Zasady projektowania docieplania budynków od wewnątrz
Rules of designing insulation of buildings from the inside
Budynek z murem pruskim – przykład budynku, w którym charakter elewacji nie pozwala na wykonanie ocieplenia od zewnątrz, fot. Wikimedia Commons
W myśl podstawowych kanonów fizyki budowli, przy zachowaniu swobody kształtowania oraz umiejscowienia warstw termoizolacyjnych, poprawnie zaprojektowana przegroda powinna charakteryzować się oporem cieplnym wzrastającym w kierunku zewnętrznym, a jednocześnie malejącym w tym samym kierunku oporze dyfuzyjnym pary wodnej [1].
Zobacz także
dr inż. Mariusz Gaczek, mgr inż. Paweł Gaciek, dr inż. Mariusz Garecki Mechaniczne mocowanie systemów ocieplania ścian ETICS – wpływ oddziaływania wiatru na ocieplenie
Jednym z podstawowych sposobów mocowania ociepleń ETICS do podłoży nośnych jest mocowanie mechaniczne, w którym do przytwierdzania termoizolacji stosuje się łączniki mechaniczne, zawsze jednak z dodatkowym...
Jednym z podstawowych sposobów mocowania ociepleń ETICS do podłoży nośnych jest mocowanie mechaniczne, w którym do przytwierdzania termoizolacji stosuje się łączniki mechaniczne, zawsze jednak z dodatkowym udziałem klejenia płyt izolacji termicznej do ocieplanej powierzchni. Ten sposób mocowania systemów wymaga wykonania obliczeń uzasadniających przyjętą liczbę i rodzaj łączników.
M.B. Market Ltd. Sp. z o.o. Czy piana poliuretanowa jest palna?
W artykule chcielibyśmy przyjrzeć się bliżej temu aspektowi i rozwiać wszelkie wątpliwości na temat palności pian poliuretanowych.
W artykule chcielibyśmy przyjrzeć się bliżej temu aspektowi i rozwiać wszelkie wątpliwości na temat palności pian poliuretanowych.
Ultrapur Sp. z o.o. Pianka poliuretanowa a szczelność budynku
Wielu inwestorów, wybierając materiał do ocieplenia domu, kieruje się głównie parametrem lambda, czyli wartością współczynnika przewodzenia ciepła. Jest on jedynym zestandaryzowanym współczynnikiem, który...
Wielu inwestorów, wybierając materiał do ocieplenia domu, kieruje się głównie parametrem lambda, czyli wartością współczynnika przewodzenia ciepła. Jest on jedynym zestandaryzowanym współczynnikiem, który określa właściwości izolacyjne materiału. Jednocześnie jest współczynnikiem wysoce niedoskonałym – określa, jak dany materiał może opierać się utracie ciepła poprzez przewodzenie.
W budynkach nowo wznoszonych warstwy izolacji cieplnej wykonywane są zatem na warstwach konstrukcyjnych. W przypadku docieplania budynków istniejących rozwiązanie takie z różnych względów nie zawsze jest możliwe. W sytuacji, gdy wymagana jest poprawa izolacyjności cieplnej ścian zewnętrznych, a jednocześnie nie ma możliwości ich ocieplenia od zewnątrz, stosuje się systemy termoizolacji wewnętrznych. Konieczność taka może wystąpić m.in. [2]:
- w obiektach zabytkowych (budynki wpisane do rejestru zabytków lub objęte ochroną konserwatorską),
- w obiektach o wartości architektonicznej (ciekawy charakter elewacji lub oryginalny wygląd budynku),
- w obiektach z ograniczeniem praw własności (w przypadku gdy część ścian zewnętrznych znajduje się dokładnie na granicy działki),
- w obiektach użytkowanych czasowo (ogrzewanie czasowe w nieregularnych okresach).
