Konstrukcje ścian zewnętrznych

Ściany zewnętrzne w budynku dzielimy na:

• konstrukcyjne (nośne), przenoszące obciążenia pionowe (od dachów, stropów, balkonów) oraz poziome (od wiatru) i przekazujące je na fundamenty,
• osłonowe (nienośne), które stanowią wypełnienie konstrukcji nośnej np. szkieletowej a obciążone są jedynie ciężarem własnym w obrębie jednej kondygnacji,
• samonośne - nie są obciążone stropami, przenoszą tylko ciężar własny.

Ściany wewnętrzne w budynku dzielimy na:

• konstrukcyjne (nośne), przenoszące obciążenia od stropów i przekazujące je na fundamenty,
• działowe, dzielące większe pomieszczenia (których wymiary wynikają z układu ścian konstrukcyjnych budynku) na mniejsze, przenoszą tylko swój ciężar i ewentualne siły poziome (np. od gwałtownego oparcia się człowieka), stanowią obciążenie dla stropu, na którym stoją.

Ściany zewnętrzne trójwarstwowe

Układ warstw w ścianie trójwarstowej.

Ściana trójwarstwowa składa się z:

• wewnętrznej warstwy konstrukcyjnej,
• warstwy izolacyjnej,
• zewnętrznej warstwy elewacyjnej.

Warstwa wewnętrzna ściany przejmuje obciążenie od dachów, stropów i balkonów (gdy ściana zewnętrzna jest ścianą nośną) lub usztywnia konstrukcję budynku (jeżeli ściana zewnętrzna nie jest ścianą nośną). Zewnętrzna warstwa elewacyjna przenosi swój własny ciężar oraz uczestniczy, proporcjonalnie do swojej sztywności, w przenoszeniu sił poziomych od wiatru lub od parcia gruntu (w przypadku ścian piwnic). Chroni też warstwę izolacyjną przed działaniem czynników atmosferycznych.

Obie warstwy ściany: zewnętrzna i wewnętrzna połączone są kotwami. Kotwy przenoszą część sił poziomych na warstwę wewnętrzną, co zabezpiecza warstwę elewacyjną przed zniszczeniem. Powinny być rozmieszczone równomiernie na całej powierzchni ściany. Rozstawy kotew w poziomie i w pionie są określone szczegółowo w normach.

Warstwa zewnętrzna nie powinna być sztywno powiązana z warstwą wewnętrzną, ponieważ ogranicza to jej swobodne ruchy termiczne powstające wskutek nagrzewania się pod wpływem wysokiej temperatury otoczenia, co może prowadzić do uszkodzeń.

Warstwy zewnętrzną i wewnętrzną ściany wykonuje się z:

• elementów ceramicznych,
• elementów wapienno-piaskowych (silikatowych),
• betonu komórkowego.

Izolację cieplną wykonuje się z:

• płyt styropianowych,
• płyt z wełny mineralnej.

Grubość izolacji musi być tak dobrana, żeby budynek spełniał wymagania normy cieplnej. W ścianach trójwarstwowych za ciepłochronność odpowiada przede wszystkim warstwa izolacyjna, dlatego pozostałe elementy takiej ściany można wykonywać z materiałów o niskich własnościach termoizolacyjnych. Aby uniknąć mostków termicznych, stropy i ściany wewnętrzne powinny stykać się tylko z wewnętrzną warstwą ściany zewnętrznej (wieńce stropowe powinny być oparte tylko na warstwie wewnętrznej).

Zależnie od rodzaju izolacji cieplnej, między warstwą elewacyjną i ociepleniem pozostawia się tzw. pustkę wentylacyjną lub układa materiały na styk. Wentylacja jest niezbędna przy ociepleniu wełną mineralną, gdyż umożliwia odparowanie wilgoci, która może pojawić się w wyniku kondensacji pary wodnej przenikającej przez warstwę wewnętrzną lub na skutek zamoknięcia warstwy elewacyjnej. Przepływ powietrza w szczelinie wentylacyjnej umożliwiają otwory rozmieszczone na dole i u góry takiej ściany.

W nowym budynku obie warstwy muru, wewnętrzną i zewnętrzną, wznosi się najczęściej prawie jednocześnie, przy zachowaniu różnicy poziomów do 50 cm. W ten sposób muruje się ściany z izolacją ze styropianu, który powinien być układany dwuwarstwowo, z przesunięciem styków w obu warstwach.

