Rodzaje ścian
Ze względu na pracę statyczną ściany dzielimy na:
- nośne (konstrukcyjne), które przekazują obciążenia od ścian wszystkich kondygnacji, stropów, dachu, wiatru bezpośrednio na fundamenty lub pośrednie konstrukcje podpierające;
- samonośne - nie podpierające stropów i dachu; przenoszą na fundamenty obciążenia własne z całej wysokości oraz przekazują obciążenia pionowe (np. od wiatru) na ściany poprzeczne lub konstrukcję szkieletową budynku;
- osłonowe (wypełniające) - są to ściany zewnętrzne, ale nie nośne. Przenoszą jedynie obciążenia własne oraz od przedmiotów i urządzeń zawieszonych na nich, z danej kondygnacji na konstrukcję podpierającą;
- działowe - to nienośne ściany wewnętrzne, przenoszące jedynie obciążenia własne z jednej kondygnacji na konstrukcję podpierającą. Powinny one spełniać odpowiednie wymagania izolacyjności akustycznej.
W zależności od konstrukcji ściany dzielimy na:
- jednowarstwowe - to ściany jednorodne pod względem materiału. Współczynnik przenikania ciepła „Uo” takiej ścianki powinien być nie większy niż 0,5 W/m2K. W związku z tym ściany jednowarstwowe buduje się rzadziej i tylko z niektórych materiałów (np. ciepłej ceramiki, betonu komórkowego). Rozwiązanie to ma jednak wiele zalet. Jedną z nich jest stosunkowo niewielka grubość ścianki, wynosząca ok. 44 cm, dzięki czemu zyskujemy większą powierzchnię użytkową bez ponoszenia dodatkowych kosztów związanych z przygotowaniem szerszych fundamentów pod grubsze ściany i - co za tym idzie - zwiększonych kosztów wykonania elewacji i dachu budynku. Ścianę jednowarstwową muruje się szybciej, gdyż stosowane elementy są zazwyczaj lżejsze i większe. Unika się też wielu błędów popełnianych przy wykonywaniu ścian warstwowych. Elewację można wykonać poprzez przykrycie ścian zwykłym tynkiem cementowo-wapiennym lub okładziną;
- dwuwarstwowe - składają się zazwyczaj z warstwy nośnej i ocieplenia (płyty różnej grubości ze styropianu lub wełny mineralnej), na którym układa się tynk (metoda lekka-mokra) lub okładzinę (metoda lekka-sucha). Współczynnik przenikania ciepła „Uo” takiej ścianki nie powinien przekraczać 0,3 W/m2K;
- trójwarstwowe (mur szczelinowy) - składają się z dwóch ścianek oddzielonych od siebie szczeliną powietrzną, która w części wypełniona jest materiałem izolacji termicznej. Ścianka wewnętrzna jest zazwyczaj nośna, a zewnętrzna - elewacyjna. Obie są powiązane ze sobą kotwami. Wykonanie szczeliny powietrznej o grubości 4-5 cm jest niezbędne, zwłaszcza w przypadkach, gdy warstwa osłonowa ściany wykonywana jest z materiału o niskiej przepuszczalności pary wodnej lub gdy jako ocieplenie stosowana jest wełna mineralna. Zapobiega to zawilgoceniu materiału termoizolacyjnego poprzez wentylację przestrzeni termoizolacyjnej otworami nawiewnymi i wywiewnymi, umieszczonymi u dołu i u góry ścianki zewnętrznej. W przypadku ścian trójwarstwowych nie występują ograniczenia dotyczące wartości współczynnika przenikania ciepła „Uo”, gdyż można utrzymać jego wielkość na poziomie 0,3-0,7 W/m2K. W porównaniu z innymi ścianami wykonanie ściany trójwarstwowej jest bardziej pracochłonne. Wyższe są również koszty zużycia materiałów, nakład pracy i większa grubość ściany. Warstwa izolacji cieplnej jest jednak lepiej zabezpieczona przed uszkodzeniami mechanicznymi i czynnikami atmosferycznymi.
