Przy termomodernizacji historycznych budynków często stosuje się mieszane techniki ociepleń – cenne fasady frontowe, podlegające ochronie konserwatorskiej, izoluje się termicznie od środka, a pozostałe elewacje ociepla się od zewnątrz. Problematyczny jest wówczas narożnik – miejsce styku oddziaływań obu technologii.
Za przykład posłuży XIX-wieczna kamienica poddana dwojakiej termomodernizacji: reprezentacyjną ścianę frontową ocieplono od środka płytami wełny mineralnej o grubości 6 cm (X = 0,045 W/m2K), natomiast pozostałe ściany zewnętrzne (o niskich walorach architektonicznych) ocieplono od zewnątrz płytami styropianu o grubości 10 cm (X = 0,045 W/m2K). Badania budynku, przeprowadzone jeszcze przed jego termomodernizacją, wykazały, że końcówki drewnianych belek stropowych osadzonych w ścianach zewnętrznych znajdowały się w stanie zaawansowanej korozji biologicznej, co stanowiło zagrożenie katastrofą budowlaną. Ocieplenie budynku, w którego przegrodach występują materiały podatne na korozję, z pewnością poprawi parametry cieplne ścian, lecz równocześnie może także doprowadzić do szybszego zużycia technicznego wspomnianych elementów drewnianych. Wybór technologii ocieplenia powinien każdorazowo wiązać się z oceną ryzyka wpływu takich działań na pozostałe składowe, decydujące o bezpieczeństwie użytkowym i trwałości obiektów.
Rys. 1 Porównanie rozkładu temperatury w przekroju poziomym narożnika ścian: a) nieocieplonego, b) ocieplonego techniką mieszaną, c) ocieplonego wyłącznie od środka
Analiza wyników obliczeń przeprowadzonych dla dwóch wariantów ocieplenia ścian historycznej kamienicy (rys. 1) jednoznacznie wskazała na poprawę ich właściwości cieplnych, niezależnie od technologii. Jednak złożoność procesów fizykalnych zachodzących we wnętrzu przegród wymagała jednoczesnej oceny stopnia ich zawilgocenia będącego m.in. konsekwencją wprowadzenia ocieplenia wewnętrznego, szczególnie w narożniku budynku (rys. 2b i 2d). Zmienność rozkładu wilgoci w przekroju ścian pokazano na rys. 2, na przykładzie miesiąca grudnia.
Trwałość obiektów budowlanych jest ściśle powiązana z trwałością ich najsłabszych elementów, m.in. takich jak drewniane konstrukcje stropów, szczególnie w miejscach ich styku z wewnętrzną powierzchnią ścian zewnętrznych (rys. 2c), a w okresie późniejszym – z wewnętrzną powierzchnią izolacji cieplnej. W technikach ociepleń wewnętrznych powinno się unikać stosowania rusztów metalowych, służących do montażu termoizolacji, ponieważ tworzą one niekorzystne liniowe mostki cieplne. Ponadto ocieplanie od środka wyłącznie ścian zewnętrznych, bez wyprowadzania termoizolacji na wewnętrzne ściany budynków czy stropy (na przynajmniej 0,5 m), jest błędem.
Rys. 2 Rozkład wilgoci w narożniku ścian w okresie zimowym, ze wskazaniem miejsc szczególnie narażonych na jej kondensację (budowa przegród jak na rys. 1)
W okresach obniżonych temperatur silnie zawilgocone końcówki belek stropowych będą podatne na uszkodzenia mrozowe, natomiast w ciepłych porach roku zmienność poziomu zawartości wilgoci w drewnie może stać się przyczyną jego trwałych uszkodzeń wskutek pęcznienia i skurczu, co jednocześnie będzie sprzyjało rozwojowi grzybów, doprowadzając w etapie końcowym do brunatnego rozkładu. O ile niemożliwym będzie ocieplenie przegród od zewnątrz, to do ocieplenia wewnętrznego należy używać materiałów izotropowych, odpornych na korozję biologiczną, łatwych w obróbce, gwarantujących ciągłość termoizolacji oraz mogących absorbować wilgoć, a jednocześnie łatwo oddających ją do otoczenia. Powinny one jednocześnie charakteryzować się niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła X < 0,045 W/m2K, niskim oporem dyfuzyjnym oraz niską sorpcją.
Mineralne płyty Multipor spełniają te wymagania – charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła XD= 0,043 W/m2K, współczynnikiem oporu dyfuzyjnego |j = 3 i sorpcją < 6 %. Tymi parametrami posłużono się do wykonania obliczeń symulacyjnych, których wyniki zaprezentowano na rys. 1c i 2d.
Warunkiem koniecznym dla zapewnienia prawidłowej eksploatacji przegród jest skuteczna wymiana powietrza w pomieszczeniach, utrzymywana na wymaganym poziomie. Każdy przypadek ocieplenia stosowanego po wewnętrznych stronach przegród powinien być indywidualnie rozpatrywany w oparciu o wyniki szczegółowych obliczeń cieplnych i wilgotnościowych, niezbędnych do oceny wpływu konden- sującej w ich wnętrzu wilgoci na korozję materiałów w nich zabudowanych oraz szkody mrozowe. Bardzo złożony rozkład wilgoci w narożniku budynku dla dwóch kierunków jej przemieszczania się (2D) przedstawiono na rys. 2, co oznacza, że uproszczenie modelu obliczeniowego do jednego kierunku (1D) może okazać się niewystarczające dla prawidłowej oceny stanu wilgotnościowego przegrody.
Mieszanie technik ociepleń w jednym obiekcie z pozostawianiem liniowych mostków termicznych na całej wysokości budynków (rys. 1b i 2b) należy uznać za rozwiązanie niewłaściwe oraz obniżające ich sprawność i żywotność techniczną.
dr hab. inż. Dariusz Bajno
Rysunki autora
Bibliografia
1. D. Bajno, Wybrane aspekty cieplno-wilgotnościowe związane z dostosowaniem budynków zabytkowych do eksploatacji w nowych warunkach,61. Konferencja Naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN oraz Komitetu Nauki PZITB „Bydgoszcz-Krynica 2015″
2. D. Bajno, Wpływ termomodernizacji na trwałość budynków wykonanych w technologiach tradycyjnych, II konferencja „Wybrane zagadnienia inżynierii środowiska w budownictwie”, Opole 2016 r.
Multipor
– bezpieczny sposóbna ocieplenie od wewnątrz
Infolinia: 801 122 227
www.ocieplenieodwewnatrz.pl
