CZY WARTO OCIEPLAĆ FUNDAMENT OD WEWNĄTRZ?

28 grudnia 2017

W czasach pogoni za maksymalną energooszczędnością domu inwestorzy często za namową wykonawcy lub samodzielnie próbują poprawiać projekt w kierunku zmniejszenia zapotrzebowania budynku na energię. Dylemat płyta czy ława jest klasyką gatunku, ale równie często pojawia się pytanie czy warto ocieplić fundament od wewnątrz? Intuicyjnie można powiedzieć – oczywiście! – ale czy ma to jakikolwiek wpływ na budynek? Tego dowiemy się dopiero wtedy, gdy wykonamy analizę przepływu ciepła. 


Zwykle do projektu budowlanego nie ma dołączonej analizy cieplno-wilgotnościowej przegrody, jedynie wpisane są projektowane warstwy poszczególnych przegród. Takie analizy wraz z różnymi wariantami powinny się znaleźć w certyfikacie energetycznym (bo taki był pierwotny zamysł gdy certyfikat wprowadzano) ale obecnie certyfikaty to jedna wielka fikcja. Inwestorzy wobec braku tych informacji w projekcie szukają wiedzy i porad na forach, stronach czasopism budowlanych oraz grupach facebookowych. Niestety, często wypowiadają się tam inni inwestorzy, którzy mają takie same bądź jeszcze mniejsze pojęcie o temacie fizyki budowli niż sami pytający. I tak tworzą się różne mity z którymi później trudno walczyć. 

Aby stwierdzić czy dołożenie ocieplenia będzie miało realny wpływ na zapotrzebowanie budynku na ciepło trzeba wykonać szereg analiz i posiadać choćby podstawową wiedzę z zakresu fizyki budowli aby potrafić zweryfikować otrzymane wyniki. W przypadku zwykłej ściany mamy do czynienia z jednowymiarowym przepływem ciepła (1D) – czyli ciepło płynie od strony cieplejszej, wewnętrznej (interior) w kierunku strony chłodniejszej, zewnętrznej (exterior). Prosta sprawa – kilka wzorów i każdy kto nie miał lufy z fizyki sobie z tym poradzi. W przypadku przepływu ciepła przez fundament, a ściślej mówiąc ścianę fundamentową (nie podłogę na gruncie!) wchodzimy już w zagadnienie dwuwymiarowego przepływu ciepła (2D), którego obliczenie bez użycia metod komputerowych jest praktycznie niemożliwe. Zatem stwierdzenie czy warto ocieplać fundament od wewnątrz wymaga użycia specjalistycznego oprogramowania, ponieważ sama intuicja już tutaj nie wystarczy. Zanim przejdziemy do analizy musimy poczynić pewne założenia, ponieważ każdy przypadek jest inny i należałoby każdy budynek rozpatrywać indywidualnie aczkolwiek można pewne wnioski uogólnić. Zatem zakładam, że nasz analizowany budynek: 

  • posadowiony jest na ławach fundamentowych żelbetowych o przekroju 40x60 cm,  
  • poziom posadowienia ustalony jest na -0,80 m poniżej terenu przy budynku,
  • poziom zera budynku ustalony jest na +0,30 m powyżej poziomu terenu przy budynku, 
  • ścianę fundamentową wykonano z bloczków betonowych gr. 24 cm o λ = 1,70 W/(m * K),
  • jako grunt przyjęto glinę o λ = 0,85 W/(m * K),
  • warstwa konstrukcyjna to Ytong Energo gr. 24 cm o λ = 0,095 W/(m * K),
  • termoizolacja ściany to styropian gr. 20 cm o λ = 0,036 W/(m * K), 
  • betonowa płyta nośna podłogi gr. 10 cm o λ = 1,70 W/(m * K), 
  • termoizolacja podłogi na gruncie to styropian gr. 15 cm o λ = 0,036 W/(m * K),
  • termoizolacja zewnętrzna ściany fundamentowej to XPS gr. 10 cm o λ = 0,032 W/(m * K),
  • termoizolacja wewnętrzna ściany fundamentowej to XPS gr. 10 cm o λ = 0,032 W/(m * K) – wariant II analizy,
  • temperaturę wewnętrzną przyjęto równą 20*C, wilgotność 50%,
  • temperaturę zewnętrzną przyjęto równą -20*C, wilgotność 20%,
  • temperaturę gruntu na głębokości 1,5m przyjęto równą 5*C, grunt ma nieskończoną pojemność cieplną.

Jak widać wyżej, trochę tych założeń mieliśmy ale teraz już czas na model obliczeniowy i wyniki analizy. Ja używam oprogramowania open-source o nazwie Therm udostępnianego przez Lawrence Berkeley National Laboratory. Warunki brzegowe ustalone, materiały również – oto model:


Obliczony przebieg izoterm: 



I dla lepszego zobrazowania – przebieg izoterm w kolorze: 



W drugim analizowanym modelu dodałem izolacje termiczną od strony wewnętrznej fundamentu – identyczną jak od strony zewnętrznej. Model obliczeniowy prezentuje się tak:


Obliczony przebieg izoterm:



I dla lepszego zobrazowania – przebieg izoterm w kolorze: 


Porównanie obu przypadków: 


Wnioski z przeprowadzonej analizy widoczne są na pierwszy rzut oka – izolacja od strony wewnętrznej ściany fundamentowej ma marginalny wpływ na przebieg izoterm. Zatem w żaden istotny sposób nie wpływa ani na komfort cieplny mieszkańców ani tym bardziej na zapotrzebowanie budynku na ciepło – czyli jednak intuicja czasem może nas zawieść. Fundusze które zaoszczędziliśmy na nie wykonaniu zbędnej izolacji wewnętrznej, możemy śmiało przeznaczyć na zakup pustaków izolacyjnych (typu isomur) i wymurować z nich pierwszą warstwę ściany konstrukcyjnej. W ten sposób ograniczymy liniowy mostek na styku izolacji podłogi na gruncie, ściany fundamentowej oraz ściany parteru i w zdecydowanie lepszy (i do tego poprawny z punktu widzenia fizyki budowli) sposób zainwestujemy pieniądze.

