Jaka jest wymagana grubość bali ???

W latach 1980 – 1982 Narodowe Biuro ds. Standardów (National Bureau of Standards) (w skrócie NBS) na zlecenie Departamentu Mieszkalnictwa i Rozwoju Miast (Department of Housing and Urban Development – HUD) oraz Departamentu Energii (Department of Energy – DOE) przeprowadziło badania dotyczące izolacyjności cieplnej ścian z litych bali drewnianych.

Na terenie NBS, 20 mil na północ od Waszyngtonu, D.C., postawiono dwa identyczne budynki o wymiarach 20 x 20 stóp o różnej konstrukcji ścian zewnętrznych. Podczas badania, w budynkach utrzymywano temperaturę wewnętrzną na tym samym poziomie i zmierzono zużycie energii.

NBS porównało zużycie energii w budynkach – jeden z litych bali drewnianych grubości 7 cali (ok. 18 cm) o nominalnej wartości R-10, drugi w szkielecie drewnianym wypełnionym izolacją z włókna szklanego grub. 3 1/2 cala (ok. 9 cm) i nominalnej wartości R-12.

Badanie NBS wykazało również, że:

  • W okresie letniego chłodzenia budynek z bali zużył 24% mniej energii na schładzanie.
  • W okresie wiosennego ogrzewania budynek z bali faktycznie zużył 46% mniej energii cieplnej.
  • Podczas 14-tygodniowego okresu ogrzewania zimowego budynek z bali i budynek szkieletowy zużyły taką samą ilość energii cieplnej.

NBS zakończył testu stwierdzeniem, że pojemność cieplna ścian z litych bali drewnianych gwarantuje duże  oszczędności energii w budownictwie mieszkaniowym.

Temat ten jest zupełnie obcy w naszym kraju.

Izolacyjność cieplną ścian zewnętrznych oblicza się na podstawie współczynnika przewodzenia ciepła ʎ (lambda) dla danego materiału. W naszym kraju współczynnik lambda dla drewna, w poprzek włókien,wynosi 0,16 W/mK.

W innych krajach, np. w Finlandii współczynnika przewodzenia ciepła dla drewna wynosi λn = 0,12 W/mK.
Dzięki czemu ściany z bali domów,np. firmy Honka, największego producenta na świecie domów z bali, posiadają:
– dla ściany z bali okrągłych o grubości 230 mm lub bali prostokątnych, klejonych grubości 204 mm współczynnik U = 0,55 W/m²K.
– dla ściany z bali okrągłych o grubości 210 mm lub z bali prostokątnych, klejonych grubości 182 mm współczynnik U = 0,60 W/m²K.

Dla polskich wymagań przy tych samych grubościach bali 204 i 182 mm współczynniki U wynosiłyby adekwatnie – 0,69 i 0,76 W/m2K. To pogorszenie obliczeniowej izolacyjności cieplnej o ok. 22%.

Jakiej grubości bale w naszym kraju spełniają wymagania izolacyjności cieplnej ???

Aktualne przepisy w zakresie izolacyjności cieplnej dla ścian zewnętrznych wymagają współczynnika U ≤ 0,23 W/m2K.

Uwzględniając krajową wartość współczynnika lambda dla drewna w poprzek włókien – ʎ = 0,16 W/mK, grubość bala prostokątnego na ściany zewnętrzne powinna wynosić minimum 68 cm, co dla bali okrągłych daje średnicę minimum 76 cm.

Od 01 stycznia 2021 r. wymagania w zakresie współczynnika U dla ścian zewnętrznych będą wynosić ≤ 0,20 W/m2K. Po tym okresie ściany z bali prostokątnych z drewna litego lub klejonego, bez dodatkowej izolacji cieplnej będą musiały posiadać grubość powyżej 78 cm, co dla bali okrągłych daje średnicę 88 cm.

Jak z powyższe wynika, powszechnie obowiązujące przepisy w zakresie izolacyjności cieplnej ścian i metody obliczania współczynnika przenikania ciepła U dla ścian zewnętrznych, eliminują ściany z litych bali drewnianych, bez dodatkowej warstwy ocieplenia, z budownictwa mieszkaniowego.

Jest to o tyle ważne, gdyż aktualne przepisy wymagają by budynek spełniał przynajmniej minimalne wymagania tak w zakresie wskaźnika EP jak i izolacyjności cieplnej przegród.

Wskaźnik EP wyraża wielkość rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną niezbędną do zaspokajania potrzeb związanych z użytkowaniem budynku, odniesioną do 1 m2 powierzchni użytkowej, podaną w kWh/(m2rok).

