Co to jest izolacyjność termiczna?

Jednym z kluczowych aspektów mających wpływ na komfort życia w domu, jego efektywność energetyczną oraz koszty utrzymania, jest izolacyjność termiczna przegród zewnętrznych budynku. Co warto wiedzieć o izolacyjności cieplnej domu i jego elementów?

Przegrody zewnętrzne domu (ściany, dach, podłogi na gruncie, stropy, okna i drzwi), a także przegrody oddzielające pomieszczenia ogrzewane od nieogrzewanych, ocenia się m.in. pod względem izolacyjności termicznej. Pozwala to sprawdzić, czy odpowiadają one aktualnym przepisom dotyczącym energooszczędności i ewentualnym preferencjom mieszkańców odnośnie standardu energetycznego budynku. Z uwagi na rosnące znaczenie energooszczędności i niskoemisyjności budynków, obowiązujące aktualnie wymagania związane z izolacyjnością cieplną przegród są znacznie ostrzejsze niż jeszcze kilka lat temu. Czym właściwie jest izolacyjność termiczna i od czego zależy?

Czym jest izolacyjność termiczna?

Izolacyjność termiczna (izolacyjność cieplna) w odniesieniu do budynków określa zdolność jego przegród do zatrzymywania ciepła wewnątrz pomieszczeń. Izolacyjność cieplna przegrody domu zależy m.in. od jej grubości oraz materiałów użytych do jej wykonania. Izolacyjność termiczną określa się za pomocą współczynnika przenikania ciepła U, obliczanego na podstawie współczynników przewodzenia ciepła λ i grubości zastosowanych materiałów (ponieważ przegrody są zazwyczaj niejednorodne i warstwowe). Umożliwia on określenie, ile ciepła przenika przez daną przegrodę. Im wartość współczynnika przenikania ciepła U jest niższa, tym przegroda charakteryzuje się lepszą izolacyjnością termiczną.
Poziom termoizolacyjności domu obniżają tzw. mostki termiczne, czyli miejsca, przez które ciepło w niekontrolowany i wzmożony sposób ucieka na zewnątrz. Najczęściej pojawiają się one w miejscach przerwania ciągłości izolacji cieplnej lub w miejscach nieprawidłowo rozwiązanych projektowo bądź źle wykonanych. Profesjonalnie wykonywane prace budowlane i montażowe oraz zastosowanie odpowiednich materiałów pozwalają zminimalizować występowanie mostków termicznych.

Więcej na temat mostków termicznych: „Mostki termiczne – czym są, gdzie występują i jak im zapobiec?”

Dlaczego izolacyjność termiczna jest ważna?

Izolacyjność termiczna przegród domu jest kluczowym elementem efektywności energetycznej budynku. Wpływa na to, w jakim stopniu jego przegrody stanowią barierę dla uciekającego z niego ciepła. Im niższą, a więc korzystniejszą izolacyjnością termiczną będą się one charakteryzować, tym mniejsze będzie zapotrzebowanie budynku na ciepło. Mniejsze potrzeby cieplne domu oznaczają niższe koszty jego ogrzewania. Inwestycja w wysoką izolacyjność cieplną przegród zwraca się z upływem czasu, wraz z niskimi rachunkami za ogrzewanie. Dobra izolacyjność termiczna pozwala również utrzymać komfortowe warunki wewnątrz budynku. Minimalizacja zużycia energii potrzebnej do ogrzewania pomieszczeń wpływa pozytywnie nie tylko na domowy budżet, ale również na środowisko naturalne. Mniejsze zużycie energii przekłada się bowiem na niższą emisję CO₂.

Jaką izolacyjnością termiczną powinny mieć przegrody domu?

Każdy projekt domu musi spełniać wymagania określone w przepisach. Dotyczą one również izolacyjności termicznej przegród budynku. Wymagania dotyczące współczynnika U poszczególnych przegród domu określa Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Według zawartych w nim zapisów współczynnik przenikania ciepła U w budynkach z pomieszczeniami ogrzewanymi, w których utrzymywana jest temperatura co najmniej 16°C, nie powinien być wyższy niż:

• 0,20 W/(m²K) w przypadku ścian zewnętrznych;
• 0,15 W/(m²K) w przypadku dachów, stropodachów i stropów pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami;
• 0,30 W/(m²K) w przypadku podłóg na gruncie;
• 0,25 W/(m²K) w przypadku stropów nad pomieszczeniami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi;
• 1,00 W/(m²K) w przypadku stropów nad ogrzewanymi pomieszczeniami podziemnymi i stropami międzykondygnacyjnymi;
• 0,90 W/(m²K) w przypadku okien (z wyjątkiem okien połaciowych), drzwi balkonowych i powierzchni przezroczystych nieotwieralnych;
• 1,10 W/(m²K) w przypadku okien połaciowych.
• Drzwi w przegrodach zewnętrznych lub w przegrodach między pomieszczeniami ogrzewanymi i nieogrzewanymi powinny charakteryzować się współczynnikiem U ≤ 1,30 W/(m²K).

