W tej części omówiono podstawowe elementy szkieletu konstrukcyjnego budynku: fundamenty, ściany, podłogi i dachy. Podstawową energooszczędną praktyką budowlaną jest zastosowanie grubej warstwy izolacyjnej i szczelnych barier zapobiegających nadmiernej wentylacji. Zostaną omówione newralgiczne połączenia podłóg, ścian i sufitu, a także jak uszczelnić i zaizolować dom w miejscach trudnych takich jak okna, drzwi, kanały na przewody elektryczne, rury kanalizacyjne czy kominy. Celem nie jest poruszenie wszystkich aspektów projektowania budynków, ale odpowiedzenie na pytanie jak w istniejącej praktyce budowlanej można zastosować elementy energooszczędne (zobacz: definicja domu energooszczędnego)
najistotniejszą cechą domu energooszczędnego jest wysoka jakość konstrukcji. Nawet niedobrze usytuowane domy (jak często się zdarza na obszarach miejskich), z niewielkim potencjałem zysków słonecznych, mogą być domami energooszczędnymi. Odpowiednia grubość izolacji i staranne uszczelnienie może zmniejszyć straty ciepła i spowodować, że zapotrzebowanie na ciepło będzie 4 - 6 razy mniejsze niż przeciętnego domu. Dobrym sposobem myślenia o domu jest wyobrażenie sobie, że jest on skorupą zatrzymującą zimą ciepło. Skorupa jest zbudowana z sufitów, podłóg i ścian do budowy których użyto różnorodnych materiałów. Ciepło ucieka z wnętrza domu na dwa sposoby: bezpośrednio przez skorupę lub pośrednio wraz z ogrzanym powietrzem wydostającym się przez nieszczelności (straty wentylacyjne). Straty energii spowodowane przenikaniem przez przegrody mogą dochodzić od 40 do 70% całkowitego zapotrzebowania na ciepło, ich zmniejszenie uzyskuje się poprzez stosowanie odpowiedniej izolacji. Wentylacyjne straty ciepła stanowią pozostałą część strat i mogą być kontrolowane przez zastosowanie odpowiednich uszczelnień i ekranów.
zobacz: baza danych materiałów izolacyjnych
Miarą izolacyjności przegrody jest jej opór cieplny (R), lub współczynnik
przenikania ciepła, będący odwrotnością oporu cieplnego (lub współczynnik przenikania ciepła). Wartości oporów
cieplnych dla różnych materiałów zestawiono w tabeli. Całkowity opór cieplny
ściany, sufity lub podłogi jest sumą oporów poszczególnych warstw.
Dla domu energooszczędnego w chłodnym klimacie (5000 stopniodni grzania) zalecane opory
cieplne mają następujące wartości:
R -10 dla podłogi pod fundamentem
R -30 dla ścian nad gruntem
R -20 dla pozostałych ścian
R- 40 dla sufitów niezależnie od tego, czy spadziste, czy płaskie
Dla domów superenergooszczędnych w chłodnym klimacie lub zwykłych domów budowanych w
bardzo chłodnym klimacie (5700 stopniodni lub więcej) zalecane są następujące
wartości:
R -30 dla podłogi pod fundamentem
R -36 dla ścian nad gruntem
R -40 dla pozostałych ścian
R- 60 dla sufitów niezależnie od tego, czy spadziste, czy płaskie
Izolacja płaska z włókien (zobacz: baza
danych - materiały ociepleniowe na ściany) jest prosta do montowania i posiada
jednakową jakość. Jest najbardziej odpowiednia do izolowania pionowych płaszczyzn np.
ścian. Istnieją dwa główne rodzaje tej izolacji - z wełny mineralnej i z włókna
szklanego.
Izolacja w postaci włókien - (zobacz: baza
danych - włokna) z różnych materiałów jest odpowiednia do poziomych powierzchni
takich jak stropy. Ten typ izolacji może być również użyty do wypełniania
nieregularnych pustek powietrznych w ścianach. Ważne jest aby te materiały izolacyjne
posiadały impregnację przeciwogniową.
Izolacja sztywna - (zobacz: baza
danych -pianki) wykonywana z różnorodnych materiałów: polistyrenu, włókna
szklanego, uretanu, izocyjanouretanu. Jest to najkosztowniejszy typ izolacji ale
jednocześnie najskuteczniejszy. Niektóre sztywne materiały izolacyjne gdy są
zamontowane od wewnątrz stanowią zagrożenie pożarowe, ale gdy są zamontowane
poprawnie można je uznać za bezpieczne. W szczególności mogą być używane wewnątrz
gdy są zakryte warstwą zaimpregnowanego drewna lub tynkiem. Na zewnątrz mogą być
używane do ocieplania ścian betonowych, drewnianych lub montowane pod sidingiem.
