plik

PRzeglĄd budowlany

7-8/2008

eKSPloaTaCJa – ModeRnIzaCJa

oble

owe

symbolem WBLŻ. Jest to obiekt

11-kondygnacyjny,

całkowicie

podpiwniczony, o wymiarach 44,0

x 13,9 m. Składa się on z dwóch

segmentów przesuniętych wzglę-

dem siebie w osi podłużnej i połą-

czonych węzłem komunikacyjnym,

obejmującym klatkę schodową

i dwie windy. Trakty zewnętrzne

z mieszkaniami mają układ kon-

strukcyjny poprzeczny, a część

środkowa (węzeł komunikacyjny)

ma układ podłużny. Powierzchnia

zabudowy wynosi 614 m², kuba-

tura 21 524 m

, a kubatura części

ogrzewanej − 19 631 m

Podstawowe elementy budynków

wykonano w sposób następujący:

– ściany wewnętrzne poprzeczne

i podłużne – z płyt kanałowych

typu „Żerań”, grubość 24 cm,

– ściany zewnętrzne nośne (szczy-

towe) – z dwuwarstwowych prefa-

brykatów zewnętrznych złożonych

z płyt kanałowych typu „Żerań”

gr. 24 cm ocieplonych betonem

komórkowym odmiany 600 o gru-

bości 12 cm,

– ściany zewnętrzne osłonowe

– z płyt SEG ze scalonych dyli

z betonu komórkowego odmiany

700, o grubości 24 cm oraz z goto-

wą fakturą zewnętrzną,

– stropy międzykondygnacyjne –

z płyt kanałowych „Żerań”; skraj-

ne, zewnętrzne płyty stropowe są

to elementy z gotowym wieńcem

i balkonami,

– balkony – żelbetowe wsporni-

odcięcie balkonów wspornikowych

i zastąpienie ich konstrukcją dosta-

wianą do budynku. Rozwiązanie

to jest najbardziej skuteczne pod

względem zmniejszenia strat cie-

pła [3], jednak może budzić pewne

zastrzeżenia − przede wszystkim

ze względu na wysoki koszt i znacz-

ną uciążliwość prac. Duże zaintere-

sowanie mieszkańców systemów

WBLŻ i OWT wymianą małych

balkonów wspornikowych wydaje

się jednak usprawiedliwiać rozwa-

żenie tego typu działań. Z badań

ankietowych przeprowadzonych

w 2004 roku w Lublinie wynika,

że wymiana balkonów jest stawia-

na na drugim miejscu pośród naj-

bardziej pożądanych prac moder-

nizacyjnych przez ponad połowę

badanych osób, a mieszkańcy są

nawet skłonni uczestniczyć w kosz-

tach tego przedsięwzięcia [4].

2. Budynek poddany termomo-

dernizacji

2.1. Dane ogólne

Budynek, na przykładzie którego

przeprowadzono analizy, zlokalizo-

wany jest na terenie Spółdzielni

Mieszkaniowej Czechów w Lublinie

(osiedle Moniuszki). Stanowi on

przykład typowego budynku

mieszkalnego wielorodzinnego

wykonanego w latach 70. w tech-

nologii wielkoblokowej, według

dokumentacji powtarzalnej ujętej

w tzw. Zestawie Wojewódzkim pod

1. Wprowadzenie

Balkony wspornikowe kotwione

w ścianach konstrukcyjnych i stro-

pach są typowym rozwiązaniem

w mieszkaniowym budownictwie

wielkoblokowym. Połączenie bal-

konów z budynkiem jest miejscem

o zwiększonej ucieczce ciepła

i dużym ryzyku kondensacji wilgoci

na wewnętrznych powierzchniach

węzła. Takie mostki cieplne w zna-

czącym stopniu utrudniają prawi-

dłowe docieplenie obiektu i nawet

po termomodernizacji przyczyniają

się do zwiększenia zapotrzebo-

wania na ciepło do ogrzewania

budynku [1, 2] (rys.1).