O czym przeczytasz w artykule:
|
Przedmiotem artykułu są zasady projektowania docieplania budynków od wewnątrz. Autor analizuje zagadnienia ochrony przed wilgocią i fizyki budowli oraz dokonuje oceny stanu istniejącego i fizycznej oceny systemu termoizolacji wewnętrznej. Podaje również ogólne informacje dotyczące planowania. Rules of designing insulation of buildings from the inside The article discusses the principles of designing building insulation from the inside. The author analyses the issues of protection against moisture and building physics, and assesses the existing condition and physical state of the internal thermal insulation system. The author also provides general information on planning. |
Konstrukcjom z wewnętrzną izolacją cieplną stawiane są szczególne wymagania wilgotnościowe w zakresie dyfuzji pary wodnej, zacinającego deszczu i mostków termicznych. Choć, jak każde rozwiązanie, ocieplenie od wewnątrz ma swoje wady i zalety (RYS. 1), współczesne rozwiązania materiałowe pozwalają na skuteczną poprawę stanu termicznego przegród, wymagają jednakże starannego planowania oraz skrupulatnego wykonania [1–3]. Najważniejsze zasady projektowania termoizolacji wewnętrznej opisane zostały m.in. w instrukcji WTA nr 6-4-16/E: „Wewnętrzna izolacja termiczna zgodnie z WTA I: przewodnik planowania” [4].
Na początku projektowania wewnętrznej izolacji termicznej należy ustalić cel jej wykonania – w większości jest nim jeden lub oba wymienione poniżej [4]:
- Poprawa komfortu i higieny – w wyniku zastosowania wewnętrznej izolacji termicznej temperatura wewnętrznej powierzchni ścian zewnętrznych zostaje zwiększona dzięki dodatkowemu oporowi cieplnemu. Zapobiega to tworzeniu się skroplin oraz rozwojowi grzybów pleśniowych. Zmniejszenie różnicy temperatury powietrza w pomieszczeniu oraz temperatury na powierzchni ściany zwiększa dodatkowo komfort cieplny.
- Oszczędność energii – termoizolacja zewnętrznej ściany budynku oferuje znaczny potencjał oszczędności energii cieplnej. Jednak wraz ze wzrostem oporu cieplnego przegrody rosną również wymagania dotyczące jakości wykonania. Umotywowana energetycznie maksymalna grubość nie zawsze stanowi najlepsze rozwiązanie dla całego systemu „istniejącego budynku”.
Wewnętrzna izolacja termiczna, oprócz swojej podstawowej roli, czyli redukcji strat ciepła przez przenikanie, pozwala na szybsze nagrzewanie się pomieszczeń w okresie zimowym (masywne ściany zewnętrzne ogrzewają się słabiej i z opóźnieniem), co stanowi zaletę w przypadku pomieszczeń użytkowanych krótkookresowo lub sporadycznie. Termoizolacja od wewnątrz może być również stosowana z systemami ogrzewania ściennego.
Zastosowanie izolacji termicznej na wewnętrznej stronie przegrody związane jest z różnymi aspektami fizyki budowli, przy czym na pierwszy plan wysuwają się zagadnienie dyfuzji pary wodnej, minimalna izolacyjność cieplna w miejscu mostków termicznych oraz zmniejszenie potencjału wysychania w związku z obciążeniem zacinającym deszczem.
Zastosowanie termoizolacji wewnętrznej może ponadto spowodować zmianę właściwości akustycznych konstrukcji. Podczas planowania docieplenia od wewnątrz należy również uwzględnić zróżnicowane wymagania w zakresie ochrony przeciwpożarowej oraz fakt, że nie wszystkie materiały izolacyjne można stosować we wszystkich obszarach.
Zastosowanie termoizolacji wewnętrznej wymaga uwzględnienia kilku dodatkowych aspektów:
- W przypadku potrzeby zamocowania czegokolwiek do ocieplonej ściany należy stosować odpowiednie kołki dostosowane do danego systemu, a w przypadku większych obciążeń elementy mocujące należy kotwić w podłożu, co z reguły wymaga specjalnych elementów mocujących.
- Instalacje wodonośne (wodno-kanalizacyjne, grzewcze) prowadzone w obrębie istniejących ścian, po wykonaniu ocieplenia od wewnątrz znajdą się w strefie niskiej temperatury, co może prowadzić do podwyższenia ryzyka wystąpienia szkód związanych z mrozem.
