagane parametry ścian zewnętrznych można uzyskać wykorzystując wiele rozwiązań technologiczno-materiałowych, ale w różnym stopniu będą one zapewniać korzystne własności użytkowe. Do najważniejszych, wpływających na warunki cieplno-wilgotnościowe domu należy paroprzepuszczalność, masa powierzchniowa połączona z bezwładnością cieplną i przewodnością.
Paroprzepuszczalność ścian zewnętrznych niekiedy określana jako „oddychająca ściana” nie ma nic wspólnego z wentylacją pomieszczenia, a niekiedy może przyczynić się do kondensacji pary wodnej wewnątrz przegrody.
Większość stawianych obecnie przegród zewnętrznych, to ściany warstwowe budowane z muru nośnego i ocieplenia, przy czym termoizolacja grubości 15-20 cm zapewni wymaganą ciepłochronność dla każdej warstwy konstrukcyjnej.
W sezonie grzewczym nawet stosunkowo suche powietrze wewnątrz domu zawiera więcej (wagowo)pary wodnej niż zimne na zewnątrz. W efekcie para wodna w powietrzu wewnętrznym dąży do wyrównania prężności i próbuje wydostać się na zewnątrz.
Jeśli warstwa ścienna o niskim oporze dyfuzyjnym charakteryzująca się wysoką paroprzepuszczalnością umożliwi przenikanie znacznej ilość wilgoci.
Po osiągnięciu przekroju przegrody, w którym panuje niska temperatura - poniżej „ punktu rosy” - nastąpi jej skroplenie, i w efekcie zawilgocenie ściany.
Dlatego przy konfigurowaniu warstw ściennych należy przestrzegać zasady doboru materiałów o niskiej paroprzepuszczalności umieszczonych od strony wewnętrznej, a o wysokiej izolacyjności cieplnej - po stronie zewnętrznej.
W praktyce problem ten dotyczy użycia materiałów charakteryzujących się wysoka paroprzepuszczalniością i jednocześnie dobrą izolacyjnością cieplną. (wełna mineralna, bloczki ciepłochronne).
Nie można ich pokrywać paroszczelnymi warstwami od strony zewnętrznej, gdyż uniemożliwi to wysychanie, co prowadzi do trwałego zawilgocenia muru.
Na optymalizację własności użytkowych przegród zewnętrznych bardzo istnie wpływa ich zdolność do magazynowania ciepła, co korzystnie wpływa na stabilizację temperatury pomieszczeń i pozwala efektywnie wykorzystywać energię pochodzącą np. z nasłonecznienia.
Pośrednio, dzięki stabilizacji temperatury uzyskujemy też efektywniejszą pracę urządzeń grzewczych, które mogą pracować w sposób płynny, bez skokowych zmian mocy grzewczej.
Wysoką kumulację zapewniają ściany o dużej masie izolowanej, czyli takie w których wewnętrzna warstwa zbudowana jest z ciężkich materiałów (z betonu, silikatów), a od zewnątrz znajduje się gruba warstwa izolacji termicznej.
Choć typowe wyroby ścienne mają podobne wartości ciepła właściwego ok. 1000 J/kg×K to zdolność do akumulacji energii cieplnej uzależniona będzie również od przewodności cieplnej i grubości przegrody.
Skrajnie niską bezwładność cieplna mają ściany szkieletowe oraz z lekkich materiałów o niskiej przewodności cieplnej, co znacząco spowalnia przepływ energii do i od ściany.
W efekcie, np. w domach ocieplonych wydłuża się sezon grzewczy na okres przejściowy (wiosna, jesień), gdy występują znaczne różnice temperatur dziennych i nocnych.
Przy spadku poniżej 10°C nocą z reguły powoduje to włączenie ogrzewania, gdyż za dnia mury nie mogły się nagrzać i w efekcie w warunkach występujących coraz częściej łagodnych zim korzyści z ocieplenia staja się mniej odczuwalne wpływając na roczny bilans energetyczny.
Światło a ciepło
Standardowe okna charakteryzują się przenikalnością cieplną niemal pięciokrotnie wyższą niż ściany zewnętrzne, zatem warto zastanowić się nad wielkością montowanych okien. Duże okna to nie tylko problem w sezonie grzewczym ale również latem ze względu na nadmierne nagrzewanie się pomieszczeń.
Decydując się na wykorzystanie „dogrzewania słońcem” w sezonie zimowym należy, dokładnie przeanalizować wszelkie aspekty tego zagadnienia, gdyż może okazać się, że poniesiemy dodatkowe koszty bez efektywnych korzyści.
Choć przenikalność promieniowania słonecznego przez okna przy odpowiedniej orientacji domu i w dobrych warunkach pogodowych może osiągać moc ok. 300 W/m2 oszklenia, to suma pozyskiwanej energii za dnia może nie zostać zrównoważona stratami przez duże okna w porze nocnej.
Dzienna energia z nasłonecznienia w sezonie zimowym październik - marzec wynosi średnio 1,3 kWh/m2, a możliwa do pozyskania przez okna może spadać nawet poniżej 0,5 kWh/m2 oszklenia.
Natomiast przez „ciepłe okno” o przenikalności 0,8 W/m2K i temperaturze zewnętrzne - 10°C dobowe straty energii wyniosą ok. 0,6k Wh/m2, co daje ujemny bilans energetyczny. Faktyczna efektywność pozyskiwania ciepłą uzależniona też będzie od zdolności akumulacyjnej pomieszczenia.
Promieniowanie słoneczne nie nagrzewa bowiem bezpośrednio powietrza wewnętrznego, a musi docierać do ściany, podłogi podnosząc ich temperaturę. Jeśli materiały te mają małą bezwładność cieplną, pozyskana energia szybko ucieknie, gdy tylko zajdzie słońce.
Problem dużych okien pojawia się również latem, nadmiernie nagrzewając pomieszczenie. Przy optymalnej dla zimowego pozyskiwania ciepła orientacji oszklenia, natężenie energii cieplnej przenikającej do pomieszczeń będzie w pewnym stopniu redukowane dzięki własnościom szyb pochłaniającym promieniowanie, ale z reguły to nie wystarcza do skutecznego ograniczenia nagrzewania się wnętrza.
W najcieplejszych miesiącach roku czerwiec - sierpień dzienna energia promieniowania sięga 5 kWh/m2, a do wnętrza może przenikać nawet 4 kWh/m2 powierzchni okna. W przypadku wykorzystywania klimatyzatora do obniżenia temperatury, spowoduje to znaczne zużycie energii elektrycznej zasilania, co można nieco ograniczyć montując osłony zewnętrzne w postaci, np. markizy czy rolety.
Autor: Cezary Jankowski
Opracowanie: Aleksander Rembisz
Zdjęcia: Soudal, markilux, Vetrex, Velux, Termo Organika
Komentarze