Jednym ze sposobów likwidacji

opisanych mostków cieplnych jest

Analiza opłacalności modernizacji

termicznej balkonów w budynku

wielkoblokowym

dr inż. Magdalena grudzińska, mgr inż. anna ostańska,

Instytut budownictwa, Politechnika lubelska,

mgr inż. anna woroszyńska-burzak, zakład Techniki Cieplnej, Politechnika lubelska

Rys. 1. Zwiększony przepływ cie-

pła w miejscu zakotwienia balkonu

wspornikowego, widoczny w posta-

ci znacznych różnic temperatury na

powierzchni węzła

PRzeglĄd budowlany

7-8/2008

eKSPloaTaCJa – ModeRnIzaCJa

RT
y

PR
oble

owe

2.2. Rozpatrywane warianty do -

ciepleń

Jako stan wyjściowy do dalszych

analiz przyjęto budynek o ścianach

szczytowych ocieplonych metodą

lekką suchą i ścianach osłonowych

nieocieplonych (wariant I). Taki

stan można uważać za typowy dla

budynków mieszkalnych prefabry-

kowanych w latach 80. i 90. ubie-

głego wieku. Konieczność ocie-

plenia ścian szczytowych wynikała

z licznych przypadków zawilgoce-

nia i zagrzybienia, a prace te przez

wiele lat stanowiły jedyne dzia-

łania termomodernizacyjne, jakim

budynki były poddawane.

Wzrost cen energii oraz wydanie

pod koniec lat 90. ustawy o wspie-

raniu przedsięwzięć termomoder-

nizacyjnych [6] spowodowały,

że liczne spółdzielnie mieszkanio -

we rozpoczęły zakrojone na sze-

roką skalę docieplenia obiektów.

W analizowanym budynku ściany

osłonowe ocieplono w systemie

BSO, pozostawiając ściany szczy-

towe bez żadnych zmian. Jest

to również sytuacja typowa – zacho-

wanie istniejącego docieplenia

(bez względu na jego stan) podyk-

towane jest dążeniem do zminima-

lizowania kosztów prac. Balkony

wspornikowe przerywają ciągłość

izolacji cieplnej ścian osłonowych

i tworzą mostek termiczny o zwięk-

szonym przepływie ciepła (wariant

IIa). Wariant ten porównano z sytu-

acją, w której balkony wspornikowe

Po kilku latach eksploatacji ujaw-

niły się w budynkach wady tech-

nologiczne systemu i liczne błędy

wykonawcze, powodujące między

innymi zawilgocenie ścian oraz

rozwój pleśni na ścianach szczy-

towych oraz na stykach ścian

zewnętrznych i stropów [5].

W latach 80. rozpoczęto pierwsze

prace mające na celu naprawę

istniejącego stanu rzeczy. Ściany

szczytowe ocieplono metodą lekką

suchą, przy użyciu wełny mine-

ralnej o grubości 4 cm ułożonej

pomiędzy kształtownikami stalowy-

mi typu „J” i osłoniętej od zewnątrz

blachą trapezową. W 2003 roku

wykonano na ścianach osłono-

wych izolację ze styropianu o gru-

bości 10 cm systemem BSO.

kowe, zakotwione monolitycznie

w prefabrykowanych płytach stro-

powych,

– stropodach – dwudzielny wen-

tylowany z płyt korytkowych opar-

tych na ściankach ażurowych; nad

klatką schodową i windami stropo-

dach odpowietrzany z płyt falistych

azbestowo-cementowych na ocie-

plonym stropie DZ-3,

– pokrycie dachowe – z papy,

– stolarka okienna – drewniana

zespolona, dwuszybowa,

– wentylacja kuchni i łazienek –

grawitacyjna (kanały zbiorcze).

Obiektów takich na terenie Spół-

dzielni Mieszkaniowej „Czechów”

znajduje się 14. Rzut typowej kon-

dygnacji przedstawiono na rysun-

ku 2.