- Instalacje elektryczne w obrębie izolacji termicznej wewnętrznej wymagają specjalnych rozwiązań, ponieważ z jednej strony przenikają one przez warstwę termoizolacji (oraz warstwy uszczelniające, jeśli takie występują), z drugiej kable i styki znajdują się zwykle w obszarze, w którym zimą należy spodziewać się gromadzenia wilgoci.
- Ciężar systemu termoizolacji wewnętrznej należy uwzględnić w odniesieniu do nośności konstrukcji.
Ochrona przed wilgocią
Z uwagi na wzajemne oddziaływanie ciepła oraz wilgoci izolacja termiczna zawsze powoduje zmianę warunków wilgotnościowych przegrody. W przypadku termoizolacji od wewnątrz może to prowadzić do wzrostu wilgotności ściany zewnętrznej. Dlatego szczególnie istotnym aspektem jest ochrona przed wilgocią – rozumiana szerzej niż prawidłowa ochrona przed wilgocią wnikającą od zewnątrz oraz wodą rozbryzgową – a podstawą planowania jest znajomość fizycznych parametrów przegrody i ich wzajemnego oddziaływania.
Jednym z najważniejszych parametrów przy ocenie ilości wnikającej wilgoci oraz zdolności wysychania konstrukcji jest równoważna dyfuzyjnie grubość warstwy powietrza (równowagowy współczynnik oporu dyfuzyjnego sd) warstwy wewnętrznej i zewnętrznej. Wartość współczynnika sd oblicza się na podstawie grubości warstwy pomnożonej przez współczynnik oporu dyfuzji pary wodnej (μ) odpowiedniej warstwy składowej [5].
Wartość współczynnika oporu dyfuzji pary wodnej nie zawsze może być wyznaczona bezpośrednio, ale można ją oszacować na podstawie rodzaju materiału i jego gęstości [6]. Właściwości dyfuzji pary wodnej materiałów, które mają być zastosowane w systemie wewnętrznej izolacji cieplnej, powinny być określane przez producentów (zaczerpnięte z norm, odpowiednich baz danych lub dokumentów aprobacyjnych).
Równie ważna dla oceny ochrony przed zawilgoceniem (np. w wyniku zacinającego deszczu lub kondensacji na powierzchni elementu) jest świadomość przewodności kapilarnej materiałów budowlanych [7]. Woda w strukturze przegrody nie pozostaje w jednym miejscu, ale jest rozprowadzana w elemencie zgodnie z odpowiednimi właściwościami transportowymi materiału – w kontakcie z ciekłą wodą przewodnictwo kapilarne charakteryzuje między innymi współczynnik absorpcji wody (wartość w).
Wartość współczynnika absorpcji elewacji lub strefy cokołowej jest niezbędna do oceny ochrony przed zacinającym deszczem, jednak podczas oceny całej konstrukcji należy wziąć pod uwagę inne uwarunkowania, takie jak grubość ścian, zmiana materiału, a także fakt, że warstwy przyścienne materiałów budowlanych mogą mieć działanie przerywające kapilarny transport wilgoci.
W przypadku systemów ociepleń wewnętrznych, których funkcjonalność opiera się na przewodności kapilarnej materiału izolacyjnego, producent musi dostarczyć parametry do oceny cieplno-wilgotnościowej.
W przypadku większości stosowanych materiałów budowlanych nie można uzyskać efektu, że będą one całkowicie suche, lecz będą zawierać pewną ilość wody, wynikającą z ich właściwości magazynowania wilgoci oraz wilgotności względnej otoczenia. Zjawisko to nie jest szkodliwe, o ile zawartość wody w dłuższym okresie nie przekracza określonych granic.