Materiały ścienne
Ceramiczne - jeden z najpopularniejszych materiałów budowlanych. Produkowane są z gliny z dodatkiem środków modyfikujących, formowane, suszone i wypalane. Występują w kilku rodzajach: cegła pełna - 5 klas (klasę cegły określa wytrzymałość na ściskanie w MPa); stosowana do budowy ścian podziemnych, zewnętrznych oraz działowych; dziurawka - 2 klasy; stosowana jest do ścian zewnętrznych (musi być mrozoodporna) i do wznoszenia ścianek działowych; cegła kratówka, w zależności od wymiarów produkowana w trzech typach i 4 klasach; stosowana jest do wznoszenia murów o dużych obciążeniach (ściany zewnętrzne i wewnętrzne); nie używana do wykonywania fundamentów i murów kominowych; cegła klinkierowa - produkowana bez otworów lub z otworami skierowanymi prostopadle do powierzchni - 2 klasy; stosowana do budowy ścian na gruntach nasyconych wodą i licowania ścian budynków.
Pustaki ceramiczne są również wyrobem wypalanym z gliny, w kształcie prostopadłościanu z przelotowymi otworami skierowanymi prostopadle do podstawy. Pustaki ceramiczne ścienne pionowo drążone typu S2, U, U2 występują w 4 klasach i są stosowane do naziemnych ścian w budownictwie. Pustaki ceramiczne ścienne typu K-065 przeznaczone są do budowy ścian zewnętrznych nośnych i wewnętrznych w budownictwie mieszkaniowym. Wszystkie pustaki powinny być mrozoodporne. Z elementów ceramicznych wykonuje się ściany dwu- i trójwarstwowe, charakteryzujące się dużą odpornością na uszkodzenia mechaniczne i trwałością oraz zdolnością akumulacji ciepła. Wadą ich jest natomiast znaczny ciężar elementów, znaczna grubość wykonanej ściany oraz większe zużycie materiałów w porównaniu ze ścianą jednowarstwową.
Ciepła ceramika różni się od tradycyjnej mikroporowatą budową. Efekt ten osiąga się na etapie wytwarzania pustaków ceramicznych poprzez dodanie mączki drzewnej lub trocin, które w procesie wypalania spalają się, tworząc pęcherzyki gazu. Dzięki temu pustaki odznaczają się lepszą izolacją termiczną w porównaniu do tradycyjnej ceramiki, co umożliwia wykonywanie z nich także ścian jednowarstwowych bez konieczności stosowania dociepleń. Posiadają one wyprofilowania na bocznych ściankach, umożliwiające układanie ich na pióro i wpust (zaprawę układa się wówczas w spoinach poziomych), lub wyposażone są we wpusty na bocznych krawędziach (zaprawą wypełnia się kieszenie powstałe po ułożeniu elementów). Pustaki z ceramiki poryzowanej są lżejsze, umożliwiają łatwą obróbkę piłą, lepiej izolują akustycznie, ale są bardziej kruche. Dlatego należy zadbać o odpowiednie warunki w trakcie transportu, załadunku i rozładunku.
Bloczki wapienno-piaskowe (silikatowe) produkuje się z piasku, wapna i wody, poddaje procesowi ciśnieniowego formowania i autoklawizacji. Z wytwarzanych w ten sposób bloczków i cegieł wykonuje się ściany wewnętrzne oraz zewnętrzne dwu- lub trójwarstwowe. Elementy muruje się tak, jak ściany z tradycyjnych cegieł, choć pojawiły się już na rynku bloczki oparte na technologii pióra i wpustu (głębokość 4 mm), które muruje się bez spoiny pionowej. Bloczki te mogą być zaopatrzone w uchwyty montażowe oraz otwory umożliwiające przenoszenie ich specjalnym chwytakiem. Dzięki temu montaż staje się łatwiejszy i trwa krócej. Bloczki wapienno-piaskowe charakteryzują się dużą dokładnością wymiarów (ok. 1 mm), wysoką wytrzymałością na ściskanie, zdolnością akumulacji ciepła i wilgoci, dzięki czemu utrzymują we wnętrzu pomieszczenia właściwe warunki cieplno-wilgotnościowe. Są odporne na warunki atmosferyczne, a także - dzięki odkażającym właściwościom wapna - na rozwój grzybów i pleśni. Elewacyjne elementy silikatowe dostępne są w różnych kolorach.