Tabela 1. Podstawowe parametry charakteryzujące budynek w opisanych wariantach dociepleń

Wyszczególnienie

Wariant I

Wariant IIa

Wariant IIb

Wariant IIIa

Wariant IIIb

Ocieplenie ścian szczytowych

metoda lekka

sucha

metoda lekka

sucha

metoda lekka

sucha

BSO

Materiał termoizolacyjny

wełna min.

gr. 4 cm

wełna min.

gr. 4 cm

wełna min.

gr. 4 cm

styropian

gr. 14 cm

styropian

gr. 14 cm

Ocieplenie ścian osłonowych

bez ocieplenia

BSO

Materiał termoizolacyjny

−

styropian

gr. 10 cm

styropian

gr. 10 cm

styropian

gr. 14 cm

styropian

gr. 14 cm

Współczynnik przenikania ciepła ścian szczytowych

[W/m²K]

0,582

0,247

Współczynnik przenikania ciepła ścian osłonowych

[W/m²K]

1,121

0,311

0,241

Liniowy współczynnik przenikania ciepła

w miejscu połączenia balkonu i ściany [W/mK]

0,436

0,404

0,022

0,382

0,014

Średni dodatek na mostek termiczny w miejscu

połączenia balkonu i ściany [W/m²K]

0,115

0,107

0,006

0,101

0,004

Rys. 2. Rzut kondygnacji powtarzalnej

PRzeglĄd budowlany

7-8/2008

eKSPloaTaCJa – ModeRnIzaCJa

oble

owe

– przeprowadzone przez Spół-

dzielnię ocieplenie ścian zewnętrz-

nych osłonowych (wariant IIa)

zmniejszyło roczne zapotrzebo-

wanie na ciepło do ogrzewania

o 14,7%;

– możliwe jest dalsze zmniejsze-

nie zapotrzebowania na ciepło

po wyeliminowaniu mostków ter-

micznych poprzez odcięcie balko-

nów i ocieplenie całej powierzch-

ni ściany (wariant IIb), co dałoby

oszczędności wynoszące 15,1%

w stosunku do stanu pierwotnego;

– udział mostków cieplnych w tym

zapotrzebowaniu jest znikomy

i wynosi 0,4 %;

– w przypadku wykonania izola-

cji wg wariantu IIIa, możliwe jest

zmniejszenie zapotrzebowania na

ciepło o 19,4% oraz o 19,7% przy

eliminacji mostków cieplnych

(wariant IIIb).

W obu rozwiązaniach wpływ most-

ków cieplnych na zapotrzebowanie

na ciepło jest niewielki. Wynika

to przede wszystkim z małych

wymiarów balkonów – przy długo-

ści 1,5 m powierzchnia połączenia

balkonu ze ścianą stanowi 0,5%

powierzchni ścian osłonowych.

3.2. Analiza opłacalności prac

termomodernizacyjnych

Analizę ekonomiczną opisanych

rozwiązań przeprowadzono wg

procedury przyjmowanej w audy-

tach energetycznych.

Koszty prac ociepleniowych zwią -

zanych z ociepleniem ścian szczy -

towych w systemie BSO (wa riant

IIa) wyniosły około 270 000 PLN

(120 PLN/m²). Koszt ocieple-

nia optymalnego ścian szczyto-

wych i osłonowych (wariant IIIa)

osza cowano na 527 000 PLN

(150 PLN/m²). Dodatkowe kosz-

ty odcięcia starych i wykonania

na zewnątrz budynku. Ocieplenie

ścian w niewielkim stopniu ograni-

cza przepływ ciepła przez sam węzeł

– liniowy współczynnik przenikania

ciepła jest zaledwie o 7% (wariant

IIa) i 12% (wariant IIIa) mniejszy

niż w przypadku ściany nieociepla-

nej. Dostawienie balkonów na nie-

zależnej konstrukcji nośnej można

uznać za skuteczną likwidację most-

ka cieplnego. Świadczy o tym nie

tylko przebieg izoterm w węźle, ale

również wielkość liniowego współ-

czynnika przenikania ciepła, pra-

wie dwudziesto- i trzydziestokrotnie

mniejsza niż w przypadku balkonów

wspornikowych.