Zachowanie wilgoci w materiałach budowlanych można w uproszczony sposób opisać za pomocą charakterystycznych wartości zawartości wody (wilgotności) [8]:
- w80 – wilgotność higroskopijna to zawartość wody w materiale budowlanym przy wilgotności względnej powietrza wynoszącej 80% (odpowiadającej w przybliżeniu średniej wilgotności względnej klimatu zewnętrznego),
- w95 – zawartość wody w materiale budowlanym przy wilgotności względnej powietrza 95%, określana również jako wilgotność nadhigroskopijna (uważana za granicę, powyżej której w porach materiału oczekuje się wody w stanie ciekłym),
- wu – zawartość wody w materiale budowlanym przy nasyceniu kapilarnym (określana np. przy wyznaczaniu wartości współczynnika absorpcji kapilarnej [9–10]).
Podstawę do określenia celu energetycznego i wymiarowania systemu termoizolacji stanowi opór cieplny R lub wynikający z niego współczynnik przenikania ciepła U [11].
Podstawowe znaczenie ma określenie przewodności cieplnej oraz grubości istniejących warstw konstrukcyjnych. Jeżeli nie są dostępne dokładne właściwości materiałowe, przewodność cieplną warstw konstrukcyjnych w istniejących budynkach można łatwo oszacować na podstawie wartości tabelarycznych (np. wg [6]) lub wyznaczyć na podstawie gęstości przy użyciu znanych zależności fizycznych. W razie wątpliwości istniejący opór cieplny należy zaokrąglić w dół, aby zapewnić ocenę po bardziej krytycznej, a tym samym bezpieczniejszej stronie pod względem wilgoci.
Przewodność cieplna materiałów stosowanych przy ocieplaniu od wewnątrz powinna być deklarowana przez producenta (na podstawie odpowiednich norm, świadectw badań lub dokumentów aprobacyjnych).
Wpływ na zawilgocenie przegrody mają również:
- sposób użytkowania pomieszczeń i wynikający z niego klimat wewnętrzny (determinujący w znacznym stopniu dyfuzję wilgoci w okresie zimowym),
- temperatura po zewnętrznej stronie przegrody (wpływająca zimą na gradienty ciśnienia cząstkowego pary wodnej, a tym samym na dopływ wilgoci do elementu) oraz promieniowanie słoneczne na zewnętrzne elementy znajdujące się powyżej poziomu gruntu.
Fizyka budowli
Dodatkowa warstwa wewnętrznej izolacji cieplnej powoduje termiczne oddzielenie (tym większe, im wyższy opór cieplny termoizolacji) konstrukcji przegrody od klimatu wewnętrznego. Skutkuje to większymi niż wcześniejsze rocznymi zmianami temperatury w warstwach, na których zastosowano docieplenie.
RYS. 2. Schematyczne przedstawienie konstrukcji ściany izolowanej od wewnątrz w warunkach zimowych – znaczny spadek temperatury w wewnętrznej izolacji termicznej zwiększający strumień dyfuzji może prowadzić do gromadzenia się wilgoci wewnątrz przegrody [4]; rys.: B. Monczyński
W okresie zimowym punkt, w którym temperatura spada poniżej 0°C, przesuwa się w kierunku wewnętrznej strony przegrody. Przy wysokiej wilgotności może to skutkować tworzeniem się lodu na pierwotnej powierzchni wewnętrznej lub w strukturze przegrody, względnie zamarzaniem wody w instalacjach znajdujących się w strefie przemarzania.
Zastosowanie termoizolacji wewnętrznej może również (w wyniku dyfuzji lub konwekcyjnego dopływu wilgoci) prowadzić do zwiększonego obciążenia wilgocią na granicy między izolacją cieplną a istniejącą konstrukcją przegrody.
W okresie zimowym, gdy gradient temperatury w materiale termoizolacyjnym jest największy ze względu na wykładniczą zależność prężności pary nasyconej od temperatury, następuje również zwiększony transport pary. Ponieważ materiały izolacyjne często charakteryzują się niskim oporem dyfuzyjnym (TABELA 1), wewnątrz konstrukcji może dochodzić do gromadzenia się wilgoci (RYS. 2).
TABELA 1. Parametry techniczne wybranych materiałów termoizolacyjnych stosowanych w ociepleniach od wewnątrz [2]
Wiele materiałów budowlanych może wchłaniać pojawiającą się wilgoć, dlatego w większości przypadków nie dochodzi do kondensacji bezpośredniej, lecz raczej do stopniowego wzrostu zawilgocenia na granicy między izolacją cieplną a istniejącą konstrukcją (z tego powodu przed zastosowaniem ocieplenia od wewnątrz należy usunąć znajdujące się w obszarze granicznym materiały wrażliwe na wilgoć, takie jak tynki gipsowe czy elementy drewniane).
