Ile styropianu na ścianę z pełnej cegły, żeby U spadło do 0,20?

Ściana z pełnej cegły, trzydzieści osiem centymetrów, otynkowana z obu stron cementowo-wapiennym. Typowy dom z lat sześćdziesiątych, jakich w Polsce stoją setki tysięcy. Ile styropianu trzeba do niej dołożyć, żeby zejść do współczynnika przenikania ciepła U = 0,20 W/(m²·K), czyli do wartości wymaganej dziś dla ścian zewnętrznych?

Odpowiedź: 18 cm.

Rachunek wymaga dokładnie 16,3 cm, ale styropianu nie sprzedaje się na centymetry. Bierze się najbliższą grubość handlową w górę i wychodzi 18. Po ociepleniu U spada z 1,42 na 0,18, więc przez tę ścianę ucieka o 87 procent mniej ciepła niż przed robotą.

A teraz rzecz, która przy tym rachunku zaskakuje najbardziej. Weź wielką płytę, żelbet grubości 15 cm, ścianę o U równym 3,32, czyli ponad dwa razy gorszą od tej ceglanej. Ile potrzebuje styropianu do tego samego celu? Też 18 cm.

Poniżej jest rozpisane, dlaczego.

Skąd się bierze 18 centymetrów

Cały rachunek stoi na dwóch działaniach. Opór cieplny warstwy to jej grubość podzielona przez lambdę materiału. Współczynnik U to odwrotność sumy oporów wszystkich warstw, powiększonej o opory przejmowania ciepła po obu stronach przegrody: 0,130 od wewnątrz i 0,040 od zewnątrz, zgodnie z PN-EN ISO 6946.

To wszystko. Reszta to podstawianie liczb.

Popatrz na dwie pogrubione liczby. Trzydzieści osiem centymetrów muru daje opór 0,494. Osiemnaście centymetrów styropianu daje 4,737, czyli prawie dziesięć razy więcej przy o połowę mniejszej grubości.

To jest cała tajemnica ocieplania. Ocieplenie nie wspomaga muru. Ono go zastępuje w roli izolatora, a mur zostaje przy tym, do czego został zbudowany, czyli przy trzymaniu stropu.

Dlaczego wielka płyta potrzebuje tyle samo co mur z cegły

Skoro ocieplenie odpowiada za 87 procent oporu całej przegrody, to zmiana muru przesuwa tylko te pozostałe kilkanaście procent. Stąd wynik, który brzmi jak pomyłka, a pomyłką nie jest.

Trzy pierwsze ściany różnią się współczynnikiem U ponad dwukrotnie, a wychodzi z nich ta sama grubość ocieplenia. Dopiero beton komórkowy, który sam z siebie jest izolatorem, zbija wynik do 12 cm.

Praktyczny wniosek jest taki, że pytanie „mam starą ścianę, czy potrzebuję grubszego ocieplenia" jest źle postawione. Prawie zawsze potrzebujesz mniej więcej tego samego, bo cel liczy się od zera, a nie od punktu wyjścia. Grubszego ocieplenia potrzebujesz wtedy, gdy chcesz zejść niżej, a nie wtedy, gdy zaczynasz z gorszego miejsca.

Ciekawostka na marginesie: usunięcie tynków z rachunku, czyli ściana surowa, zmienia potrzebę z 16,3 na 16,5 cm. Dwa milimetry. Tynki to w tym bilansie zaokrąglenie.

A co jeśli zmienisz jeden parametr?

A co jeśli wełna zamiast styropianu?

Wełna mineralna fasadowa ma lambdę 0,036 wobec 0,038 dla białego styropianu. Rachunek schodzi do 15,5 cm, a po zaokrągleniu do handlowej grubości wychodzi 16 cm. Dwa centymetry mniej niż przy styropianie, przy praktycznie tym samym efekcie: U wynosi 0,19.

A co jeśli styropian grafitowy?

Tu robi się ciekawie. Grafit ma lambdę 0,031, czyli o 18 procent lepszą. Rachunek: 13,3 cm, dobrana grubość 14 cm. Cztery centymetry mniej niż biały styropian, przy U równym 0,19.

Cztery centymetry na ścianie to nie jest kosmetyka. To parapety, to ościeża, to szerokość okapu, to odległość od granicy działki. Bywa, że decyduje o tym, czy robota w ogóle mieści się w warunkach zabudowy.

A co jeśli chcesz zejść niżej niż 0,20?

Zwróć uwagę na ostatnią kolumnę. Przejście z 18 na 30 cm styropianu, czyli dołożenie dwóch trzecich materiału, poprawia bilans z 87,0 na 91,8 procent. Niecałe pięć punktów. Pierwsze centymetry ocieplenia robią prawie całą robotę, każde kolejne coraz mniej. To nie jest argument przeciwko grubemu ociepleniu, bo te pięć punktów liczy się przez trzydzieści lat, ale warto wiedzieć, za co się płaci.