Czy warto budować cieplejsze przegrody niż wymagają tego przepisy?

Przepisy określają maksymalną, dopuszczalną wartość współczynnika przenikania ciepła U, jakim powinny charakteryzować się poszczególne przegrody domu. Jego wartość można oczywiście zmniejszać, w każdym przypadku należy jednak przeanalizować, jakie potencjalne korzyści przyniesie poprawa izolacyjności termicznej przegród i z jakimi dodatkowymi nakładami finansowymi oraz ewentualnymi utrudnieniami technicznymi będzie się to wiązać. Przykładowo, w przypadku niewielkiego domu z dużymi przeszkleniami większe korzyści może przynieść inwestycja w okna o wysokiej izolacyjności termicznej niż zwiększanie grubości ocieplenia ścian zewnętrznych.

W projektach gotowych domów podłogi na gruncie, ściany zewnętrzne oraz dachy często charakteryzują się znacznie niższą, a więc jeszcze korzystniejszą wartością współczynnika U, niż wymagają tego przepisy. W ich przypadku z reguły nie ma potrzeby poprawy parametrów cieplnych przegród.
O ewentualnym zwiększeniu izolacyjności termicznej poszczególnych przegród domu najlepiej zdecydować jeszcze na etapie jego projektowania. Zmiany związane np. z grubością ocieplenia mogą bowiem wymagać nieco innych rozwiązań niż standardowe i powinny zostać wprowadzone przed rozpoczęciem budowy. Poprawa izolacyjności termicznej przegród jest najczęściej uzasadniona ekonomicznie w budynkach modernizowanych, gdzie pozwala zredukować koszty ich ogrzewania, poprawić komfort cieplny w pomieszczeniach oraz zredukować emisję CO₂.

Izolacyjność termiczna podłogi na gruncie

• Podłoga na gruncie stosowana jest zazwyczaj w domach jednorodzinnych bez podpiwniczenia. Zgodnie z Warunkami Technicznymi obowiązującymi od 2021 r. współczynnik przenikania ciepła U dla podłogi na gruncie pod pomieszczeniami ogrzewanymi (o temperaturze co najmniej 16°C) nie powinien być wyższy niż 0,30 W/(m²K).
• Nieco niższe wymagania musi spełniać podłoga na gruncie w pomieszczeniach ogrzewanych, w których utrzymywana jest temperatura od 8°C do 16°C, takich jak np. garaże czy pomieszczenia techniczne. W tym przypadku wartość współczynnika U nie powinna być wyższa niż 1,20 W/(m²K).
• Z kolei w pomieszczeniach nieogrzewanych, z temperaturą niższą niż 8°C, podłoga na gruncie może charakteryzować się współczynnikiem U mniejszym lub równym 1,50 W/(m²K).
• Współczynnik przenikania ciepła U podłogi na gruncie uwzględnia grubości i właściwości izolacyjne materiałów wszystkich jej warstw – od podbudowy, przez płytę betonową, termoizolację, podkład podłogowy, po materiał posadzkowy.

Izolacyjność termiczna ścian zewnętrznych

• Zgodnie z obowiązującymi przepisami współczynnik przenikania ciepła U dla ścian zewnętrznych pomieszczeń ogrzewanych, w których utrzymywana jest temperatura ≥ 16°C nie powinien być wyższy niż 0,20 W/(m²K).
• Ściany zewnętrzne pomieszczeń, w których utrzymywana jest temperatura od 8°C do 16°C, takich jak np. garaże czy pomieszczenia techniczne mogą charakteryzować się nieco gorszą izolacyjnością termiczną – w tym przypadku maksymalna wartość współczynnika U nie może przekraczać 0,45 W/(m²K).
• W pomieszczeniach nieogrzewanych maksymalna dopuszczalna wartość współczynnika U ścian zewnętrznych to 0,90 W/(m²K).
• Izolacyjność termiczna ściany jednowarstwowej uzależniona jest od jej grubości oraz wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ (W/(mK)) materiału użytego do jej budowy. Uzyskanie wymaganego przepisami współczynnika przenikania ciepła U ścian, umożliwia zastosowanie do ich budowy najcieplejszych materiałów murowych grubości około 42-48 cm z betonu komórkowego lub ceramiki poryzowanej wypełnionej wełną mineralną (chociaż de facto nie jest to ściana jednowarstwowa), murowanych na zaprawie cienkowarstwowej. W przypadku ścian jednowarstwowych niezwykle ważne jest stosowanie rozwiązań systemowych, ściśle według wytycznych producenta danego systemu.
• Ściany z ociepleniem, nazywane też potocznie dwuwarstwowymi, składają się z warstwy nośnej oraz termoizolacyjnej i to właśnie ona w głównej mierze decyduje o izolacyjności termicznej całej ściany. Współczynnik przenikania U ściany warstwowej można poprawić, decydując się na grubszą warstwę ocieplenia lub wybór materiału termoizolacyjnego (wełny mineralnej lub styropianu) o niższym, a więc korzystniejszym współczynniku przewodzenia ciepła λ.
• Pod względem izolacyjności cieplnej ściany trójwarstwowe będą bardzo zbliżone do ścian dwuwarstwowych – również w tym przypadku o wartości współczynnika przenikania ciepła U będzie decydować przede wszystkim grubość i przewodność cieplna zastosowanego materiału termoizolacyjnego.