Akumulacja wilgoci w wyniku dyfuzji pary wodnej zależy w znacznej mierze od warunków termicznych w całym przekroju przegrody oraz oporów dyfuzyjnych materiałów składających się na system ocieplenia od wewnątrz. Rozróżnia się trzy podstawowe sposoby rozwiązywania kwestii pojawiającej się wilgoci [3–4, 12–13]:
- ocieplenie od wewnątrz zapobiegające wystąpieniu kondensacji (zalecana wartość dyfuzyjnie równoważnej grubości warstwy powietrza izolacji termicznej lub zastosowanej paroizolacji sd ≥ 1500 m),
- ocieplenie od wewnątrz minimalizujące wystąpienie kondensacji (dopuszczone stosowanie materiałów stanowiących opór dyfuzyjny 0,5 < sd < 1500 m),
- ocieplenie od wewnątrz dopuszczające wystąpienie kondensacji z udowodnieniem, że powstający w niekorzystnym okresie kondensat odparuje w ciągu roku obliczeniowego (dopuszczone stosowanie materiałów stanowiących opór dyfuzyjny, dla których dyfuzyjnie równoważna grubość warstwy powietrza sd < 0,5 m) – wykorzystywane w tego typu rozwiązaniach materiały termoizolacyjne są aktywne kapilarnie oraz umożliwiają kumulowanie powstałego kondensatu w swojej strukturze bez pogorszenia ich właściwości fizycznych.
Do zawilgocenia struktury przegrody ocieplonej od wewnątrz może dochodzić również w wyniku konwekcyjnego dopływu wilgoci. Przenikanie wilgotnego powietrza za wewnętrzną izolację termiczną powoduje skraplanie się wilgoci w tym obszarze. W związku z tym należy zapewnić szczelność całej konstrukcji, a szczególnie istotne jest prawidłowe zabezpieczenie tzw. miejsc krytycznych, takich jak przepusty oraz miejsca połączeń i zakończeń.
Ocieplenie budynku od wewnątrz związane jest ze zwiększoną ilością mostków termicznych, przede wszystkim w miejscu połączenia ocieplonych ścian ze ścianami wewnętrznymi oraz stropami, a także na ościeżach okien i drzwi zewnętrznych oraz innych skomplikowanych obszarach połączeń. Na przejściu z obszaru izolowanego do nieocieplonego, ze względu na większy przepływ ciepła, temperatura na powierzchni przegrody może być znacznie niższa (w krytycznym przypadku niższa nawet niż przed zastosowaniem ocieplenia od wewnątrz).
Osiągnięcie krytycznej wilgotności powierzchni może skutkować rozwojem pleśni. Z tego powodu miejsca występowania potencjalnych mostków cieplnych muszą być dokładnie zbadane oraz sprawdzone pod kątem zgodności z minimalną izolacją termiczną.
Wewnętrzna izolacja termiczna wpływa na proces wysychania konstrukcji – w przypadku konstrukcji nieocieplonej wnikająca lub zawarta w niej wilgoć może wysychać w obu kierunkach, a więc także do wewnątrz (w przypadku ścian piwnic w jednym kierunku – wyłącznie do wewnątrz). Zastosowanie wewnętrznej izolacji termicznej, która hamuje dyfuzję lub zawiera paroizolację, w znaczący sposób ogranicza wysychanie do wewnątrz. Wewnętrzna izolacja cieplna obniża ponadto średnioroczny poziom temperatury ścian zewnętrznych, co również spowalnia wysychanie. Mając powyższe na uwadze, tam, gdzie to konieczne, należy zapewnić wystarczający potencjał schnięcia – w takim przypadku konstrukcje przepuszczalne powinny być preferowane w stosunku do wariantów hamujących dyfuzję.