Beton komórkowy - produkowany jest z wapna, cementu i piasku kwarcowego oraz dodatku glinu (Al) jako środka poryzującego (elementy o białej barwie); zamiast piasku mogą być dodane popioły lotne (szara barwa bloczków). Beton komórkowy ma porowatą strukturę. Przy małym ciężarze zapewnia dobre właściwości izolacyjne, dzięki czemu można budować z niego jednowarstwowe ściany zewnętrzne bez konieczności dodatkowego ocieplenia. Daje się łatwo obrabiać, co jest istotne przy docinaniu elementów i wycinaniu bruzd w ścianach na przewody instalacyjne.
Ściana wykonana z betonu komórkowego charakteryzuje się dobrą paroprzepuszczalnością, ale posiada gorszą izolacyjność akustyczną i pojemność cieplną. Beton komórkowy jest materiałem nasiąkliwym, co oznacza, że należy go osłaniać przed wilgocią w trakcie składowania. W przeciwnym razie straci swoje właściwości i może pękać. Jest również dość kruchy, dlatego należy zadbać o odpowiednie warunki w trakcie rozładunku, załadunku i transportu. Na rynku dostępne są następujące elementy z gazobetonu: bloczki ścienne, wielkoformatowe płyty ścienne, stropowe i dachowe, elementy docieplenia wieńca, gotowe nadproża, kształtki U. Ściany jednowarstwowe z betonu komórkowego muruje się zaprawą klejącą na cienkie spoiny, których grubość wynosi ok. 1 mm. Zastosowanie kleju zmniejsza niebezpieczeństwo powstania mostków termicznych oraz znacznie skraca czas prowadzenia robót. Jeżeli między bloczkami występują znaczne różnice wymiarów, stosuje się zaprawy cementowo-wapienne. Ich izolacyjność cieplna jest zbliżona do izolacyjności bloczków, dzięki czemu w spoinach nie tworzą się mostki cieplne. Bloczki z betonu komórkowego produkowane są w trzech klasach wytrzymałościowych, co pozwala na wznoszenie budynków nawet cztero-, pięciokondygnacyjnych. Elementy mogą posiadać profilowaną powierzchnię czołową, dzięki czemu nie ma konieczności wykonywania spoin pionowych, a także wyfrezowane uchwyty montażowe, ułatwiające przenoszenie i ustawianie ich w murze. Zamiast bloczków można użyć bloków modułowych, które są trzykrotnie wyższe. Ich zaletą jest możliwość jednoczesnego montowania dwóch elementów za pomocą specjalnego chwytaka i minidźwigu.
Keramzytobeton produkowany jest z cementu i keramzytu, wytwarzanego z gliny pęczniejącej, wypalanej w wysokiej temperaturze. W procesie tym powstają małe, czerwono-brązowe owalne granule, które zawierają liczne drobne pory powietrzne, dzięki czemu jest on bardzo dobrym izolatorem ciepła. Kruszywo posiada trzy frakcje (0÷4, 4÷8, 8÷16 mm) i jest stosowane jako wypełniacz mieszanek betonowych do produkcji pustaków i bloczków keramzytowych. Z bloczków tych wykonuje się ściany jednowarstwowe. Bloczki te dobrze izolują termicznie (współczynnik przenikania ciepła Uo dla ściany jednowarstwowej o grubości 36,5 cm wynosi 0,29 W/m2K) oraz akumulują ciepło. Są też ognioodporne, paroprzepuszczalne, lekkie i łatwe w obróbce oraz dobrze izolują akustycznie. W systemie tym można budować domy jedno- i wielorodzinne do trzech kondygnacji. Bloczki mogą być również stosowane do wypełniania konstrukcji szkieletowych w wysokich budynkach. W zależności od rodzaju ich krawędzie można łączyć na pióro i wpust (wówczas wystarczy wykonać tylko spoiny podłużne o grubości 10 mm) lub wykonać spoiny pionowe i poziome. Do murowania stosuje się zaprawę ciepłochronną. W celu podwyższenia wytrzymałości muru oraz przeciwdziałania skurczowi zaleca się dozbrojenie ściany w co drugiej warstwie. W ofercie producentów znajdują się również nadproża i pustaki wypełniające do stropów. Bloczki keramzytowo-betonowe posiadają szorstką powierzchnię, dobrze utrzymującą warstwę nanoszonego na nią tynku.