3. Porównanie opłacalności

różnych wariantów dociepleń

3.1. Wpływ poszczególnych

rozwiązań na zapotrzebowanie

na ciepło

Dla analizowanych wariantów

budynku obliczono roczne zapo-

trzebowanie na ciepło oraz wskaź-

nik sezonowego zapotrzebowania

na ciepło do ogrzewania budyn-

ku. Wyniki obliczeń przedstawiono

w tabeli 2.

Na podstawie powyższych wyni-

ków można wysunąć następujące

wnioski:

zostałyby odcięte przed wykona-

niem ocieplenia ścian osłonowych

i zastąpione żelbetową konstrukcją

wolnostojącą (wariant IIb).

Należy wspomnieć, że wykonane

docieplenie nie było poprzedzo-

ne audytem energetycznym. Jako

wariant III analiz przyjęto wobec

tego sytuację, w której zarówno

ściany szczytowe, jak i osłonowe

ocieplone zostałyby w sposób opty-

malny, tzn. zapewniający najkrótszy

czas zwrotu inwestycji oraz opór

cieplny przegród nie mniejszy niż

4,0 m²K/W. Ocieplenie takie stano-

wi warstwa styropianu o grubości

14 cm (system BSO). W wariancie

IIIa balkony wspornikowe pozosta-

wiono bez zmian, a wariant IIIb

uwzględnia dodatkowe prace zwią-

zane z odcięciem i dostawieniem

nowych balkonów.

Liniowe współczynniki przenikania

ciepła w miejscu połączenia balko-

nu i ściany obliczono za pomocą

Metody Elementów Skończonych.

Przykładowe rozkłady izoterm

w węźle konstrukcyjnym zako-

twienia balkonu przedstawiono

na rysunku 3. W wariancie IIa widać

wyraźnie zwiększony przepływ cie-

pła przez żelbetową płytę balkonu.

Stanowi ona rodzaj „żebra grzew-

czego”, wyprowadzającego ciepło

Tabela 2. Zestawienie zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku

Wyszczególnienie

Wariant I

Wariant IIa

Wariant IIb

Wariant IIIa

Wariant IIIb

Roczne zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania [GJ/a]

3475,6

2963,7

2950,9

2802,6

2790,3

Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło na m

powierzchni ogrzewanej [kWh/m

137,7

117,4

116,9

111,0

110,6

Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło na m

kubatury ogrzewanej [kWh/m

49,2

41,9

41,8

39,7

39,5

Rys. 3. Przykładowe izotermy w węzłach połączenia balkonu i ściany – wariant

IIa i IIb

Wariant IIa

– balkon

wspornikowy

Wariant IIb
– balkon

dostawiany

PRzeglĄd budowlany

7-8/2008

eKSPloaTaCJa – ModeRnIzaCJa

RT
y

PR
oble

owe

BIBLIOGRAFIA

[1] Grudzińska M., Ostańska A., Próba

oceny dotychczasowych termomodernizacji

wybranych budynków wielkoblokowych S.M.

„Czechów” w Lublinie, Konferencja Naukowa

„Ekologia w inżynierii procesów budowla-

nych”, Lublin 2003, s. 21–28

[2] Grudzińska M., Ostańska A., Porównanie

skuteczności dociepleń budynków wielkoblo-

kowych S.M. Czechów w Lublinie poprzez

analizę wybranych mostków cieplnych,

V Ogólnopolska Konferencja Naukowo-

-Techniczna „Problemy projektowe w kon-

tekście nowych technologii budowlanych”,

Kraków, 24 X 2003, s. 110–117

[3] Grudzińska M., Ostańska A., Porównanie

skuteczności dociepleń balkonów wsporniko-

wych budynków wielkoblokowych, Mię dzy-

narodowe Seminarium „Rewitalizacja Budowli

Miejskich”, Gdańsk, 17–19 VI 2004, s. 199

[4] Ostańska A., Badania sondażowe nt.

najpilniejszych prac termomodernizacyjnych

wg opinii mieszkańców osiedla Moniuszki

w Lublinie, maszynopis, maj 2004

[5] Ekspertyza techniczna: O przyczynach

i sposobie usunięcia przemarzania ścian i prze-

cieków wody przez ściany osłonowe w budyn-

kach punktowych jedenastokondygnacyjnych

na osiedlu Moniuszki – Czechów B w Lublinie,

Ośrodek CUTOB – PZITB, Lublin 1985

[6] Ustawa z 18 XII 1998 r. „O wspieraniu

przedsięwzięć termomodernizacyjnych”,

Dz.U. Nr 162, poz. 1121

ści ocieplenia oraz wyznacze -

nie przewidywanego czasu zwro-

tu inwestycji.