Natomiast przy ociepleniu wełną mineralną ścianę taką z reguły buduje się dwuetapowo - najpierw wznosi się warstwę konstrukcyjną, a następnie mocuje specjalnymi kotwami ocieplenie i stawia ściankę elewacyjną. Umożliwia to szczelne ułożenie wełny i utrzymanie jednakowej szerokości szczeliny wentylacyjnej na całej powierzchni ściany.

Zalety ścian trójwarstwowych:

• niemal nieograniczone możliwości uzyskania wysokiej ciepłochronności,
• możliwość stosowania materiałów konstrukcyjnych o małej szerokości (grubości),
• różnorodność sposobu wykończenia elewacji,
• stworzenie bardzo korzystnego mikroklimatu wewnątrz pomieszczeń.

Wady ścian trójwarstwowych:

• pracochłonność wykonania,
• wymagają starannego wykonawstwa.

Ściany zewnętrzne dwuwarstwowe

Układ warstw w ścianie dwuwarstwowej. W metodzie lekkiej mokrej termoizolacja jest chroniona prze uszkodzeniem przez tynk układany na siatce tynkarskiej.

Ściany zewnętrzne dwuwarstwowe składają się z:

• konstrukcyjnej warstwy nośnej,
• warstwy izolacyjnej pokrytej tynkiem lub mocowanej do konstrukcji warstwą osłonową.

Warstwę konstrukcyjną wykonuje się z:

• elementów ceramicznych: pełnych, porowatych,
• keramzytobetonu,
• elementów wapienno-piaskowych (silikatowych),
• betonu komórkowego.

Izolację cieplną wykonuje się z:

• płyt styropianowych (metodą lekką mokrą),
• płyt z wełny mineralnej lub szklanej (metodą lekką mokrą lub suchą).

Układ warstw w ścianie dwuwarstwowej. Metoda lekka sucha jest najkorzystniejsza dla osób samodzielnie budujących dom.

Ściana dwuwarstwowa jest w pewnym stopniu odmianą ściany trójwarstwowej, gdzie ciężką elewację zastępuje się warstwą tynku nakładaną bezpośrednio na ocieplenie lub lekką konstrukcją osłonową.

Ze względu na ograniczoną grubość układanego materiału izolacyjnego z przyczyn technologicznych i ekonomicznych, warstwa konstrukcyjna takiej ściany powinna również wykazywać dobre własności ciepłochronne, aby możliwe było uzyskanie niskiego współczynnika przenikania ciepła.

Praktycznie przy prawidłowym wykonaniu w takiej ścianie nie występują mostki cieplne a jej budowa przebiega zawsze dwuetapowo (najpierw ściana konstrukcyjna a później ocieplenie). Ścianą dwuwarstwową jest również ściana starego budynku po jego ociepleniu.

Zalety ścian dwuwarstwowych:

• mniejsze prawdopodobieństwo powstania mostków cieplnych,
• możliwość rozłożenia jej budowy w czasie,
• nie wymaga szerokich fundamentów.

Wady ścian dwuwarstwowych:

• niska odporność pokrycia na uszkodzenia mechaniczne,
• możliwość zawilgocenia ściany w przypadku niewłaściwego doboru ocieplenia do materiału konstrukcyjnego.

Ściany zewnętrzne jednowarstwowe

W ścianach zewnętrznych jednowarstwowych materiał, z którego wykonana jest ściana pełni jednocześnie dwie funkcje: konstrukcyjną i izolacyjną. Obecnie ściany jednowarstwowe, wykonywane są z dwóch rodzajów materiałów: jednorodnych bloczków z betonu komórkowego, ceramiki poryzowanej, keramzytobetonu lub elementów warstwowych z umieszczonym wewnątrz materiałem ocieplającym.

Z materiałów jednorodnych trudno zbudować ściany, które uzyskują przenikalność cieplną poniżej 0,3 W/(m²K). Lepszą ciepłochronność zapewniają ściany zbudowane z elementów warstwowych, ale problemem przy ich budowie jest uniknięcie mostków cieplnych na spoinach.

Zalety ścian jednowarstwowych:

• mniejsza pracochłonność wykonania w porównaniu ze ścianami dwu- i trójwarstwowymi,
• skrócenie czasu prac budowlanych.

Wady ścian jednowarstwowych:

• ograniczona ciepłochronność,
• trudno uniknąć mostków cieplnych w węzłach konstrukcyjnych i na złączach elementów,
• niska akumulacja ciepła.

opr.: Redakcja
zdjęcie otwierające: ZCB Owczary