Grubość dla najczęstszych murów mamy policzoną z góry: ściana 24 cm, 25 cm, 30 cm, 38 cm, 44 cm oraz 51 cm, czyli mur na dwie cegły z kamienicy.

Ta sama działka, inne pytanie: co wywraca ogrodzenie

Skoro stoisz przy elewacji, to prawdopodobnie stoisz też przy płocie. A ogrodzenie ma własny rachunek, w którym intuicja myli się jeszcze mocniej niż przy ociepleniu.

Weź typowe ogrodzenie: wysokość 1,8 m, słupki co 2,5 m, trzydzieści metrów w jednym ciągu, przęsła pełne, bez prześwitów, Polska centralna, teren podmiejski. Wychodzi z tego moment wywracający 5,34 kNm u podstawy skrajnego słupka i parcie 5,93 kN na przęsło, co odpowiada ciężarowi około 605 kg zawieszonemu w połowie wysokości.

Ale nie na każdym przęśle.

Pierwsze pół metra ogrodzenia, licząc od bramy, od narożnika działki albo od miejsca, gdzie płot się po prostu urywa, jest obciążone 2,8 razy mocniej niż środek. Wiatr opływa swobodną krawędź i tam się zagęszcza. W środku ciągu strumień jest już ułożony i naciska spokojnie.

To jest jedno przęsło na dwanaście. I to zwykle właśnie ono leży po wichurze, choć zamontowano je identycznie jak pozostałych jedenaście.

Co obniża ten moment, a co go podnosi

Cztery dodatkowe centymetry ocieplenia zmieniały wcześniej niewiele. Tutaj czterdzieści centymetrów wysokości płotu podnosi moment o połowę, bo rośnie i powierzchnia, i ramię siły naraz.

Ale największa dźwignia leży gdzie indziej. Prześwity. Ażur z dwudziestoprocentowym prześwitem zbija moment z 5,34 na 1,88 kNm, czyli o dwie trzecie, i przy okazji wyrównuje obciążenie na całej długości: strefa A przestaje się różnić od strefy D. Ten sam płot, ta sama wysokość, ta sama lokalizacja. Różnica siedzi w tym, czy wiatr ma którędy przejść.

Parcie dla typowych wysokości jest policzone osobno, między innymi dla ogrodzenia 1,5 m, 1,8 m, 2,0 m i 2,2 m.

Jedna uwaga, bez której ta liczba może wprowadzić w błąd. To jest obciążenie charakterystyczne, wartość wyjściowa, a nie obliczeniowa. Do wymiarowania słupka i fundamentu trzeba ją jeszcze pomnożyć przez współczynnik częściowy i zestawić z pozostałymi oddziaływaniami. Głębokości stopy betonowej kalkulator świadomie nie podaje, bo ta zależy od nośności gruntu na konkretnej działce i jest zadaniem dla projektanta.

I okna: przepis pyta o światło, rachunek pyta o ciepło

Trzecia decyzja tego samego remontu. Pokój 20 m² na pobyt ludzi, dwa okna 1,50 na 1,50 m, stara stolarka o Uw 2,60, planowana 0,90.

Okna dają 4,50 m² w świetle ościeżnic przy wymogu 2,50 m², bo paragraf 57 Warunków Technicznych żąda proporcji co najmniej 1 do 8 w pomieszczeniu przeznaczonym na pobyt ludzi. Wychodzi 1 do 4,4, czyli z zapasem 2,00 m². Przepis spełniony i to nie na styk.

Druga część rachunku:

618 zł rocznie z jednego pokoju, przy sezonie 220 dni, średniej różnicy temperatur 17 K i cenie 0,90 zł za kilowatogodzinę. To wyłącznie przenikanie przez okna, bez zysków słonecznych i bez nieszczelności, więc na rachunku zobaczysz mniej.

A co jeśli okno jest jedno?

Ten sam pokój, jedno okno tych samych wymiarów. Powierzchnia spada do 2,25 m², wymóg wynosi 2,50 m², więc brakuje 0,25 m². Proporcja 1 do 8,9 zamiast wymaganych 1 do 8. Przepis niespełniony, choć okno jest duże i pokój wydaje się jasny.

Kalkulator podaje przy tym trzy drogi wyjścia i to jest chyba najbardziej praktyczna rzecz w całym narzędziu: albo drugie okno, albo podniesienie wysokości okna do 1,67 m przy tej samej szerokości, albo zmniejszenie pomieszczenia do 18,0 m², bo tyle podłogi obsłuży to jedno okno.