Niektóre płyty o dużej gęstości mogą być układane pod betonowymi płytami
podłogowymi.
Izolacja wstrzykiwana w sprayu (zobacz: baza
danych -pianki) - ten typ jest przygotowywany przez montera na miejscu. Wodnista piana
jest wstrzykiwana do przestrzeni w ścianie. Piana rozszerza się w ścianie i po krótkim
czasie zastyga. Ten typ izolacji powinien być wykonywany jedynie przez wykwalifikowanego
specjalistę.
Właściwy wybór izolacji zależy od typu rodzaju ocieplanej przegrody. Aby dobrze
izolować ściany izolacja powinna w niewielkim stopniu pochłaniać wodę, być
ognioodporna, odporna na działanie bakterii i grzybów, niezbyt kosztowna i łatwa do
zastosowania.
Zabezpieczenia przeciwko ucieczce ciepła przez nieszczelności gra niezmiernie istotną rolę. Pełni rolę bariery odgradzającej środowisko zewnętrzne od wnętrza domu. Zewnętrzne bariery są zalecane pod dowolny siding lub inne materiały wykończeniowe które mogą być narażone na penetrację powietrza.
Masy uszczelniające - są wykorzystywane do uszczelniania styku dwóch powierzchni
które się nie przemieszczają lub przemieszczają się w ograniczonym zakresie. Niemal
wszystkie masy zasychają, tak więc mogą być potem malowane i nie pozostają lepkie.
Masy na bazie oleju lub żywic - są niedrogie, ale niezbyt odporne
(trwałość mniejsza niż 5 lat)
Masy na bazie lateksu - mają rozsądną cenę i sa trwałe, mogą być stosowane w wielu
sytuacjach
Masy na bazie związków butylowych - są kosztowne, ale najlepsze dla
uszczelniania przestrzeni pomiędzy drewnem i betonem, powinny być używane w miejscach
dobrze wentylowanych.
Masy elastomerowe - silikonowe są kosztowne, ale trwałe
Masy przeciwhałasowe - nie twardnieją
Pianka poliuretanowa - nadaje się do zapełniania dużych szczelin.
Uszczelki są używane do zabezpieczania połączeń ruchomych elementów takich jak drzwi i okna. Na rynku jest dotępny duży wybór uszczelek. Okna i drzwi dobrej jakości są wyposażone w uszczelki dobrej jakości, są ich szczelność jest także sprawdzana. Gdy zamierzamy kupować okno starajmy się wybrać takie, które nie przepuszcza więcej niż 0.8 litra powietrza/(sek*m.)
Folia polietylenowa jest stosowana jako bariera dla powietrza i pary
wodnej. W domu energooszczędnym szalenie istotne jest to, aby ta bariera była idealnie
szczelna a połączenia folii były przymocowane do trwałego podłoża. Połączenia
pomiędzy foliami dodatkowo zabezpiecza się nietwardniejącą masą uszczelniającą.
Ponieważ folia bywa w czasie montażu lepiej jest stosować folię odpowiedniej grubości
(0.15 mm). Cieńsze folie są także bardziej przepuszczalne, a więc stanowią mniejszą
barierę dla powietrza i wilgoci. W wielu konstrukcjach folia zabezpieczająca ma jeszcze
inne zadanie: zabezpiecza przed przenikaniem pary wodnej do wnętrza ścian, stropów i
podłóg.
Jeśli pozwolimy parze wodnej znajdującej się wewnątrz budynku przenikać do wewnątrz
ściany, to w czasie mrozów może nastąpić jej skroplenie i powstaną kryształki lodu.
Lód w czasie topnienia zwiększa swoją objętość (potrafi nawet skruszyć największe
głazy) i niszczy strukturę materiału konstrukcyjnego lub ociepleniowego. Dodatkowo para
sprzyja rozwojowi grzybów, które są szkodliwe dla zdrowia. Z tej przyczyny warstwa
mniej przepuszczalna dla pary wodnej powinna znajdować się po wewnętrznej stronie
przegród (ścian, stropów, podłóg).
Badania pokazały, że problemy nie powinny się pojawiać, gdy warstwa trudno
przepuszczalna dla pary znajduje się w miejscu, gdzie opór cieplny ściany wynosi od 0
do 1/3 całkowitego oporu cieplnego ściany (mierzonego od ciepłej strony).
