Od 1 stycznia – po raz kolejny i zgodnie z planami ostatni – zostały zaostrzone warunki techniczne dotyczące efektywności energetycznej budynków, a dokładniej współczynnika U. Jak wpłyną one na wybór rozwiązań i technologii stosowanych do budowy dachów?
Tekst IWONA SZCZEPANIAK
Zapisy w rozporządzeniu dotyczącym warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (w skrócie WT) zmieniają się sukcesywnie od 2014 roku.
W tym roku był to już trzeci, ostatni etap wyznaczający nowe kryteria energooszczędności.
Jest to związane z europejską dyrektywą, która zobowiązuje członków Unii Europejskiej do wprowadzania modyfikacji, mających na celu zmniejszenie zapotrzebowania budynków na energię. Nowe obostrzenia są zgodne z proekologiczną polityką Unii Europejskiej, której wyraz stanowi przyjęcie pakietu ustaw klimatycznych 3 x 20.
Pod tą nazwą kryją się trzy standardowe postulaty:
- ograniczenie emisji dwutlenku węgla o 20%,
- zmniejszenie zużycia energii o 20%,
- wzrost zużycia energii z odnawialnych źródeł do 20%.
W praktyce oznacza to, że od stycznia tego roku możemy wznosić jedynie budynki w standardzie energooszczędnym. Do tej pory była to alternatywa, która waśnie zamieniła się w konieczność. W związku z tym każdy projektant powinien wybierać materiały i rozwiązania gwarantujące niskie zużycie energii niezbędnej do ogrzewania domu. Nowe wytyczne mają znaczący wpływ na wiele aspektów budowy i wykończenia domu. W jakim stopniu dotyczą one dachów?
JAK CIEPŁY MUSI BYĆ DACH?
Dach jest tą przegrodą zewnętrzną, przez którą ucieka z domu najwięcej ciepła. Ze względu na stosunkowo dużą powierzchnię połaci stanowi on jedną z większych przegród zewnętrznych w budynku. Ponieważ ciepłe powietrze zgodnie z prawami fizyki unosi się do góry, straty ciepła przez nieodpowiednio ocieplony i nieszczelny dach mogą być bardzo duże.
Mogą one sięgać nawet 30%. To znacznie więcej niż przez fundamenty i ściany zewnętrzne. Dlatego przepisy dotyczące izolacyjności cieplnej dachu zostały zaostrzone bardziej niż dla ścian zewnętrznych czy podłogi na gruncie.
W 2020 roku maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła U wynosiła 0,18 W/(m²K), ale już od początku 2021 roku – wynosi 0,15 W/(m²K). Aby osiągnąć taki współczynnik U, ważne są nie tylko bardzo dobre parametry termoizolacyjne materiałów, ale także brak mostków termicznych. Tylko w taki sposób można skutecznie ograniczyć ucieczkę ciepła.
JAK UZYSKAĆ WYMAGANY STANDARD OCIEPLENIA?
Ze współczynnikiem U ściśle wiąże się inny parametr – współczynnik przenikania ciepła λ. Jego wartość określa szybkość przepływu ciepła przez różne materiały. Przyjmuje się go zwykle według danych producenta dla warunków średnio wilgotnych. Im materiał słabiej przewodzi ciepło (ma mniejszą wartość λ), tym lepiej nadaje się na izolację cieplną.
Wartość współczynnika przenikania ciepła dla poszczególnych przegród zależy w głównej mierze od ich grubości i izolacji cieplnej. Aby osiągnąć wymaganą izolacyjność dachu, w projekcie zawsze jest określona grubość materiału ociepleniowego i jego współczynnik λ. Można kupić produkty o innych parametrach, ale nie gorszych. Z pewnością warto wybierać materiały o jak najniższym współczynniku λ i układać je grubszą warstwą. Inwestycja w taką izolację zwróci się w postaci niższych rachunków za ogrzewanie domu.
KTÓRE MATERIAŁY IZOLACYJNE ZASTOSOWAĆ?
Na rynku jest wiele produktów pozwalających na skuteczne ocieplenie dachu. Ich zastosowanie od dawna pozwala spełnić zapisany w WT 2021 współczynnik przenikania ciepła U. Nie jest to szczególnie trudne. Wystarczy zastosować odpowiednio grubą warstwę materiału termoizolacyjnego.