Gips - elementy ścienne produkuje się z gipsu naturalnego lub syntetycznego, otrzymywanego z procesu odsiarczania spalin. Gips syntetyczny ma podobny do naturalnego skład chemiczny, a wykonane z niego bloczki są bardziej wytrzymałe. Istnieje kilka systemów wznoszenia murów z gipsu. Najczęściej układa się z nich ścianę, a następnie do wnętrza gipsowych pustaków, wlewa się zaprawę gipsową w formie pianki, która pełni funkcję zarówno spoiwa, jak i izolacji termicznej. Ściany z tych elementów można wznieść również metodą tradycyjną - za pomocą kleju gipsowego, którym smaruje się pionowe i poziome spoiny. Niektóre systemy wymagają dodatkowego ocieplenia styropianem. Elementem konstrukcyjnym budynku może być szkielet drewniany, wykonany z metali nieżelaznych, lub żelbetowy. Gipsowe elementy ścienne mają dobrą izolacyjność cieplną, wysoką odporność ogniową oraz zdolność akumulacji ciepła i wilgoci. Wykonuje się z nich ściany zewnętrzne i wewnętrzne pomieszczeń, w których wilgotność nie przekracza 70%. Wadą ich jest duża nasiąkliwość, której towarzyszy spadek wytrzymałości.
Beton z wypełnieniem organicznym to pustaki wióro-, trocino-, koro- i zrębkocementowe. Produkuje się je z trocin drzew iglastych, cementu i wody. Podczas wytwarzania betonu wypełniacze te poddawane są procesowi mineralizacji, dzięki czemu trociny, kora, wióry i zrębki w gotowym elemencie są odporne na gnicie i odpowiednio trwałe. Mineralizacja zmniejsza ponadto skurcz betonu i umożliwia właściwe wiązanie cementu. W zależności od technologii pustak może posiadać wewnątrz pięć komór, z których dwie wypełnione są materiałem termoizolacyjnym - wełną mineralną lub ekofibrem - a pozostałe po ułożeniu elementów zalewane są betonem. Tak wykonana ścianka może wymagać wykonania dodatkowej izolacji termicznej. Ściany z wiórocementu powinno się wznosić na fundamentach o wysokości min. 40 cm ponad poziomem terenu, na wysokość do trzech kondygnacji. Z betonu lekkiego z wypełniaczami organicznymi produkuje się pustaki, bloczki lub płyty. Z płyt wykonuje się najczęściej deskowania podczas wznoszenia ścian, później pełnią one funkcję izolacji cieplnej i akustycznej. Bloczki służą do wznoszenia ścian osłonowych, a pustaki - konstrukcyjnych.
Styrobeton produkuje się z cementu i granulatu styropianowego z dodatkiem popiołów lekkich. Nowe produkty, do których dodawany jest środek uplastyczniający, posiadają lepsze właściwości wytrzymałościowe, a te z wkładkami styropianowymi - również termiczne. Ze styrobetonu można wykonywać ściany zewnętrzne jednowarstwowe. Pozostałe oferowane przez producentów elementy to: nadproża, bloczki narożnikowe na ściany wewnętrzne oraz filary. Do murowania elementów stosuje się zaprawę ciepłochronną z granulatem styropianowym. Bloczki posiadają wyprofilowania na pióro i wpust, dlatego murując z nich ścianę, można wykonywać tylko spoiny poziome.