Ocena stanu istniejącego
Określenie celu renowacji oraz inwentaryzację istniejącej konstrukcji należy wykonać przed rozpoczęciem planowania i wykonania wewnętrznej izolacji termicznej. Cel termomodernizacji może wynikać bezpośrednio z rezultatów oceny (np. osiągnięcie minimalnej izolacyjności termicznej), z uwzględnieniem wymagań użytkowych lub ochrony zabytków, lub też być określony przez właściciela budynku (w takim wypadku należy przeprowadzić ewaluację, aby wykluczyć ewentualne szkody spowodowane termorenowacją).
Oględziny lub inwentaryzację nieruchomości należy traktować jako element niezbędny – tylko w ten sposób można zapewnić rzetelną i kompleksową ocenę zaistniałej sytuacji. Należy się jednak skupić nie tyle na jakości termicznej istniejącej konstrukcji, którą w razie potrzeby można również oszacować na podstawie istniejących planów i danych materiałowych, ale raczej na ogólnej fizycznej sytuacji budynku, w tym wilgoci, hałasie i, jeśli to konieczne, ochronie przeciwpożarowej.
Należy określić i udokumentować następujące kryteria:
- ogólne dane budynku (wymogi ochrony zabytków, jeśli mają zastosowanie),
- istniejący układ warstw przegrody (zastosowane materiały, ich wymiary oraz zużycie i ewentualne uszkodzenia),
- ogólny stan elementu/konstrukcji (występujące pęknięcia, uszkodzenia, zastosowane materiały, obecność i umiejscowienie instalacji),
- warunki wilgotnościowe elementu (obciążenie/ochrona przed deszczem, inne obciążenia wilgocią, np. podciąganie kapilarne),
- warunki klimatyczne w pomieszczeniach,
- mostki termiczne,
- wymagania wynikające z użytkowania,
- wcześniej istniejące uszkodzenia.
Fizyczna ocena systemu termoizolacji wewnętrznej
Ze względu na ścisły związek zjawisk termicznych i higienicznych prawidłowa ocena termoizolacji wewnętrznej obejmuje nie tylko obliczenia wymiany ciepła, ale także analizę wilgotności konstrukcji. Należy przy tym przestrzegać odpowiednich wymagań krajowych – w myśl Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [14] budynek oraz jego instalacje powinny być zaprojektowane i wykonane w sposób zapewniający spełnienie następujących wymagań minimalnych:
- wartość wskaźnika rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP [kWh/(m2·rok)] jest mniejsza lub równa wartości maksymalnej (TABELA 2),
- przegrody oraz wyposażenie techniczne budynku odpowiadają przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej (TABELA 3).
TABELA 2. Cząstkowe wartości wskaźnika EP na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej [15]
1) od 1.01.2019 r. – w przypadku budynków zajmowanych przez władze publiczne oraz będących ich własnością
TABELA 3. Wymagania minimalnej izolacyjności cieplnej dla ścian zewnętrznych [15]
Pomieszczenie ogrzewane – pomieszczenie, w którym na skutek działania systemu ogrzewania lub w wyniku bilansu strat i zysków ciepła utrzymywana jest temperatura wewnętrzna, której wartość określona w §134 ust. 2 rozporządzenia [14]
ti – temperatura obliczeniowa ogrzewanego pomieszczenia zgodnie z §134 ust. 2 rozporządzenia [14]
1) od 1.01.2019 r. – w przypadku budynków zajmowanych przez władze publiczne oraz będących ich własnością
W celu oceny higienicznej systemu termoizolacji od wewnątrz należy przeanalizować dwa podstawowe obciążenia wilgocią: wilgoć wprowadzaną w wyniku dyfuzji pary wodnej od wewnątrz oraz przenikanie wilgoci z zewnątrz w wyniku zacinającego deszczu.
