Ściany zewnętrzne, wraz z zamontowanymi w nich oknami i drzwiami, są – obok dachu i podłogi na gruncie lub stropu nad nieogrzewaną piwnicą – tymi elementami ogrzewanego domu, przez które w chłodnych porach roku ucieka z niego ciepło. Ponieważ jednak powierzchnia ścian jest zwykle większa niż pozostałych przegród zewnętrznych, więc to właśnie ich izolacyjność termiczna ma bardzo istotny wpływ na wysokość rachunków za ogrzewanie domu.
Dotyczy to zarówno budynków piętrowych, jak i domów ze stromymi dachami i użytkowym poddaszem, których w Polsce buduje się najwięcej. Także w domach parterowych powierzchnia ścian jest większa niż ocieplonego od góry stropu czy zaizolowanej termicznie podłogi na gruncie.
Izolacyjność ścian zewnętrznych
Dążenie do ograniczenia ilości energii, zużywanej do ogrzewania domów, wynika nie tylko z tego, że jest ona coraz droższa. Przede wszystkim pochodzi ona głównie z paliw nieodnawialnych, których zasoby dramatycznie szybko się kończą.
Do tego wytwarzanie z nich ciepła, zużywanego do ogrzewania domu i podgrzewania w nim wody, wiąże się z emisją ogromnych ilości dwutlenku węgla, będącego głównym czynnikiem zmian klimatycznych. Nie bez znaczenia są też powstające przy tym różnego rodzaju zanieczyszczenia, obniżające jakość powietrza, którym oddychamy.
Nic zatem dziwnego, że wciąż zwiększają się wymagania w stosunku do izolacyjności termicznej przegród zewnętrznych domu, polegające na systematycznym obniżaniu maksymalnych wartości ich współczynników przenikania ciepła U.
Dotyczy to oczywiście także ścian zewnętrznych, przy czym przepisy nie różnicują wymagań dotyczących współczynnika U w zależności od tego, jak są one zbudowane.
Czy jednak rzeczywiście ściany jednowarstwowe (Fot. 1) i dwuwarstwowe, o takim samym współczynniku przenikania ciepła U, jednakowo skutecznie izolują wnętrze domu? Czy dla wysokości wydatków na ogrzewanie domu ma znaczenie, że ściana zewnętrzna jest tylko „czystym” murem, a nie murem ocieplonym dodatkowo od zewnątrz?
Domy z drewnianych bali
W krajach, w których powstaje dużo domów z grubych, litych bali drewnianych, zauważono, że są one „cieplejsze” nie tylko od tych, które budowane są w technologii lekkiego szkieletu drewnianego, ale i od murowanych. Potwierdzono też wieloma badaniami, że potrzeba mniej energii, by je ogrzać oraz że dłużej utrzymują ciepło, gdy ogrzewanie zostanie w nich wyłączone.
Ma to niewątpliwie związek z tym, że drewno bardzo dobrze akumuluje energię cieplną. Jest tak dlatego, że pojemność cieplna zależy nie tylko od masy ściany, ale i od ciepła właściwego materiału, z którego ją wykonano.
Ciepło właściwe ściany z bali sosnowych jest prawie 2,7 razy większe niż muru z cegły pełnej. To właśnie dlatego ciężka ściana murowana ma podobną pojemność cieplną, co trzy razy od niej lżejsza ściana, wykonana z litych bali.
Akumulacyjność termiczna nie tłumaczy jednak do końca, dlaczego domy z jednowarstwowymi ścianami z drewnianych bali miałyby być takie „ciepłe”. Może oprócz pojemności cieplnej ma na to wpływ jeszcze coś innego?
Być może przy określaniu strat ciepła przez ściany nie należy brać wyłącznie pod uwagę ich oporu cieplnego R, którego odwrotnością jest współczynnik przenikania ciepła U. Przecież ściany, jeśli tylko mają budowę jednowarstwową, są – także w bardzo mroźne dni – nagrzewane intensywnie przez słońce (Fot. 2).
Dotyczy to oczywiście przede wszystkim ścian skierowanych na południe oraz wschód i zachód. Ponieważ jednak rzadko kiedy osie domów pokrywają się z kierunkami geograficznymi, więc przeważnie wszystkie jego ściany w większym lub mniejszym stopniu korzystają z promieniowania słonecznego. Takie, nawet kilkugodzinne nagrzewanie ścian przez słońce, musi mieć z pewnością pozytywny wpływ na ich właściwości termiczne.
