Jak uniknąć mostka termicznego?
Już w fazie projektu budowlanego powinna zostać podjęta decyzja odnośnie geometrii, konstrukcji oraz statyki płyt balkonowych. Bazując na takich ustaleniach, projektanci mogą w łatwy sposób wykorzystać łączniki termoizolacyjne, których zadaniem jest izolowanie i jednoczesne przenoszenie obciążeń z płyty balkonowej na konstrukcję budynku.
Czy z budynku mieszkalnego można skutecznie odprowadzić ciepło? To z pozoru abstrakcyjne pytanie może znaleźć potwierdzenie w rzeczywistości. Jednym z czynników, który może mieć na to wpływ – są niewłaściwie zaprojektowane żelbetowe płyty balkonów, gzymsów, daszków – czyli elementów „wychodzących” na zewnątrz budynku. Co nastąpi, kiedy te elementy żelbetowe zostaną bezpośrednio połączone z konstrukcją budynku? Pojawi się w tym miejscu tzw. mostek termiczny, czyli miejsce, w którym poprzez brak izolacji w przegrodzie zewnętrznej następuje duży „odpływ” energii cieplnej z budynku. Skutkuje to obniżeniem się temperatury na powierzchni wewnętrznej przegrody. W tym przypadku mamy do czynienia z efektem, który uzyskuje się np. w radiatorach, czyli urządzeniach, których rolą jest szybkie odprowadzenie energii cieplnej poprzez zastosowanie elementów o dużej powierzchni, które dobrze przewodzą ciepło.
Połowiczne rozwiązania
W wielu projektach budynków, jako rozwiązanie problemu mostka termicznego – stosuje się zaizolowanie płyty balkonu (gzymsu, daszku) wokół niej. W tym rozwiązaniu została jednak tylko zmniejszona szybkość odprowadzania ciepła poprzez zastosowanie izolacji. W dalszym ciągu nie został wyeliminowany jeden bardzo ważny czynnik – duża powierzchnia, poprzez którą odprowadzane jest ciepło – efekt radiatora nadal więc tutaj występuje.
Widać tutaj efekt ogrzanej płyty balkonu (radiator). W konsekwencji następuje odprowadzanie ciepła poprzez dużą powierzchnię balkonu na skutek różnicy temperatur płyty balkonu i zewnętrznego otoczenia (-20oC). W stosunku do rozwiązania „z mostkiem termicznym” – temperatura na powierzchni wewnętrznej, na styku ściany i sufitu wynosi ok. 13,5oC(*). Ryzyko wystąpienia kondensacji pary wodnej na powierzchni ściany zostało więc wyeliminowane. Nie wyeliminowano natomiast w dalszym ciągu stosunkowo dużych strat ciepła przez płytę balkonu – wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Y jest ciągle wysoka i wynosi ok. 0,40 W/(m*K) (*).
Czy to rozwiązuje problem mostków termicznych? Odpowiedź brzmi: tylko częściowo i nie we wszystkich sytuacjach. O ile to rozwiązanie może być jeszcze skuteczne na płaskich ścianach, o tyle w narożach budynków, loggiach już się nie sprawdza.
Następuje tu nałożenie się na siebie dwóch mostków: materiałowego i geometrycznego. Skutkuje to jeszcze bardziej zwiększonym wyprowadzaniem ciepła z budynku, a w rezultacie jeszcze niższą temperaturą na powierzchni wewnętrznej – temperatura w narożu osiąga wartość ok. 7,5oC(*). W tym przypadku ryzyko wystąpienia kondensacji pary wodnej na powierzchni wewnętrznej ściany jest bardzo wysokie.
Rola łącznika termoizolacyjnego
Jak można skutecznie przeciwdziałać tym problemom? Trzeba wyeliminować efekt ogrzewanej płyty balkonu poprzez wprowadzenie łącznika termoizolacyjnego, którego rolą jest izolowanie i jednoczesne przenoszenie obciążeń z płyty balkonowej na konstrukcję budynku.