Tymczasem według „Alaska Log Building Construction Guide” wydane przez Alaska Housing Finance Corporation bale o średnicy powyżej 13 cali (ok. 33 cm) nie wymagają dodatkowej warstwy ocieplenia.

Minimalna średnica bala z drewna litego nie wymagająca dodatkowej warstwy ocieplenia
– na Alasce 33 cm – w Polsce 76 cm

 

Również podczas pobytu na Syberii można stwierdzić, że tam domy stawiane są z bali o średnicy grubości 24 – 30 cm.

     
Domy z bala na Syberii

 

Może zatem warto wrócić do wymagań minimalnych stawiany budynkom sprzed 32 grudnia 2013 r. ???

Według obowiązujących do 31 grudnia 2013 r. warunków technicznych, budynek powinien spełniać wymóg wskaźnika EP, gdy przegrody zewnętrzne budynku zostały odpowiednio docieplone, tj. – spełniały wymóg wysokości współczynnika U lub gdy zaprojektowano ogrzewanie budynku paliwem o małej zawartości energii pierwotnej, czyli wykorzystując źródła odnawialne.

Przy braku, wymaganej izolacyjności cieplnej ścian zewnętrznych, dla osiągnięcia wymaganej wartości współczynnika EP, wartość tę można było nadrobić dobrą izolacyjnością podsadzki, okien oraz dachu, a także zastosowaniem niekonwencjonalnych systemów grzewczych – kolektorów słonecznych, ogniw fotoelektrycznych czy pomp ciepła.

Według warunków technicznych obowiązujących od 01 stycznia 2014 r. budynek i jego instalacje ogrzewcze, wentylacyjne, klimatyzacyjne, ciepłej wody użytkowej, powinny spełniać wymagania w zakresie:
– wartości wskaźnika EP (kWh/(m2rok) określającego roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną,
i
 – izolacyjności przegrody odpowiadającej przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej.

Jak widać w nowych warunkach technicznych zamieniono „lub” na „i”, co oznacza, że budynek musi spełniać wymagania tak w zakresie wartości wskaźnika EP oraz w zakresie izolacyjności cieplnej wszystkich przegród zewnętrznych budynku.

Obliczana tradycyjnie izolacyjność cieplna ścian z bali, bez uwzględnienia pojemności cieplnej drewna, ma wpływ (obniża) na wartość współczynnika EP (KWh/m2rok) określającego roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, chłodzenia oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej, co w zasadzie eliminuje domy z litych bali drewnianych bez dodatkowej warstwy ocieplenia, z budownictwa mieszkaniowego.

Jak zatem budować domy z litych bali drewnianych bez dodatkowej warstwy izolacji cieplnej ???

W wielu krajach, np. w Finlandii, opracowano specjalne warunki techniczne dla domów z bali, określając wymagania izolacyjności dla poszczególnych elementów budynku, tak by ściana z bali była ścianą z bali, a nie pokryta dodatkową warstwą izolacji cieplnej i płytą gipsowo-kartonową.

Dla budynku ze ścianami z bali prostokątnych o grubości nie mniejszej niż 180 mm lub bali okrągłych o średnicy nie mniejszej niż 210 mm obowiązują poniższe, minimalne wymagania:
  • ściana zewnętrzna – 0,24 W/m2K
  • dach, stropodach – 0,15 W/m2K
  • podłoga nad przestrzenią wentylowaną – 0,19 W/m2K
  • podłoga na gruncie – 0,24 W/m2K
  • okna, drzwi zewnętrzne – 1,4 W/m2K
  • okna dachowe – 1,5 W/m2K

Jednocześnie określono, że współczynnik przenikania ciepła ścian, dachu lub podłogi może wynosić np. 0,6 W/m2K lub dla okna – 1,8 W/m2K, jeśli inne części budynek są odpowiednio bardziej izolowane.

Podsumowanie

Biorąc pod uwagą, aktualne, krajowe wymagania w zakresie izolacyjności cieplnej przegród, według których ściana z bali prostokątnych powinna posiadać grubość min. 680 mm , a z bali okrągłych 760 mm, konieczne jest opracowanie, wzorem innych krajów,  wymagań projektowych dla domów z bali, tak by domy z bali były domami z bali bez dodatkowych izolacji cieplnych na ścianach.

Wojciech Nitka, wrzesień 2017 r.

You may also like...

2 komentarze

  1. Michał napisał(a):

    Co jeśli zaczynam budowę domu z litego bala prostokątnego grubości 25cm? Czy będę miał problemy z odbiorem budynku i nakaz pokrycia wewnętrznej strony bala płytą kg i wełną mineralną?

Odpowiedz na „Wojciech NitkaAnuluj pisanie odpowiedzi

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *