Podstawowe wymagania dla ścian domów z bali

Przed podjęciem decyzji o budowie domu z bali i przystąpieniem do jego projektowania należy wziąć pod uwagę kilka czynników wpływających na efektywność energetyczną domu.

Izolacyjność cieplna

Opierając się wyłącznie na wymaganiach w zakresie izolacyjności cieplnej ścian zewnętrznych dla budynków mieszkalnych, ściany z bali, nawet o średnicy czy grubości 30 cm, nie spełniają  wymagań w tym zakresie.

W naszym kraju nie podjęto żadnych działań w kierunku zbadania izolacyjności cieplnej drewna. Badania takie przeprowadzono między innymi w Stanach Zjednoczonych.

Tam odporność drewna na działanie czynników atmosferycznych mierzona jest wartością R. Jest to opór cieplny jaki drewno stawia warunkom atmosferycznym. W domach z litych bali, drewno zapewnia zarówno konstrukcję, jak i izolację ścian. Wartość R dla drewna większości drzew iglastych wynosi 1,41 na jeden cal (2,54 cm) grubości bala.

Wartość R po amerykańsku

Współczynnik U służy do mierzenia strumienia ciepła. Pomiaru dokonuje się mierząc ilość BTU na 1 stopę kwadratową powierzchni w ciągu godziny, przy różnicy temperatury wewnątrz i na zewnątrz równej 1^oF. Jest to zawsze liczna dziesiętna, mniejsza od . Im niższy jest współczynnik U, tym mniejsze straty ciepła.

Współczynnik U jest odwrotnością współczynnika R. Jeśli okno ma współczynnik U=0,5, to jego współczynnik R wynosi 2 (2 jest bowiem odwrotnością 0,5).

Współczynnik R oznacza zdolność zatrzymania ciepła. Aby otrzymać współczynnik R, należy podzielić jedność przez współczynnik U, natomiast aby obliczyć współczynnik U należy w mianowniku umieścić współczynnik R, a w liczniku jedność.

Tak więc R=4 odpowiada U = 1/4 = 0,25

Wartość R po polsku

Współczynnik U, podawany w jednostkach W/(m².K), który określa wielkość przepływu ciepła przez jednostkową powierzchnię danej przegrody budowlanej, jeśli po dwóch jej stronach panuje różnica temperatur w wysokości 1K. Na jego podstawie można określić straty cieplne osobno dla danej przegrody. Niska wartość współczynnika U oznacza, że ubytki ciepła będą niewielkie. Wartość tego współczynnika zależy od rodzaju i grubości materiału, z którego wykonane są ściany, ale także od charakteru przegrody.

Współczynnik U jest podstawowym parametrem służącym do oceny izolacyjności termicznej przegrody zewnętrznej budynku. Określa ilość ciepła jaka jest w stanie przedostać się przez przegrodę.

Im niższy współczynnik U tym przegroda jest cieplejsza.

Współczynnik U jest zależny od oporu cieplnego i obliczany jest z zależności: U = 1/R, gdzie R – opór cieplny

Odporność na przewodzące ciepło materiału izolacyjnego jest mierzona lub oceniana pod względem jego oporu cieplnego lub wartości R – im wyższa wartość R, tym większa jest skuteczność izolacji. Wartość R zależy od rodzaju izolacji, jej grubości i gęstości. Podczas obliczania wartości R przegrody wielowarstwowej należy dodać wartości R poszczególnych warstw. Montaż grubszej izolacji na przegrodach zwiększa wartość R i opór przepływu ciepła.

Skuteczność odporności materiału izolacyjnego na przepływ ciepła zależy również od sposobu i miejsca montażu izolacji. Na przykład, izolacja, która jest ściśniona, nie dostarczy pełnej wartości R. Całkowita wartość R ściany lub sufitu w budynku o konstrukcji szkieletowej będzie nieco różnić się od wartości R samej izolacji, ponieważ ciepło przepływa łatwiej przez słupki, belki i inne materiały budowlane, w zjawisku znanym jako mostkowanie termiczne.

Odwrotności współczynnika R jest współczynnik U.

Nie zwracając uwagi na zalety pojemności cieplnej, ściana z bali, z drewna iglastego, grubości 6 cali (15,24 cm) ( bez uwzględniania okien i drzwi) posiada wartość R > 8.

