Izolacyjność cieplna prefabrykatów betonowych
42
W systemowym budownictwie wielkopłytowym stosowano trzy grupy
rozwiązań materiałowych: betonowe prefabrykowane ściany trójwar-
stwowe z izolacją wewnętrzną, prefabrykowane ściany jednowarstwowe
(jednomateriałowe, najczęściej produkowane z betonu keramzytowego)
oraz wielkowymiarowe ściany jednowarstwowe z betonu komórko-
wego, scalone z dyli gazobetonowych odmiany M500 i M600. Podsta-
wowym tworzywem do produkcji prefabrykatów był beton w różnych
odmianach. W ścianach trójwarstwowych warstwę konstrukcyjną
wykonywano z betonów kruszywowych zbrojonych, klasy nie niższej
niż B15 (obecnie C12/15). Warstwa fakturowa (z betonu klasy wyż-
szej od B15 [1]) początkowo nie różniła się od konstrukcyjnej. Dopiero
na początku lat 70. zaczęto wytwarzać ją z lżejszych odmian betonów,
a powierzchnię zewnętrzną ozdabiać drobną mozaiką lub płytkami.
Warstwę termoizolacyjną w większości systemów stanowiła wełna
mineralna (przez pewien czas także żużlowa). Zgodnie z ówcześnie obo-
wiązującą normą stosowano też styropian odmiany samogasnącej.
Na przestrzeni 15 lat największym zmianom ulegała warstwa termo-
izolacyjna: zwiększano jej grubość lub zastępowano materiałem lepszej
jakości, tak by prefabrykaty spełniały aktualne wymagania izolacyjno-
ści cieplnej przegród zewnętrznych. Typowe grubości poszczególnych
warstw podstawowych systemów wielkopłytowych pokazano na rys. 1.
x x x
Parametry izolacyjności cieplnej
Miarą izolacyjności cieplnej każdego materiału jest współczynnik przewo-
dzenia ciepła
l
[W/(m·K)], którego niska wartość oznacza, że w określo-
nych warunkach tworzywo przewodzi niewielką ilość ciepła, czyli lepiej
izoluje. Parametr ten jest cechą fizyczną materiału zależną od kilku głów-
nych czynników, w tym gęstości, porowatości, nasiąkliwości, wilgotności
(dla lekkich betonów niezabezpieczonych powierzchniowo przed absorp-
cją wilgoci z powietrza) oraz temperatury otoczenia. Analizując wpływ
wymienionych cech, można stwierdzić, iż w przypadku betonów, podsta-
wowym elementem decydującym o jego izolacyjności cieplnej, wyrażanej
współczynnikiem przewodzenia ciepła, jest gęstość. Jej właściwy poziom
uzyskuje się, dobierając odpowiednio skład mieszanki betonowej tj. kru-
szywa, cementu, wody oraz dodatków napowietrzających.
W przypadku izolacyjności cieplnej wielkość i kształt prefabrykatu nie
mają znaczenia, natomiast istotna jest jednorodność w masie oraz odpo-
wiednie zabezpieczenie przed wilgocią. Wyroby prefabrykowane gwa-
rantują stabilność cech technicznych, w tym gęstości i nasiąkliwości.
Stała wartość gęstości jest możliwa do uzyskania dzięki temu, że pro-
ces prefabrykacji jest zmechanizowany lub w pełni zautomatyzowany,
a gotowy wyrób podlega ścisłej, zakładowej lub zewnętrznej kontroli
jakości. Wpływ wilgotności materiału na współczynnik przewodze-
nia ciepła to istotna własność niektórych wyrobów termoizolacyjnych,
a także betonów lekkich. Prefabrykaty są zabezpieczane podczas procesu
produkcji, a następnie szczelnie pakowane, tak aby zachowały stałą wil-
gotność podczas transportu i składowania. W celu ochrony przed zawil-
goceniem stosuje się odpowiednie dodatki obniżające sorpcyjność wilgoci
z powietrza oraz zabezpieczenia powierzchniowe od wpływu czynników
atmosferycznych. Można by pokusić się o stwierdzenie, że w takim razie
najlepszym prefabrykatem do budowy obiektów będzie ten o najmniej-
szej gęstości i odpowiednim zabezpieczeniu przed wilgocią. Byłoby to
stwierdzenie słuszne, o ile pominięto by nośność takich elementów.
W przypadku większości materiałów budowlanych niska wartość
współczynnika przewodzenia ciepła wiąże się z niską wytrzymałością
na ściskanie. Oznacza to, iż ściany z materiału o bardzo dobrych włas-
nościach izolujących cieplnie mają jednocześnie słabą zdolność do prze-
noszenia wszystkich obciążeń, łącznie z ciężarem własnym. Podawane
przez producentów wartości współczynników przewodzenia ciepła,
badane są w laboratoriach akredytowanych, w temperaturach 10 lub
23
o
C, zgodnie z odpowiednimi normami, tj. PN-EN ISO 10456:2004,
a wcześniej PN-EN ISO 6946:1999 „Procedury określania deklaro-
wanych i obliczeniowych wartości cieplnych”. Wartości deklarowane,
oznaczane jako
l
D
, nie powinny być brane pod uwagę przy szacowa-
niu izolacyjności cieplnych całych przegród budowlanych. W tym celu
należy używać wartości obliczeniowych, które są wyznaczane według
odrębnej procedury i zawsze nieco wyższe od deklarowanych.
x x x
Izolacyjność cieplna budynków z prefabrykatów
O izolacyjności cieplnej wyrobu lub elementu konstrukcji decyduje
jego grubość i współczynniki przewodzenia ciepła materiałów, z któ-
rych jest zbudowany. Natomiast całkowita izolacyjność cieplna obu-
dowy budynku jest składową izolacyjności poszczególnych elementów,
w tym: ścian zewnętrznych, dachu lub stropu nad ostatnią kondyg-
nacją, podłogi na gruncie bądź stropu nad piwnicą, zabudowanej
Izolacyjność cieplna prefabrykatów
betonowych
Pierwsze budynki mieszkalnewznoszone z wielkogabaryto-
wych prefabrykatówbetonowych powstawały wPolsce już pod
koniec 1965 roku. Jednak na znaczną skalę elementy wielko-
wymiarowe zaczęto stosować w latach 70. Aktualniewiększość
obiektówwówczas wzniesionych, aby spełniała obowiązują-
cewymagania dotyczące izolacyjności cieplnej, musi zostać do-
cieplona. Obecnie stosowane prefabrykatymają zdecydowanie
lepszą jakość oraz parametry, mimo tomostki cieplnewbudyn-
kach prefabrykowanychwciąż sprawiają kłopot projektantom.
1 – warstwa zewnętrzna fakturowa
2 – styropian lub wełna mineralna
3 – warstwa (wewnętrzna) konstrukcyjna
4 – warstwa fakturowa na grubym żwirze
5 – keramzytobeton (1350 kg/m
3
)
6 – wyprawa cementowo-wapienna
7 – fakturowa z betonu (zbrojona)
8 – styropian (izolacja termiczna)
9 – warstwa konstrukcyjna
Rys. 1. Konstrukcja ścian zewnętrznych typowych systemów wielkopłytowych stosowanych
w Polsce [2]
dr inż.
Tomasz Steidl
PolitechnikaŚląska
e k s p e r t
dr inż.
Jan Antoni Rubin
PolitechnikaŚląska
e k s p e r t
