Analityczna ocena nowoczesnych ścian zewnętrznych

Obecnie na rynku jest coraz więcej nowych produktów umożliwiających wprowadzenie korzystnych zmian w budownictwie. Należy zwrócić uwagę na to, aby wyroby te spełniały podstawowe wymagania co do:

– nośności i stateczności,

– bezpieczeństwa pożarowego,

– prawidłowych warunków higieniczno-zdrowotnych w pomieszczeniach,

– bezpieczeństwa użytkowania,

– ochrony przed hałasem i drganiami,

– izolacyjności termicznej zapewniającej oszczędność energii.

Wymienione powyżej podstawowe wymagania są także głównymi czynnikami, które bierze pod uwagę przyszły użytkownik obiektu.

Zasadnicze zmiany są ukierunkowane na lekkie i energooszczędne technologie, wykorzystujące polskie materiały o wysokiej jakości, z których można wznosić szybko i tanio budynki o wysokim standardzie [3].

Przykładem takich rozwiązań są nowoczesne systemy budowlane: „SOLBET”, „TERMAT”, „POROTHERM”, które proponują cały asortyment materiałów (elementów) budowlanych od bloczków fundamentowych po nadproża i stropy.

 

Wymagania stawiane ścianom zewnętrznym

Wacław Żenczykowski podaje następującą definicję ściany: „Ściana jest to element konstrukcyjny służący do przenoszenia obciążeń (głównie pionowych) oraz stanowiący przegrodę oddzielającą pomieszczenia między sobą (ściany wewnętrzne) lub od środowiska zewnętrznego (ściany zewnętrzne)”.

Zewnętrzna przegroda budowlana powinna spełniać wymagania zarówno konstrukcyjne jak i cieplno-wilgotnościowe. Wymagania konstrukcyjne dla ścian murowych reguluje norma „Konstrukcje murowe niezbrojone” – PN-B-03002, która w punkcie 6. formułuje je następująco:

– materiały murowe i zaprawy powinny być dobierane odpowiednio do rodzaju muru, ułożenia elementów murowych i wymagań dotyczących trwałości,

– wymagana grubość spoin wynosi min. 8 mm, max 15 mm; w przypadku spoin cienkich min. 1 mm, max 3 mm,

– konstrukcje murowe winny być zaprojektowane tak, aby przez cały przewidywany okres użytkowania w określonych warunkach środowiskowych i przy właściwej konserwacji odpowiadały założonemu przeznaczeniu (norma podaje 5 klas środowiskowych),

– minimalna grubość ścian konstrukcyjnych z muru o wytrzymałości charakterystycznej f k ³ 5 Mpa wynosi 100 mm, a o f k < 5 Mpa –150 mm,

– w budynkach ze ścianami murowymi o dwóch lub więcej kondygnacjach przewidzieć należy wieńce żelbetowe, obiegające w poziomie stropu wszystkie ściany konstrukcyjne budynku. Pole powierzchni wieńca powinno być nie mniejsze niż 0,025 m².

Z uwagi na rodzaj materiału norma [4] podaje następujące rodzaje elementów murowych: ceramiczne, silikatowe, betonowe, z autoklawizowanego betonu komórkowego, z kamienia naturalnego. Elementy muruje się na zwykłe oraz cienkie spoiny. Ponadto norma podaje kategorie elementów murowych (I, II). Do wykonywania murów stosuje się:

– zaprawy zwykłe o gęstości większej niż 1500 kg/m³,

– zaprawy lekkie o gęstości nie większej niż 1500 kg/m³,

– zaprawy do cienkich spoin, o określonych klasach zaprawy.

Pod względem cieplno-wilgotnościowym wymagania reguluje Rozporządzenie [7] oraz norma PN-EN ISO 6946 [5]. Najistotniejszym wymaganiem pod względem cieplno-wilgotnościowym zewnętrznej przegrody jest spełnienie warunku izolacyjności cieplnej przegrody zewnętrznej, wyrażonego współczynnikiem przenikania ciepła U; U £ U max. Wartości U max podane w Rozporządzeniu [7] wynoszą:

– dla ścian jednowarstwowych – 0,50 W/m²K,

– dla ścian warstwowych 0,30 W/m²K.

W pracy przedstawiono analizę materiałową nowoczesnych jednowarstwowych ścian zewnętrznych.

 

Analiza materiałowa ścian zewnętrznych

Do analizy wybrano 3 modele jednowarstwowych ścian zewnętrznych systemów: „SOLBET”, „TERMAT”, „POROTHERM”.

System „SOLBET” bazuje na autoklawizowanym betonie komórkowym, wytwarzanym z surowców mineralnych odpowiednio spulchnionych dla uzyskania porowatej struktury, w którym zastosowano rozsądny kompromis między lekkością a wytrzymałością, przy bardzo korzystnej izolacyjności termicznej i niskich kosztach wytwarzania. Charakteryzuje się niską gęstością objętościową (400–700 kg/m³), wysoką izolacyjnością cieplną ( l = 0,15–0,20 W/m K), a poza tym jest materiałem trwałym.

Warto podkreślić, że z betonu komórkowego budowane są powszechnie domy mieszkalne we wszystkich krajach europejskich, a także i na innych kontynentach, w różnych strefach klimatycznych.

Stosowany jest szczególnie do budowy ścian, lecz można z niego wykonywać również i inne części budynku. Producenci opracowali i rozwinęli własne technologie produkcji i systemy budowlane z betonu komórkowego „od piwnicy aż po dach”.

System „TERMAT” opiera się na keramzytobetonie. Jest to materiał powstały ze zmieszania keramzytu (kruszywo ceramiczne) z cementem i wodą. Wytwarzane z keramzytu materiały budowlane są jakościowo lepsze od tradycyjnych i znacznie tańsze. Ich proces produkcji nie niszczy środowiska. Bloczki ścienne z keramzytobetonu do budowy murów nośnych i działowych są lekkie (mały ciężar objętościowy – od 500 do 700 kg/m³), a układane na cienkiej zaprawie ciepłochronnej skracają czas realizacji. Wybudowana ściana jest sucha i ciepła (bardzo dobre parametry cieplne i akustyczne l = 0,17–0,18 W/m K).

Ceramiczne materiały ścienne znane są od zamierzchłej historii, jednak pustaki ceramiczne poryzowane systemu POROTHERM są materiałem nowoczesnym. Stosowana metoda produkcyjna (większość producentów stosuje jako materiał poryzujący – granulat poliestrowy lub wióry drzewne) pozwala na wykonanie elementów o precyzyjnych wymiarach. Ponadto ceramiczne elementy poryzowane charakteryzują się znakomitą odpornością ogniową, dobrymi parametrami izolacyjności termicznej ( l = 0,14–0,16 W/m K) i akustycznej oraz gwarantują odpowiednią wytrzymałość. Z omawianych pustaków można budować ściany budynków o wysokości 5–6 kondygnacji.

Przy ocenie rozwiązań systemowych ścian jednomateriałowych „SOLBET”, „TERMAT”, „POROTHERM” wzięto pod uwagę następujące kryteria:

– grubość przegrody zewnętrznej,

– współczynnik przenikania ciepła U,

– koszt wykonania m² ściany.

W tabeli poniżej zamieszczono obliczone parametry analizowanych ścian jednomateriałowych, z jednoczesnym przedstawieniem tych samych parametrów dla innych wybranych ścian warstwowych.