Zdaniem autorek, skuteczność ter-

momodernizacji balkonów trudno

jest oceniać jedynie w katego-

riach uzyskanych oszczędności

kosztów ogrzewania. Wymiana

balkonów na niezależne kon-

strukcje oddylatowane od budyn-

ku zabezpiecza przed konden-

sacją wilgoci i rozwojem pleśni

na powierzchniach ścian, a tym

samym polepsza mikroklimat

pomieszczeń oraz zmniejsza kosz-

ty doraźnych napraw i utrzymania

obiektu. Zwiększenie powierzchni

balkonów przyczynia się także

do polepszenia funkcjonalności

mieszkań oraz wzrostu ich warto-

ści rynkowej.

Należy też pamiętać, że obliczony

czas zwrotu kosztów inwestycji

można byłoby w rzeczywistości

zmniejszyć dzięki współfinanso-

waniu wymiany balkonów przez

mieszkańców oraz dzięki premiom

termomodernizacyjnym.

nowych balkonów żelbetowych

opartych na samonośnej konstruk-

cji stalowej dostawianej do budyn-

ku wyniosły około 317 000 PLN

(koszt pojedynczego balkonu −

około 4 000 PLN).

Prosty czas zwrotu inwestycji SPBT

obliczono dzieląc koszty reali-

zacji usprawnienia przez roczną

oszczędność kosztów wynikającą

ze zmniejszenia zapotrzebowa-

nia na ciepło. Wyniki zestawiono

w tabeli 3.

Czas zwrotu „inwestycji podstawo-

wej”, czyli ocieplenia powierzch-

ni ścian wynosi 10,9 roku przy

pracach ograniczonych jedynie

do ścian osłonowych oraz 16,1

roku w przypadku ocieplenia

ścian szczytowych i osłonowych.

Wydłużenie czasu zwrotu wyni-

ka nie tylko z większej grubości

i powierzchni ociepleń, ale też

związane jest z demontażem ist-

niejącej izolacji ścian szczytowych.

Wymiana balkonów pociągałaby

za sobą zwiększenie czasu zwrotu

inwestycji o 12,1 roku w stanie

istniejącym lub o 9,1 roku w wersji

optymalnej.

4. Wnioski

Wymiana balkonów wsporniko-

wych na konstrukcje dostawiane

lub podwieszane do budynków

jest zagadnieniem coraz częściej

rozważanym przy planowaniu

renowacji czy termomoderniza-

cji budynków prefabrykowanych

z lat 70. czy 80. ubiegłego wieku.

Rozwiązania takie niewątpliwie

przyczyniają się do zmniejsze-

nia zapotrzebowania na ciepło

do ogrzewania budynku, jednak

ich koszt może być znaczny.

Powinny być więc zawsze poprze-

dzone audytem energetycznym,

pozwalającym na określenie

optymalnej technologii i grubo-

Tabela 3. Roczna oszczędność kosztów energii cieplnej oraz czas zwrotu nakładów dla poszczególnych wariantów

Wyszczególnienie

Wariant IIa

Wariant IIb

Wariant IIIa

Wariant IIIb

Roczna oszczędność kosztów [PLN/a]

24 860

25 481

32 710

33 307

Koszt realizacji usprawnienia [PLN]

269 930

587 196

526 908

844 173

SPBT [lata]

10,9

23,0

16,1

25,3

Archiwum od ręki

archiwalne spisy treści

na stronach www

www

przegladbudowlany

pl/

archiwum.html