Jak konstruować ściany w domu energooszczędnym?

Wprawdzie dom energooszczędny wykazuje niewielkie zapotrzebowanie na energię, warto jednak  pamiętać, że ciepło w takim domu w największym stopniu tracone jest poprzez przegrody zewnętrze, a więc ściany i dach, z czego wynika, że najlepiej jest w przypadku, gdy ich powierzchnia jest jak najmniejsza. Przy budowie domu, warto więc zachować jak najmniejszy stosunek powierzchni przegród zewnętrznych do kubatury - objętości budynku. Jak podkreślają projektanci domów energooszczędnych, nie należy budować domu z narożnikami i załamanymi ścianami, gdyż w takich miejscach dochodzi do największych strat ciepła. Zalecane jest z kolei budowanie domu o kształcie prostej, zwartej bryły - idealnym rozwiązaniem jest plan prostokąta. 

Ogromny wpływ na zużycie energii ma również rozmieszczenie pomieszczeń oraz wielkość przegród przezroczystych. Ważnym czynnikiem przy oszczędności energii jest także odpowiednia lokalizacja domu na działce, co często jest pomijane na etapie projektowania. Największa część elewacji powinna być zwrócona na południe, gdyż ten kierunek jest najcieplejszy, północna część elewacji z kolei powinna być jak najmniejsza. Jest to istotne, gdyż odpowiednie usytuowanie budynku względem stron świata ogranicza zużycie energii o 5-7 %.

Domy energooszczędne buduje się w Polsce jako murowane trój- lub dwuwarstwowe. Czasami są to domy szkieletowe, których konstrukcja umożliwia zastosowanie bardzo grubej izolacji termicznej.

Pierwszy rodzaj ścian - ściany trójwarstwowe - to najlepszy rodzaj przegród, gdzie każda warstwa pełni swoją funkcję. Warstwy oraz ich funkcje wyglądają następująco:

- warstwa nośna - ma grubość 18-20 cm, wykonana jest często z pustaków ceramicznych MAX, bloków wapienno-piaskowych czy betonu komórkowego. Warstwa ta charakteryzuje się wytrzymałością, szczelnością, dobrą izolacyjnością akustyczną. Akumuluje ciepło.

- warstwa termoizolacyjna - ma grubość 20 cm, zbudowana jest ze styropianu lub wełny mineralnej. Odpowiada za bardzo dobrą izolacyjność cieplną przegrody oraz eliminuje mostki termiczne.

- warstwa osłonowa - ma grubość 8-12 cm, zbudowana jest z cegieł klinkierowych, wapienno-piaskowych, betonowych lub ceramicznych. Warstwa ta dodaje budynkowi nie tylko atrakcyjności, lecz także trwałości izolacji akustycznej.

Drugi rodzaj ścian - ściany dwuwarstwowe - pozwalają na uzyskanie przegród o mniejszej grubości niż ściany trójwarstwowe, są jednak mniej trwałe i bardziej narażone na uszkodzenia mechaniczne. Zbudowane są z:

- warstwy nośnej - o grubości 24-29 cm, zbudowanej z takich materiałów jak w ścianach trójwarstwowych.

- warstwy termoizolacyjnej - o grubości 15-20 cm, zbudowanej ze styropianu lub wełny mineralnej.

Biorąc pod uwagę fakt, iż przez ściany ucieka blisko 20-30% ciepła, należy poważnie podejść do wyboru rodzaju ścian zewnętrznych. Taki ubytek ciepła w skali roku jest niemałym uszczerbkiem dla budżetu oraz stosunkowo dużym obciążeniem dla środowiska, dlatego też w momencie podejmowania decyzji dotyczących wyboru ścian zewnętrznych, korzystnie jest wziąć pod uwagę współczynnik przenikania ciepła U ściany, który decyduje o tym, czy ściana jest naprawdę ciepła. 

Nie jest to jednak jedyny wskaźnik, którego powinniśmy się trzymać. Ważna jest również kwestia ekologiczna, a więc wybór ekologicznego materiału budowlanego. Wybór takiego materiału może być podparty np. ilością energii potrzebnej do jego produkcji, jego późniejszą utylizacją bądź faktem, czy jest on wytwarzany z naturalnych surowców. Idealnym rozwiązaniem byłoby jednak, gdyby nasz wybór opierał się na sumie wszystkich wskaźników. W celu zapewnienia mniejszej energochłonności budynku można również skupić się na poprawie izolacyjności termicznej przegród budowlanych poprzez zwiększenie grubości izolacji czy poprawne ich zaprojektowanie.

Wymagania co do izolacyjności termicznej zmieniały się przez lata. Przykładowo do lat 70. nie stosowano żadnej izolacji termicznej ścian, jednak do 1998 r. wymagania się zwiększyły. Wówczas ocieplenie materiałem termoizolacyjnym o grubości 8 cm uznano za optimum. Później jednak optimum wzrosło do 10 cm. Punktem zwrotnym dla inżynierów było natomiast wprowadzenie analiz opłacalności ekonomicznej. Zostały wówczas opracowane modele analiz ekonomiczno-technicznych, które uwzględniały szereg czynników, takich jak: wzrost cen nośników energii, inflacja, okres korzystania z podwyższonej izolacji. Efektem analiz był wzrost grubości izolacji. Izolacja termiczna o grubości 20-30 cm nie dziwi dziś ani architektów, ani inżynierów.

Współczynnik przenikania ciepła takiej ściany wynosi U = 0,2 W/(m2·K), a nawet 0,1 W/(m2·K). W praktyce projektowej jednak wystarczy taka grubość izolacji cieplnej, która spełnia minimalne wymagania obowiązujących przepisów. Na mocy Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, wówczas uważa się je za spełnione, gdy wartości wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania E nie przekraczają wartości granicznej E0 [kWh/(m3·a)] (zależnej od współczynnika kształtu A/V) lub jeżeli przegrody budowlane odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej określonym w rozporządzeniu, tzn. zachowują wartości graniczne U0 [W/(m2·K)].

Należy mieć na uwadze, że izolacja termiczna podlega wpływowi mostków termicznych. Do strat ciepła dochodzi poprzez przegrody zewnętrzne.

Mając na celu zracjonalizowanie zużycia energii, wskazane jest poszukiwanie takich rozwiązań technicznych, które będą uzasadnione ekonomicznie. W procesie projektowania izolacji termicznej należy dokonać optymalizacji, która przyjmie idealną grubość izolacji termicznej. Ważna jest również minimalizacja wpływu mostków cieplnych, mających wpływ na  końcową izolacyjność termiczną ściany.