Wełna mineralna. To materiał najczęściej wybierany do izolacji dachów skośnych. Produkty z wełny mineralnej mają współczynnik przewodzenia ciepła λ kształtujący się na poziomie 0,030-0,045 W/(mK). O ile jeszcze w ubiegłym roku wystarczyło zastosować odpowiednio 16-25 cm materiału
termoizolacyjnego, o tyle od tego roku powinno to być 20-30 cm. Jeśli użyjemy wełny mineralnej o λ = 0,030 W/(mK) i ułożymy ją warstwą o grubości 30 cm, osiągniemy współczynnik U = 0,10 W/(m2K).
Styropian i polistyren ekstrudowany. Obydwa te materiały wykorzystuje się do ocieplenia dachów płaskich. Wyroby ze styropianu mają λ od 0,031 (odmiana grafitowa) do 0,045 W/(mK), co oznacza, że trzeba je ułożyć warstwą o podobnej grubości jak wełna mineralna, czyli 20-30 cm. Polistyren ekstrudowany z kolei ma λ = 0,030-0,036 W/(mK). Potrzeba go więc odpowiednio 20-24 cm.
Płyty termoizolacyjne PIR/PUR. Od kilku lat wykonuje się z nich izolację dachów skośnych. Ten rodzaj materiału osiąga bardzo niski współczynnik λ – od 0,023 do 0,028 W/(mK). Wykonana z nich warstwa ma więc grubość odpowiednio 15-19 cm. To pozwala zastosować cieńszą termoizolację niż z tradycyjnie stosowanych materiałów, na przykład wełny mineralnej i jednocześnie utrzymać dobre parametry izolacyjne dachu.
Wełna drzewna. To wprawdzie stosunkowo rzadko wybierany materiał, ale często stosowany w drewnianych domach pasywnych. Wełny miękkie z włókien drzewnych mają λ = od 0,036 do 0,048 W/(mK). Współczynnik U dla warstwy takiego ocieplenia zgodnie z WT2021 można osiągnąć, stosując 25-32 cm ocieplenia.
CO OPRÓCZ DOBREJ IZOLACJITERMICZNEJ DACHU?
Domy wznoszone od 2021 roku powinny mieć skuteczną termoizolację. Jednak samo – nawet najlepsze – zaizolowanie fundamentów, ścian zewnętrznych i dachu nie zda egzaminu. Ważny jest współczynnik
Ep. Aby nie przekroczył on granicznego poziomu 70 kWh/m²/rok, trzeba również zaplanować instalacje zasilane energią ekologiczną.
Budowy po 2021 roku i zmiany, jakie zostaną wprowadzone, nie pozwolą na użycie węgla, gdyż sugerowana wartość Ep zdecydowanie ten poziom przekroczy. Standardów WT 2021 nie spełnią kotły na węgiel, ale trudno je osiągnąć nawet przy ogrzewaniu olejowym, czy gazowym (również dla kotłów najnowszej generacji).
Trzeba postawić na urządzenia korzystające z energii odnawialnej. Eksperci uważają, że najbardziej powszechną metodą ogrzewania domów będzie prąd. Niestety, jest to nadal bardzo kosztowne źródło ciepła i liczba domów ogrzewanych tym sposobem jest niewielka. Tym bardziej, że prąd pochodzi przede wszystkim z elektrowni węglowych, które nie są zbyt przyjazne środowisku. Ze względu na to, że taki rodzaj ogrzewania podnosi współczynnik Ep, od 2017 roku nie wydaje się pozwoleń na budowę, które w 100% byłyby ogrzewane tylko energią elektryczną z sieci.
Nie znaczy to, że ten rodzaj ogrzewania będzie całkowicie niedostępny. Ważne jest, aby zasilanie, przynajmniej w połowie pochodziło z odnawialnych źródeł energii, na przykład z paneli fotowoltaicznych.
KTÓRE OKNA POŁACIOWE WYBRAĆ?
Rozmieszczenie i wielkość przeszkleń znacznie wpływa na energooszczędność. Jeszcze kilka lat temu nie zalecano montażu
okien w domach energooszczędnych. Specjaliści odradzali ich instalowanie w dachu na rzecz okien tradycyjnych, umieszczanych w ścianach szczytowych. W ostatnich latach sytuacja znacznie zmieniła się na korzyść okien połaciowych. Obecnie modeli o bardzo dobrych parametrach jest na rynku coraz więcej i cieszą się one dużym zainteresowaniem.
Co na to przepisy? W ubiegłym roku okna połaciowe mogły charakteryzować się współczynnikiem nieprzekraczającym 1,1 W/(m2K). Od tego roku współczynnik ten ma być niższy i wynosić 0,9 W/(m2K).
Na rynku są od dawna dostępne okna o dużo lepszych właściwościach termoizolacyjnych. Najnowocześniejsze modele mają współczynniki przenikania ciepła U na poziomie 0,50-0,68 W/(m2K), czyli znacznie poniżej wymagań zapisanych w WT2021. Jest to możliwe dzięki specjalnie dobranym elementom.