W przypadku zastosowania łącznika mamy do wyboru różne grubości izolacji zastosowanej w łącznikach – 8 cm w wersji standardowej i 12 cm w przypadku wyższych wymagań dotyczących izolacyjności budynku (budynki energooszczędne).
Widać tutaj wyeliminowany efekt ogrzanej płyty balkonu, która jest zimna. W stosunku do rozwiązania, gdzie płyta balkonu jest izolowana od dołu i góry – temperatura na powierzchni wewnętrznej wzrosła do ok. 15,8oC (*), a ryzyko wystąpienia kondensacji pary wodnej na powierzchni ściany zostało wyeliminowane i jest zdecydowanie mniejsze niż w przypadku balkonu izolowanego góra-dół. Wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Y zdecydowanie spadła do poziomu 0,15 W/(m*K) (*).
Jeszcze korzystniejsze wartości uzyskamy, kiedy zamiast łącznika z izolacją o gr. 8 cm zastosujemy łącznik z izolacją o gr. 12 cm. Tutaj temperatura na powierzchni wewnętrznej wynosi ok. 16,3oC (*), a wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Y spadła do 0,09 W/(m*K) (*).
Kryteria doboru
Bardzo ważnym ogniwem w całym procesie projektowania balkonów jest konstruktor oraz architekt. Już w fazie projektu budowlanego powinna zostać podjęta decyzja odnośnie geometrii, konstrukcji oraz statyki płyt balkonowych. Bazując na takich ustaleniach, projektanci mogą w łatwy sposób wykorzystać łączniki termoizolacyjne, aby uzyskać rozwiązanie zgodne z zasadami fizyki budowli, statyki oraz estetyki budynku. W tym miejscu należy wziąć pod uwagę dwa kryteria:
1. Kryterium izolacyjności – łącznik powinien możliwie najskuteczniej izolować. Tutaj niezwykle istotną rolę odgrywają parametry charakteryzujące „izolacyjność” łącznika. O nich decyduje budowa samego łącznika. Obecnie w najnowocześniejszych łącznikach, jako materiał izolujący wykorzystywany jest Neopor firmy BASF, posiadający współczynnik przewodzenia ciepła λ = 0,031 W/(m*K), pręty nośne wykonane są z wysokogatunkowej stali nierdzewnej [fyk = 700 N/mm2; λ = 15 W/(m*K)], połączone doczołowym zgrzewem z prętami ze stali czarnej [fyk = 500 N/mm2; λ = 60 W/(m*K)], łożyska oporowe wykonane są z betonu kompozytowego bardzo wysokiej wytrzymałości (B150) z dodatkami zmniejszającymi przewodność cieplną (λ = 0,80 W/(m*K)).
Parametrem decydującym o izolacyjności całego łącznika jest tzw. λeq. Im wartość λeq jest niższa, tym lepsze parametry izolujące posiada łącznik. Przykładowo dla balkonów wspornikowych o wysięgu 150-180 cm wartość λeq łączników osiąga już wartość 0,11-0,12 W/(m*K), co pozwala uzyskać wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Y na poziomie poniżej 0,15 W/(m*K) (*). Generalnie uzyskanie wartości Y maksymalnie niskiej (na poziomie poniżej 0,15 W/(m*K) gwarantuje uzyskanie optymalnej izolacyjności płyty balkonowej. Zastosowanie wysokiej jakości łączników ma szczególnie istotne znaczenie w miejscach, gdzie płyta balkonu dochodzi do naroża ściany, czyli w miejscu nałożenia się dwóch mostków: geometrycznego i materiałowego.
2. Kryterium nośności – łącznik powinien przenieść obciążenia z płyty balkonu (ciężar własny płyty, obciążenie warstwami okładzin, obciążenie balustradą, obciążenie użytkowe). Znając typ balkonu,(wspornik, loggia, balkon narożny, balkon na słupach), konstruktor na podstawie obliczeń statycznych dobiera odpowiedni typ łącznika termoizolacyjnego.
(*) – wartości uzyskane na podstawie obliczeń programem AnTherm