Kompleksową ocenę cieplno-wilgotnościową termoizolacji wewnętrznej można przeprowadzić wyłącznie przy użyciu odpowiednich programów symulacyjnych sprężonego transportu ciepła i wilgoci – jest to jedyny sposób na rejestrowanie i mapowanie wszystkich istotnych warunków brzegowych, dotyczących materiałów oraz klimatu. W przypadku powierzchni ściany bez mostków termicznych, przy normalnym obciążeniu wilgocią i wykluczeniu dodatkowych jej źródeł, jak również przy założeniu, że nie występuje konwekcyjny przepływ powietrza między termoizolacją a ścianą zewnętrzną, można zastosować uproszczoną metodę obliczeń. Stosowanie metody uproszczonej musi jednak zostać uzasadnione oraz udokumentowane.
W przypadku minimalnego zakresu termoizolacji [∆Ri ≤ 0,5 (m2∙K)/W] lub ∆Ri ≤ 1,0 (m2∙K)/W w połączeniu z minimalnym oporem dyfuzyjnym pełnego systemu termoizolacji wewnętrznej sdi > 0,5 m) ocena wilgotności powierzchni chłonnych nie jest wymagana.
Aby uproszczona metoda oceny mogła mieć zastosowanie, należy zagwarantować wystarczającą ochronę przed zacinającym deszczem. W tym celu musi zostać spełniony jeden z następujących warunków:
- w danej lokalizacji i ekspozycji elewacji zacinający deszcz nie występuje lub jest niewielki,
- układ konstrukcji zapewnia ochronę przed zacinającym deszczem (np. mur z oblicówką),
- powierzchnia wystawiona na obciążenie zacinającym deszczem została zabezpieczona, tj. spełnia następujące kryteria: w ∙ sd ≤ 0,1 kg/(m∙√h) przy w ≤ 0,2 kg/(m2∙√h) oraz sd ≤ 1,0 m.
Zasady planowania przy większej poprawie izolacyjności termicznej przedstawia RYS. 3. Wskazuje on wymagany minimalny opór dyfuzyjny sdi systemu ocieplenia od wewnątrz dla planowanej poprawy izolacji termicznej ∆Ri.
RYS. 3. Minimalne wymagania w zakresie współczynnika oporu dyfuzyjnego sdi systemu termoizolacji wewnętrznej (wszystkie elementy systemu) w połączeniu z poprawą izolacyjności cieplnej ΔRi dla podłoży o różnej chłonności [4]; rys.: B. Monczyński
Uwzględnione zostały dwa typy podłoża (w zależności od ich chłonności) – w przypadku podłoży chłonnych pojawiająca się wilgoć może zostać rozprowadzona w ścianie wewnętrznej (nie następuje jej akumulacja w płaszczyźnie kondensacji), dzięki czemu można zastosować niższy poziom wymagań. W przypadku gdy współczynnik oporu dyfuzyjnego będzie wyższy niż wskazana wartość minimalna, można uznać, że na warstwie przyściennej nie nastąpi swobodna kondensacja pary. Jeśli kryterium to nie zostało spełnione, należy wykonać pełną symulację numeryczną.
Schemat uproszczonego planowania można jednak stosować wyłącznie wtedy, gdy:
- zapewniona została prawidłowa ochrona przed zacinającym deszczem,
- ocieplany element nie ma kontaktu z gruntem i nie występują inne źródła zawilgocenia,
- ocieplany element charakteryzuje się oporem cieplnym R ≥ 0,4 (m2∙K)/W,
- w pomieszczeniu przeważa normalny klimat,
- średnia roczna temperatura zewnętrzna wynosi ≥ 7°C,
- poprawa oporu cieplnego ∆R nie powinna przekraczać 2,5 (m2∙K)/W w przypadku podłoży nasiąkliwych oraz 2,0 (m2∙K)/W dla podłoży nienasiąkliwych.