W porównaniu z tradycyjną ścianą szkieletową o wymiarach konstrukcji  3½ cala (8,9 cm), (płyta poszycia zewnętrznego, izolacja cieplna, poszycie wewnętrzne zapewnia opór cieplny na poziomie R-14), ściany z bali są zdecydowanie gorszym systemem izolacyjnym.

Jednakże stopień, w jakim konstrukcja ściany z bali współdziała ze środowiskiem, zależy w dużym stopniu od klimatu. Ze względu na możliwość gromadzenia w drewnie ciepła, duża pojemność cieplna bali, prowadzi do poprawy ogólnej efektywności energetycznej budynku.

Bale z litego drewna działają jako „baterie termiczne” i mogą, w korzystnych warunkach, przechowywać ciepło w ciągu dnia i stopniowo uwalniać je w nocy. W łagodnym słonecznym klimacie zwiększa to pozorną wartość R bala o 0,1 na jeden cal grubości bala, która to wartość powoduje wahania temperatury w okresie dzień – noc – dzień.

Przenikanie powietrza

Domy z bali są podatne na przenikanie powietrza. Powyższe szczególnie dotyczy domów stawianych z bali tzw. zielonych, czyli o wilgotności powyżej 20%. Po postawieniu domu bale będą wysychały  poniżej 15% – 20% wilgotności. W miarę upływu czasu i obniżania się zawilgocenia, bale przez najbliższych kilka lat podlegać będą kurczeniu się, co powodować będzie także pękanie bali. Kurczenie się bali i spękania mogą powodować szczeliny pomiędzy balami, doprowadzając do niekontrolowanego przenikania powietrza, które wpływać będą na zwiększone wymagania dotyczące ogrzewania i chłodzenia budynku

Zminimalizować przenikania powietrza między balami, spowodowanego kurczeniem się bali i ich pękaniem można przez stosowanie bali sezonowanych przez okres co najmniej kilku lat przed rozpoczęciem budowy.

Tu warto wspomnieć, że górale do budowy domów stosowali płazy sezonowane przez okres 10-12 lat

Najmniej problemów związanych z kurczeniem się i pękaniem drewna stwarzają poszczególne gatunki drzew – w stosownej kolejności – cedr, świerk, sosna, jodła, modrzew.

W drewnie cedrowym występują w najmniejszym zakresie, największe w modrzewiu.

Producenci i doświadczeni budowniczowie znają problemu wynikające z kurczenia się i pękania drewna powodujące przenikanie powietrza, stad wiele z nich stosuje bal tylko sezonowane.

Bale tzw. zielone, podlegają zwiększonemu skurczowi niż bale suche, stąd ściany są bardziej narażone na powstawanie szczelin pomiędzy balami. Wymusza to stosowanie odpowiednich uszczelnień pomiędzy bali, zapobiegających migracji powietrza.

Więcej na temat uszczelniania ścian z bali – http://budujzdrewna.pl/domy-drewniane/domy-z-bali/podwalina-frez-wzdluzny-uszczelnienie-naciecie-kontrolowane

Ponadto szczelność ścian zapewni odpowiedni system dociskania bali, minimalizujący szczeliny pomiędzy bali.

Kontrolowanie wilgoci

Po wyschnięciu, komórki drewna są w stanie wchłonąć duże ilości wody, co może doprowadzić do mocnego zawilgocenia bali, co w konsekwencji może sprzyjać korozji biologicznej drewna i wpływać na rozwój owadów. Stąd zaleca się wykonanie ochrony bali przed kontaktem z wodą lub wilgocią. Jedną z metod jest impregnacja bali odpowiednimi preparatami zapewniającymi wodoodporność i ochronę przez insektami. Zabiegi te trzeba powtarzać co kilka lat.

Górale swoje domy konserwują szarym mydłem, co gwarantuje ochronę przed korozją biologiczną i zapewnia świeżość drewna.

Chochołów – chaty góralskie konserwowane szarym mydłem

Ochronę ścian przed wilgocią zapewnią także – odpowiednie ukształtowanie terenu wokół budynku, szerokie okapy, właściwy system orynnowania i rur spustowych.

Wojciech Nitka, sierpień 2017 r.