Przy okazji: to samo okno w pomieszczeniu, które nie jest przeznaczone na pobyt ludzi, przechodzi bez problemu, bo tam wymóg to 1 do 12, czyli 1,67 m².

A co jeśli stare okna nie były aż tak złe?

Tu jest pułapka, w którą wpada sporo rachunków opłacalności. Jeżeli wymieniasz stolarkę o Uw 2,60, oszczędzasz 618 zł. Jeżeli wymieniasz stolarkę o Uw 1,70, czyli już całkiem przyzwoitą, oszczędzasz 291 zł. Ta sama nowa stolarka, ten sam pokój, a korzyść mniejsza o ponad połowę.

I odwrotna strona: jeżeli nowe okna mają Uw 1,10 zamiast 0,90, oszczędność spada do 545 zł, ale ważniejsze jest co innego. Wymóg dla okien pionowych w budynkach mieszkalnych to 0,9 W/(m²·K), więc taka stolarka przy zgłaszanej termomodernizacji odbioru nie przejdzie. Warto sprawdzić w karcie produktu, czy podana wartość dotyczy całego okna, czy samej szyby, bo szyba bywa lepsza od okna o kilka dziesiątych i to jest najczęstsze źródło nieporozumienia przy zamówieniu.

Wymagane powierzchnie dla typowych metraży są policzone osobno, dla pokoju 12 m², 16 m², 20 m², 25 m² oraz 30 m² po połączeniu z kuchnią.

Który parametr naprawdę decyduje

Trzy różne rachunki, jedna wspólna obserwacja: w każdym z nich jest jeden parametr, który przesuwa wynik mocniej niż wszystkie pozostałe razem, i prawie nigdy nie jest to ten, o który ludzie pytają najpierw.

Przy ścianie pytanie o mur jest prawie bez znaczenia, bo cel liczy się od zera. Przy ogrodzeniu wysokość podnosi moment o połowę, ale prześwity zbijają go o dwie trzecie. Przy oknach cała opłacalność siedzi w tym, co wyrzucasz, a nie w tym, co kupujesz.

To co, warto to liczyć?

Warto, i to nie dlatego, że wynik jest trudny do zgadnięcia, tylko dlatego, że zgadywanie myli się w konkretną, kosztowną stronę. Przy ociepleniu ludzie dokładają grubości tam, gdzie nic z niej nie ma, bo patrzą na mur zamiast na lambdę. Przy płocie wzmacniają cały ciąg albo nie wzmacniają nic, choć problem dotyczy jednego przęsła na dwanaście. Przy oknach liczą oszczędność od nowej stolarki, a ona zależy głównie od starej.

Żaden z tych trzech rachunków nie zastępuje projektanta i nie ma takiej ambicji. Głębokość fundamentu pod słupkiem zależy od gruntu, mostki cieplne przy nadprożach i wieńcu podnoszą straty całej ściany ponad to, co widać w tabeli warstw, a lambda z listy to wartość typowa, bo wiążąca jest ta z deklaracji właściwości użytkowych konkretnego produktu. Ale zanim zadzwonisz po wykonawcę, dobrze jest wiedzieć, o co go pytać. Te trzy liczby dają dokładnie to.

Narzędzia omawiane w tym artykule

Kalkulator Ocieplenia Ściany - dobiera grubość ocieplenia do zadanego współczynnika U, rozpisuje opory wszystkich warstw i pokazuje drabinę grubości handlowych z informacją, która z nich osiąga cel.

Kalkulator Wzmocnień Ogrodzenia - liczy parcie wiatru i moment wywracający według PN-EN 1991-1-4, dzieli ogrodzenie na strefy obciążenia i wskazuje, który odcinek wymaga wzmocnienia.

Kalkulator Doboru Okien - sprawdza wymóg proporcji powierzchni okien do podłogi z paragrafu 57 Warunków Technicznych i zestawia bilans energii przed wymianą stolarki i po niej.

Więcej narzędzi z kategorii Budownictwo

Kalkulator Betonu · Kalkulator Bloczka Betonu Komórkowego · Kalkulator Cegieł i Zaprawy · Kalkulator Ciągu Kominowego · Kalkulator Dachu · Kalkulator Desek Tarasowych · Kalkulator Doboru Grzejnika · Kalkulator Długości Kabla Elektrycznego · Kalkulator Farby · Kalkulator Impregnatu do Drewna · Kalkulator Izolacji · Kalkulator Kleju do Tapet · Kalkulator Kostki Brukowej · Kalkulator Kosztu Budowy Domu · Kalkulator Krokwi Dachowych · Kalkulator Kształtek Instalacyjnych · Kalkulator Kąta Nachylenia Dachu · Kalkulator M-System 3G · Kalkulator Mocy Rekuperatora · Kalkulator Obciążenia Balkonu · Kalkulator Paneli Podłogowych