Potwierdzają to badania przeprowadzone w Kanadzie. Wykazały one, że nagrzane w ciągu dnia przez promieniowanie słoneczne jednowarstwowe ściany z bali, również po zmroku przekazywały ciepło do pomieszczeń, a wyziębiały się jedynie w swojej zewnętrznej warstwie. Nie tylko w mroźne dni działały więc bardziej jak darmowy kolektor słoneczny, niż jako przegroda zewnętrzna, mająca jedynie chronić wnętrza przed ucieczką ciepła.
Pewnie dlatego w niektórych krajach przyjmuje się dla jednowarstwowych ścian z litego drewna oddzielne unormowania, zgodnie z którymi domy z okrągłych bali o średnicy 25 cm i prostokątnych o grubości 18 cm uznaje się za spełniające wymagania z zakresie ochrony cieplnej budynków. Gdyby ściany takie miały spełnić wymagania, dotyczące maksymalnej wartości współczynnika przenikania ciepła U, to powinny mieć odpowiednio – średnicę około 80 cm lub grubość ponad 69 cm!
Termika ścian jednowarstwowych z betonu komórkowego
Beton komórkowy pod względem efektów termicznych zapewne nie może konkurować z drewnem. Wykonane z niego bloczki przeznaczone do budowy ścian jednowarstwowych, na przykład Ytong EnergoUltra+ (Fot. 3) , mają od bali drewnianych 2,85 razy mniejsze ciepło właściwe i 2 mniej więcej razy mniejszą masę. To sprawia, że ich jednostkowa pojemność cieplna jest mniejsza aż 2 x 2,85 = 5,7 raza niż drewna.
Jednowarstwowa ściana Ytong EnergoUltra+ ma jednak grubość 48 cm, czyli jest większa od grubości ściany z 18 cm bali prostokątnych o 48 : 18 = 2,7 raza. Zatem całkowita pojemność cieplna ściany z betonu komórkowego jest mniejsza od wykonanej z sosnowych bali jedynie 5,7 : 2,7 = 2,1 raza.
Nie jest to już zatem znaczna jakościowa różnica. Należy więc sądzić, że istnieje duże podobieństwo ścian jednowarstwowych z betonu komórkowego i bali drewnianych.
Łatwo się o tym przekonać w pogodny, mroźny dzień, dotykając dłonią na przykład ściany Ytong EnergoUltra+, nagrzanej przez promienie słoneczne. Jest ona tak ciepła, że wnętrze domu na pewno nie traci wtedy ciepła przez ścianę, ale raczej go od niej zyskuje. A przecież zjawisko to musi też trwać jeszcze przez jakiś czas po zachodzie słońca.
Nie bez znaczenia jest również to, że takie nagrzane promieniami słonecznymi ściany są przez nie skutecznie osuszane z wilgoci, która uchodzi z nich szybko do otoczenia. Dzięki temu ich współczynnik przewodzenia ciepła λ (lambda) jest przez to znacznie niższy niż wtedy, gdy zawierają one nawet niewielkie ilości wilgoci. To również sprawia, że w nocy straty ciepła przez takie suche ściany są mniejsze.
To właśnie z tych powodów ściany jednowarstwowe wygrywają konkurencję z ocieplonymi od zewnątrz ścianami dwuwarstwowymi. Przy czym nie ma znaczenia, z jakiego materiału zrobiony jest ich mur, ani też to, czy zostały ocieplone styropianem czy wełną mineralną. Po prostu gruba warstwa izolacji termicznej całkowicie odcina mur ścian dwuwarstwowych od promieniowania słonecznego.
Dom ze ścianami dwuwarstwowymi nie może więc w zimie liczyć na jakiekolwiek darmowe zyski ciepła od słońca. A o tym, że mogą być one niemałe i że opłaca się wykorzystywać promieniowanie słoneczne, najlepiej świadczy gwałtownie rosnąca popularność ogniw fotowoltaicznych.
W ciągu jednego dnia docierają bowiem na Ziemię tak ogromne ilości energii słonecznej, że gdyby udało się ją w całości zagospodarować, można by nią – według ostrożnych szacunków – w całości zaspokoić potrzeby energetyczne jej wszystkich mieszkańców przez co najmniej 25 lat!
Warto więc wybudować dom ze ścianami jednowarstwowymi Ytong EnergoUltra+, które same z siebie są bezinwestycyjnymi „kolektorami słonecznymi”. A ponieważ wymurowanie tych ścian kosztuje praktycznie tyle samo, co wykonanie ścian dwuwarstwowych, więc będzie to z pewnością opłacalna decyzja. Tym bardziej, że korzyści z zastosowania ścian Ytong EnergoUltra+ w budowanym domu jest dla inwestorów znacznie więcej.
Materiał promocyjny Xella Polska