Domy z bali o grubości 6-9 cm lub okrąglaków drzew iglastych (sosny, świerku, jodły lub modrzewia). Najczęściej mają konstrukcję sumikowo-łątkową - ściany wznosi się, układając bale poziomo (sumiki) między pionowymi słupkami (łątkami), u góry konstrukcja zwieńczona jest oczepem. Mogą mieć również konstrukcję wieńcową (poziome bale układa się jeden na drugim i łączy na pojedynczy lub podwójny wpust i wypust, na rogach domu bale tworzą charakterystyczny jaskółczy ogon). Ściany z bali ociepla się od środka wełną mineralną, następnie układa folię i wykańcza boazerią lub płytami gipsowo-kartonowymi mocowanymi na profilach aluminiowych. Od zewnątrz można pomalować je impregnatem koloryzującym. Jeśli bale mają grubość 22 cm, dodatkowe ocieplenie nie jest wymagane. Drewno powinno być przed montażem odpowiednio przygotowywane: sezonowane i impregnowane.
Systemy z wykorzystaniem kształtek styropianowych - technologia wznoszenia ścian w tym systemie polega na łączeniu styropianowych kształtek za pomocą zamków, na zasadzie zbliżonej do klocków lego. Poszczególne elementy nakłada się na siebie i dociska, a następnie zalewa betonem. Styropian pełni tu dwojaką funkcję - stanowi izolację termiczną i jednocześnie tzw. deskowanie tracone (tzn. zastępuje tradycyjne deskowanie dla betonu). System zawiera zarówno elementy ścienne, jak i kształtki stropowe i dachowe. Gotową ścianę wykańcza się od wewnątrz płytami gipsowo-kartonowymi lub tynkiem gipsowym układanym na mokro, natomiast elewację można obłożyć cegłą klinkierową lub otynkować. Grubość takiej ściany wynosi ok. 25 cm.
Szkielet drewniany i stalowy - zaletą tej technologii jest całkowita eliminacja prac mokrych, co umożliwia wykonanie domu w krótkim czasie, nawet zimą. W szkielecie stalowym konstrukcję nośną domu stanowią zimnogięte profile, wykonane z ocynkowanych blach o grubości 0,9-1,5 mm łączonych w panele. Szkielet mocuje się do fundamentu za pomocą śrub i gwoździ. Ściana składa się z następujących warstw: od wewnątrz płyta gipsowo-kartonowa, paroizolacja, warstwa wełny mineralnej, płyta wiórowa wodoodporna lub sklejka i ocieplenie - styropian o grubości 8 cm. Elewację można obłożyć sidingiem, cegłą klinkierową lub licówką. Konstrukcję dachu stanowią dźwigary pokryte płytą wiórową, na których na warstwie papy można układać pokrycie, np. z dachówki bitumicznej. W szkielecie drewnianym istotną rolę odgrywa rodzaj i odpowiednie przygotowanie drewna wykorzystywanego do budowy. Podobnie jak w konstrukcji stalowej, szkielet drewniany ścian, stropu i dachu stawiany jest na tradycyjnym fundamencie lub płycie fundamentowej. Do szkieletu przybija się poszycie z płyt lub desek, a po obydwu jej stronach izolację termiczną w postaci wełny mineralnej, wiatroizolację (na zewnątrz ścianki) i paroizolację (od wewnątrz). Tak wykonana ściana ma dobrą izolacyjność termiczną. Od wewnątrz wykańcza się ją płytami gipsowo-kartonowymi, a elewację sidingiem, deskami lub cegłą klinkierową. Dla ściany wykonanej w technologii szkieletu współczynnik przenikania ciepła Uo wynosi 0,28 W/m2K.