Ościeżnice. Ramy energooszczędnych okien połaciowych wykonuje się z profili drewnianych, najczęściej z klejonki sosnowej impregnowanej ciśnieniowo, wykończonej lakierem akrylowym albo z PVC (profile trójkomorowe). Niektóre z modeli mają ramy z wypełnieniem materiałem izolacyjnym. Aby uzyskać lepszą izolacyjność cieplną oraz z uwagi na konieczność pomieszczenia grubszych oszkleń, w energooszczędnych oknach odpowiadających wymogom WT2021 ramy są zazwyczaj szersze niż standardowe.
Najlepsze z nich charakteryzują się współczynnikiem przenikania ciepła Uf poniżej 1 W/(m2K). Profile mogą być cieplejsze, ale ponieważ nie wpływają w bardzo znaczący sposób na U całego okna, ich parametry cieplne nie są tak wyśrubowane jak dla oszklenia. W oknach o współczynniku U nie większym niż 0,9 profile mogą mieć Uf nawet większe niż 1.
W tych znacznie cieplejszych niż wkrótce obowiązujące znajdziemy ościeżnice o Uf nawet na poziomie 0,8 W/(m2K). Pakiety szybowe. Ze względu na powierzchnię największy wpływ na wartość współczynnika przenikania ciepła okna Uw ma izolacyjność cieplna pakietu szybowego. Energooszczędne okna z reguły są wyposażone w trójszybowy pakiet. Taka szyba charakteryzuje się izolacyjnością cieplną na poziomie Ug = 0,5 W/W/(m2K).
Najcieplejsze szyby zbudowane są aż z czterech tafli szkła hartowanego o grubości 4 mm każda.
Taki zestaw jest hermetycznie wypełniony gazem szlachetnym, na przykład kryptonem. Te pakiety szybowe mają współczynnik przenikania ciepła nawet 0,3 W/(m2K), czyli na poziomie zbliżonym do izolacyjności cieplnej podłóg na gruncie. Izolacyjność termiczną okien połaciowych zwiększa się przez zastosowanie szyb z powłoką niskoemisyjną, która odbija promieniowanie cieplne, na przykład emitowane przez grzejniki w domu. Zapobiega to wychładzaniu pomieszczeń na poddaszu zimą i przegrzewaniu latem. Zastosowanie
takiej szyby pozwala zredukować straty ciepła przez okna o 25%. Wszystkie te parametry zmniejszają przenikalność cieplną dla całego szklenia.
Tafle szkła zespala się w pakiety szybowe za pomocą ramek dystansowych.
Dawniej wykonywano je z aluminium, przez co pogarszały izolacyjność cieplną szyby. Obecnie w najbardziej energooszczędnych oknach oszklenia mają ciepłe ramki z tworzyw sztucznych lub ze stali nierdzewnej połączonej z tworzywami, bo te zdecydowanie słabiej przewodzą ciepło. Zmniejsza się dzięki temu także ryzyko występowania kondensacji pary wodnej na wewnętrznej powierzchni oszklenia. Innymi ważnymi parametrami pakietów szybowych są współczynniki Lt i g.
Pierwszy z nich – Lt – oznacza, ile światła słonecznego będzie wpadać przez okno. W oknach spełniających wymagania WT2021 najpopularniejsze są szklenia, które tę wartość mają na poziomie 70-75%. Współczynnik g wskazuje, ile ciepła energii słonecznej przedostanie się do wnętrz. W dobrych oknach spełniających wymogi WT2021 zwykle wynosi on około 55%.
JAK MONTOWAĆ OKNA O DOBREJ IZOLACYJNOŚCI CIEPLNEJ?
Równie ważny jak współczynnik U jest sposób osadzenia okien w dachu. Od kilku lat stosuje się montaż obniżony. Dzięki głębszemu osadzeniu okna w konstrukcji dachu jest ono mniej narażone na wpływ czynników atmosferycznych, a zwłaszcza niskich temperatur. Ryzyko tworzenia się mostka cieplnego na obwodzie jest dużo mniejsze niż przy osadzeniu na standardowej głębokości, co w efekcie przekłada się na lepszy parametr izolacyjny. Nie mniej istotna jest izolacja termiczna okna połaciowego. Powinna ona znajdować się na całym jego obwodzie zewnętrznym. Wówczas na styku ościeżnicy i połaci jest ograniczone powstawanie mostka termicznego. Każdy producent ma własne rozwiązania dostosowane do modelu okna.