Korzystając ze schematu uproszczonej oceny, należy ponadto zwrócić uwagę na to, że:
- w przypadku zastosowania na podłożach niechłonnych paroizolacji dostosowującej się do wilgoci (dowód użytkowy producenta) można zastosować wewnętrzną izolację o oporze termicznym ∆R ≤ 2,5 (m2∙K)/W,
- dla wymagań dotyczących wartości współczynnika absorpcji kapilarnej w przez podłoże należy rozumieć obszar ok. 10 mm konstrukcji ściany za wewnętrzną izolacją cieplną – w obszarze tym nie mogą występować żadne warstwy hamujące absorbcję (np. powłoki malarskie, pozostałości kleju do tapet itp.), a w razie wątpliwości należy wybrać wariant „słabo chłonne podłoża”,
- istniejący materiał ścienny oraz wewnętrzna warstwa planowanej izolacji termicznej muszą być odporne na wilgoć (wilgotność równowagowa do 95% wilgotności względnej powietrza),
- uproszczona metoda oceny nie dotyczy przepuszczalnych/aktywnych kapilarnie systemów termoizolacji wewnętrznej.
Ogólne informacje dotyczące planowania
Przy planowaniu i wymiarowaniu termoizolacji wewnętrznej należy zasadniczo wziąć pod uwagę następujące aspekty:
- wyższa wartość oporu cieplnego R istniejącej konstrukcji z zasady oznacza niższe ryzyko kondensacji oraz umożliwia zastosowanie większych grubości warstw ocieplenia od wewnątrz,
- należy zapewnić brak uszkodzeń w miejscach połączeń (komponenty zintegrowane, ościeża okienne itp.) – dotyczy to również wartości poprawy izolacyjności cieplnej ∆Ri < 1,0 (m2∙K)/W,
- im bardziej nieprzepuszczalny jest system termoizolacji od wewnątrz, tym mniejszy potencjał wysychania w kierunku wnętrza – w związku z tym należy stosować zasadę: tak nieprzepuszczalna jak jest to konieczne, na tyle przepuszczalna jak tylko możliwe,
- w celu uwzględnienia w obliczeniach właściwości kapilarnych systemów termoizolacji wewnętrznej zalecana jest analiza numeryczna.
Ogólny schemat planowania ocieplenia od wewnątrz przedstawia RYS. 4.
Literatura
1. R. Wójcik, „Docieplanie budynków od wewnątrz”, Grupa MEDIUM, Warszawa 2017.
2. K. Pawłowski, „Ocieplenie przegród od wewnątrz z uwzględnieniem wymagań cieplno-wilgotnościowych od 1 stycznia 2021 r.”, „IZOLACJE” 6/2020, s. 32–41.
3. B. Orlik-Kożdoń, T. Steidl, „Docieplanie budynków od wewnątrz – wymagania prawne i zalecenia do projektowania”, Wydanie specjalne miesięcznika „IZOLACJE” 2/2020, s. 106–111.
4. WTA Guideline 6-4-16/E, „Internal thermal insulation according to WTA I: planning guide”, Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V., München 2016.
5. B. Monczyński, „Przyczyny zawilgacania budynków”, „IZOLACJE” 1/2020, s. 88–93.
6. PN-EN ISO 10456:2009, „Materiały i wyroby budowlane – Właściwości cieplno-wilgotnościowe – Tabelaryczne wartości obliczeniowe i procedury określania deklarowanych i obliczeniowych wartości cieplnych”.
7. B. Monczyński, „Transport wody w postaci ciekłej w porowatych materiałach budowlanych”, „IZOLACJE” 2/2020, s. 90–92.
8. B. Monczyński, „Diagnostyka zawilgoconych konstrukcji murowych”, „IZOLACJE” 1/2019, s. 89–93.
9. PN-EN 15801:2010, „Konserwacja dóbr kultury – Metody badań – Oznaczanie absorpcji kapilarnej”.
10. PN-EN ISO 15148:2004, „Cieplno-wilgotnościowe właściwości użytkowe materiałów i wyrobów budowlanych – Określanie współczynnika absorpcji wody przez częściowe zanurzenie”.
11. PN-EN ISO 6946:2017-10, „Komponenty budowlane i elementy budynku – Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła – Metody obliczania”.
12. T. Duzia, N. Bogusch, „Basiswissen Bauphysik“, Grundlagen des Wärme- und Feuchteschutzes, Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2020.
13. DIN 4108-3:2018-10, „Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz – Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung”.
14. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2002 r. nr 75, poz. 690).
15. Obwieszczenie Ministra Inwestycji i Rozwoju z dnia 8 kwietnia 2019 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2019 r., poz. 1065).