Domy modułowe są najbardziej zaawansowaną technicznie formą prefabrykacji domów szkieletowych, zarówno o konstrukcji drewnianej, jak i stalowej. Domy modułowe wznosi się z segmentów składających się ze ścian, podłogi i stropu lub dachu. Segmenty przywożone są na plac budowy, gdzie mogą być łączone w pionie (do pięciu kondygnacji) lub poziomie - jak klocki lego - na gotowym, wykonanym przez inwestora fundamencie. Poszczególne segmenty powstają w wytwórni przez ok. 2-3 miesiące. Wyposaża się je tam w instalacje, okna, parapety, drzwi, urządzenia sanitarne, przewody elektryczne oraz gniazdka i włączniki. Sam montaż trwa jeden dzień, wykańczanie elewacji i pokrycie dachu - od jednego do trzech tygodni. Domy modułowe są równie trwałe i solidne, jak budowane metodą tradycyjną budynki szkieletowe, ich konstrukcja jest dodatkowo usztywniana, by sprostała transportowi z wytwórni na plac budowy. Ich cena może być niższa o około 20% od tradycyjnych, jeśli korzysta się z gotowego, proponowanego przez producenta projektu i wszystkie możliwe prace wykończeniowe wykonywane są w wytwórni.
Płyty zrębkocementowe wchodzą w skład systemu Velox. Układa się z nich dwie równoległe ścianki o wysokości 50 cm: wewnętrzną i zewnętrzną (płyta fabrycznie zespolona z termoizolacją ze styropianu o grub. 10 cm). Płyty łączy się klamrami stalowymi co 25 cm i tak ułożone deskowanie zalewa się betonem do wysokości 40 cm, następnie układa się pozostałe elementy i przewody instalacyjne. Współczynnik przenikania ciepła dla ścianki grubości 23 cm wynosi 0,26 W/m2K.
Polimerowe elementy ścienne. Ściany w tym systemie montuje się poprzez naprzemienne wsuwanie trzykomorowych paneli i łączników skrzynkowych, w których znajdują się kanały przystosowane do poprowadzenia instalacji elektrycznej. Gotową konstrukcję całej kondygnacji wypełnia się betonem klasy B-30 lub B-35. System zawiera również dachowe elementy wypełnione wełną mineralną. Ściany zewnętrzne można wykończyć w dowolny sposób, natomiast wewnętrzne - okleić tapetą, położyć tynk lub boazerię. Nawet, jeśli pozostawimy je bez wykończenia, ściana będzie wyglądać estetycznie. Szybki i łatwy montaż umożliwia wybudowanie domu w krótkim czasie (montaż domu o powierzchni 200 m2 na gotowym fundamencie trwa około 4 do 5 tygodni). Współczynnik przenikania ciepła dla ścianki o grubości 10 cm wykonanej w tej technologii, wynosi 0,29 lub 0,30 W/m2K.
Wybierając materiały do budowy naszego domu, oprócz względów technicznych i ekonomicznych trzeba również wziąć pod uwagę:
- grubość muru potrzebną do uzyskania odpowiedniej izolacyjności cieplnej; wbrew pozorom ma to znaczny wpływ na wielkość powierzchni użytkowej - im cieńsze są ściany domu, tym jest jej więcej;
- bezwładność cieplną materiału ściennego - im jest większa, tym lepszy mikroklimat panuje wewnątrz budynku, dom wolniej stygnie jesienią, a latem mniej się nagrzewa;
- stopień trudności i czas potrzebny do wykonania ściany, a więc związaną z tym cenę robocizny;
- dostępność wybranego materiału w okolicy, w której budujemy dom;
- parametry akustyczne elementów budowlanych;
- może istnieć potrzeba korzystania z ciężkiego sprzętu budowlanego, np. dźwigu lub pompy do betonu;
- wykonanie odpowiednich izolacji przeciwwodnych (jeśli są potrzebne) i przeciwwilgociowych oraz akustycznych.
Ładny Dom, styczeń 2001