Więcej o izolacyjności termicznej ścian z betonu komórkowego: „Parametry cieplne ścian z autoklawizowanego betonu komórkowego”

Izolacyjność termiczna okien

• Zgodnie z obowiązującymi przepisami współczynnik przenikania ciepła U dla okien elewacyjnych montowanych w pomieszczeniach, w których utrzymywana jest temperatura minimum 16°C nie powinien być wyższy niż 0,90 W/(m²K). W przypadku okien połaciowych współczynnik U powinien być mniejszy lub równy 1,10 W/(m²·K).
• W pomieszczeniach, w których utrzymywana jest temperatura niższa niż 16°C, można zastosować okna elewacyjne i połaciowe o współczynniku U nie wyższym niż 1,40 W/(m²K).
• Największy wpływ na termoizolacyjność okna ma współczynnik przenikania ciepła szyby (U_g), ponieważ to właśnie ona stanowi największy procent powierzchni okna. Współczynnik U_g szyby zależy od jej składu chemicznego i struktury oraz od konstrukcji całego pakietu szybowego. Obecnie jako standard stosuje się pakiety trzyszybowe (dwukomorowe) zbudowane z trzech tafli szkła oddzielonych ramkami dystansowymi, z przestrzenią międzyszybową wypełnioną gazem szlachetnym. Takie okna pozwalają spełnić aktualne wymagania dotyczące izolacyjności termicznej, stawiane przez przepisy.
• Określana w Warunkach Technicznych obowiązujących od 2021 r. maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła dotyczy całego okna, a więc współczynnika U Wybierając ciepłe okna do domu należy zwrócić uwagę, czy podawany przez producenta współczynnik U dotyczy całego okna (U_w) a nie jedynie szyby (U_g) czy ramy (U_f).

Izolacyjność termiczna dachu

Ciepłe powietrze unosi się do góry, więc straty ciepła przez niewłaściwie ocieplony, nieszczelny dach mogą być bardzo duże. Dlatego właśnie wymagania stawiane dachom pod względem izolacyjności termicznej są wyższe niż ścianom zewnętrznym.

• Zgodnie z obowiązującymi przepisami współczynnik przenikania ciepła U dachów, stropodachów i stropów pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami nie powinien być wyższy niż 0,15 W/(m²K) w przypadku pomieszczeń, w których utrzymywana jest temperatura minimum 16°C.
• Dachy, w przypadku pomieszczeń w których utrzymywana jest temperatura od 8°C do 16°C, takich jak np. garaże, mogą charakteryzować się nieco gorszą izolacyjnością termiczną – w tym przypadku maksymalna wartość współczynnika U nie może przekraczać 0,30 W/(m²K).
• Z kolei w pomieszczeniach nieogrzewanych, o temperaturze poniżej 8°C maksymalna dopuszczalna wartość współczynnika U dachów to 0,70 W/(m²K).
• Za izolacyjność termiczną dachów odpowiada przede wszystkim grubość oraz współczynnik λ zastosowanego materiału termoizolacyjnego. Do ocieplenia dachu skośnego i płaskiego można wykorzystać m.in. wełnę mineralną, styropian, polistyren ekstrudowany, piankę natryskową.

Podsumowanie

• Izolacyjność termiczna to zdolność przegród budynku do zatrzymywania ciepła wewnątrz pomieszczeń, wyrażana współczynnikiem przenikania ciepła U – im jego wartość jest niższa, tym przegroda lepiej izoluje termicznie.
• Izolacyjność termiczna przegród jest kluczowym elementem efektywności energetycznej budynku, decydującym o kosztach jego ogrzewania.
• Izolacyjność cieplna przegród zależy od grubości oraz rodzaju zastosowanych materiałów. Wpływa na nią również jakość prowadzonych prac oraz występowanie w przegrodzie tzw. mostków termicznych.
• Przepisy określają maksymalną dopuszczalną wartość współczynnika U poszczególnych przegród – podłóg na gruncie, ścian zewnętrznych, stropów, dachów oraz okien i drzwi zewnętrznych.
• W projektach gotowych domów podłogi na gruncie, ściany zewnętrzne oraz dachy często charakteryzują się znacznie niższą, a więc jeszcze korzystniejszą wartością współczynnika U, niż wymagają tego przepisy.
• Poprawa izolacyjności termicznej przegród w budynkach modernizowanych pozwala zredukować koszty ich ogrzewania, poprawić komfort cieplny w pomieszczeniach oraz zredukować emisję CO₂ do atmosfery.