 

Tabela 1. Zestawienie wyników przeprowadzonej analizy na podstawie: [1, 2, 6]

Lp. Charakterystyka przegrody Grubość d [m] U [W/m² K] Koszt 1 m² ściany [zł]
1 Jednowarstwowa ściana z betonu komórkowego „SOLBET” 0,360 0,35 97,73
2 Jednowarstwowa ściana z keramzytobetonu „TERMAT” 0,365 0,45 115,20
3 Jednowarstwowa ściana z ceramiki poryzowanej „POROTHERM” 0,440 0,31 118,52
4 Ściana trójwarstwowa:– bloczek z betonu komórkowego 24 cm– styropian 12 cm

– cegła dziurawka 12 cm

0,480 0,29 104,79
5 Ściana trójwarstwowa:– cegła pełna 25 cm– wełna mineralna 15 cm

– pustka powietrzna 3 cm

– cegła klinkierowa 12 cm

0,550 0,28 133,33
6 Ściana dwuwarstwowa:– pustak POROTHERM 25– termoizolacja 10 cm 0,350 0,30 188,36
7 Ściana dwuwarstwowa:– pustak U– termoizolacja 0,370 0,27 221,47

 

Wnioski

Z przedstawionej analizy ścian jednowarstwowych trzech systemów budowlanych: „SOLBET”, „TERMAT”, „POROTHERM” pod kątem ich grubości, współczynnika przenikania ciepła U i kosztu wykonania wynika, że:

– system „SOLBET” proponuje ściany o najmniejszej grubości i najmniejszym koszcie wykonania oraz stosunkowo niskim współczynniku przenikania ciepła U (U = 0,35 W/m² K), zbliżonym do współczynników ścian warstwowych,

– w systemie „TERMAT” ściany posiadają małą grubość (36,5 cm), ale są droższe i mają najwyższy z analizowanych współczynnik przenikania ciepła (U = 0,45 W/m² K),

– system „POROTHERM” proponuje ściany stosunkowo grube (44 cm) i najdroższe w wykonaniu, ale o najkorzystniejszym współczynniku przenikania ciepła (U = 0,31 W/m² K).

Analiza materiałowa ścian jednowarstwowych na tle innych rozwiązań tj. ścian dwu- i trójwarstwowych wykazała, że:

– mają one mniejszą grubość, a spełniają jednocześnie funkcje nośne i izolacyjne,

– uzyskują wyższe (mniej korzystne) współczynniki przenikania ciepła, spełniające jednak wymagania określone w przepisach,

– ich zaletą jest lekkość wznoszonej konstrukcji, mniejsze zużycie materiału, a tym samym pracochłonność i niższa cena.

Które z kryteriów zostanie uznane za najważniejsze, o tym zadecyduje przyszły inwestor wraz z projektantem. Powyższa analiza miała na celu uzupełnić informacje podawane przez producentów materiałów i przedstawić je na tle innych propozycji, a zatem może ona stanowić materiał pomocniczy w wyborze właściwej technologii budowy domu.

 

Małgorzata Krajewska

Krzysztof Pawłowski

ATR Bydgoszcz

WARSTWY – DACHY I ŚCIANY nr 2/2006

 

Literatura

[1] Cholewka M., 2002. Analiza możliwości zastosowania materiałów budowlanych systemu POROTHERM na przykładzie wybranego budynku mieszkalnego. Praca magisterska napisana pod kierunkiem dr inż. M. Krajewskiej, ATR Bydgoszcz.

[2] Jaskulski A., 2002. Analiza możliwości zastosowania materiałów budowlanych systemu SOLBET na przykładzie wybranego budynku mieszkalnego jednorodzinnego. Praca magisterska napisana pod kierunkiem dr inż. M. Krajewskiej, ATR Bydgoszcz.

[3] Pawłowski K., 2000. Studium czynników jakości produktu budowlanego. Praca magisterska napisana pod kierunkiem dr inż. J. Bizon-Góreckiej, ATR Bydgoszcz.

[4] PN-B-03002. Konstrukcje murowe niezbrojone. Projektowanie i obliczanie.

[5] PN-EN ISO 6946. Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metody obliczania.

[6] Przybysz L., 2002. Analiza możliwości zastosowania materiałów budowlanych systemu TERMAT na przykładzie wybranego budynku mieszkalnego jednorodzinnego. Praca magisterska napisana pod kierunkiem dr inż. M. Krajewskiej, ATR Bydgoszcz 2002.

[7] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dziennik Ustaw nr 75 z dnia 15 czerwca 2002 r.

Udostępnij ten wpis

Post Comment