- Piotr

Dodatki:


Izolacja strony wewnętrznej połączona z izolacją podłogi


23 komentarze

  1. Bardzo ciekawy i przydatny wpis :) Oby więcej takich. Pozdrawiam

    OdpowiedzUsuń
  2. Przyznać muszę że wyliczenia bardzo ciekawe. Kto by przypuszczał jeszcze kilkanaście lat temu, że największą wiedzę na temat budownictwa będziemy czerpać z internetu ;-)

    OdpowiedzUsuń
  3. A czy byłby Pan w stanie pokazać obliczenia z modelu, gdzie izolacja ściany fundamentowej od wewnątrz jest ciągła z izolacją na chudziaku?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Dodałem na końcu wpisu izotermy dla takiego przypadku. Proszę sprawdzić czy o to chodziło.
      - Piotr

      Usuń
  4. Proszę o analizę przypadku, gdy podłoga na gruncie jest nizej o 15cm w stosunku do przyjętego przez Pana modelu.

    OdpowiedzUsuń
  5. Wszystko to wygląda przekonująco, ja jednak pozostałbym przy sprawdzonej metodzie czyli styropian na zewnątrz elewacji, metoda sprawdzona od lat a dobre marki idą z technologią cały czas do przodu. Jedyna rzecz to jakość - koniecznie trzeba weryfikować jakość płyt styropianowych pod kątem certyfikatu ITB.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Co do styropianu, to Główny Urząd Nadzoru Budowlanego publikuje na swoich stronach cyklicznie wyniki badań materiałów budowlanych - znajdują sie tam również styropiany - można łatwo sprawdzić, który producent spełnia wartości które deklaruje na opakowaniu.

      Usuń
  6. Bardzo ciekawy wpis, znajomi właśnie rozważają ocieplanie fundamentu od środka, podeśle im ten artykuł, bo dużo wyjaśnia. Pozdrawiam!

    OdpowiedzUsuń
  7. Dzięki. Pustaki izolacyjne. Poprosimy coś więcej w tym temacie.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Sprecyzuj pytanie, bo nie wiem czy dokładnie o to Ci chodzi ale zwykle jako pierwszą warstwę daje się pustaki typu Isomur. Wtedy uzyskujemy ciągłość izolacji podłogi, ściany fundamentowej oraz elewacji. Tyle, że Isomur jest dość drogi (ok. 3-4 tyś. na standardowy dom) więc czasem się go zamienia na gazobeton ponieważ ma zbliżoną lambdę i jest dużo tańszy ale bardzo nie lubi się z wilgocią. Dlatego jego użycie musi być dobrze przemyślane bo w razie błędów będzie z tego więcej szkody niż korzyści.

      Usuń
  8. Brzmi to przekonująco ja bym jednak nie ryzykował przy tak wymagającym miejscu jakim są fundamenty i wybrał sprawdzoną metodę-styropian na zewnątrz. Dobry materiał najlepiej z certyfikatem ITB plus i nie mamy zagwozdki czy nie będzie trzeba odkopywać ;)

    OdpowiedzUsuń
  9. Ma to sens, jednak obawiałbym się eksperymentować przy tak wymagającym miejscu jakim są fundamenty i wybrał sprawdzoną metodę-styropian na zewnątrz. Dobry materiał najlepiej z certyfikatem ITB plus i nie mamy zagwozdki czy nie będzie trzeba odkopywać ;)

    OdpowiedzUsuń
  10. Wpis bardzo przydatny! Akurat nad tym dość sporo myśleliśmy z żoną. Można powiedzieć, że ten artykuł rozwiał nasze wątpliwości. Pozdrawiamy.

    OdpowiedzUsuń
  11. Lepiej wybrać sprawdzoną metodę - styropian na zewnątrz. Dodatkowo trzeba zwrócić uwagę żeby materiał był dobry jakościowo(certyfikat ITB) najlepiej w kompletnym systemie i rzetelna, znająca się na rzeczy ekipa wykonawcza.

    OdpowiedzUsuń
  12. Można prosić przebieg izoterm w kolorze dla przypadku w którym połączono izolacje podłogi z izolacją ściany od strony wewnętrznej. Jak widać na załączonym zdjęciu ten przypadek znacznie różni się termicznie od reszty. Pozdrawiam

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Dodałem przebieg izoterm na końcu artykułu - może ktoś jeszcze będzie zainteresowany, to nie zginie. Mam tylko nadzieję, że użyłem dobrego pliku źródłowego, bo artykuł już trochę temu powstał i trochę już uciekło ;)

      Usuń
  13. Nie żebym bał się nowości ale jeśli jest coś sprawdzone to nie widzę potrzeby szukać nowego, więc artykuł czytam jako ciekawostkę a fundamenty niezmiennie i dziś ociepliłbym dobrym, rekomendowanym przez ITB styropianem

    OdpowiedzUsuń
  14. A jamam pytanko odnosnie smarowania bloczkow fundamentowych smarowidlami typu Dysperbit. Czy smarowac bloczki od wewnatrz czy tylko na zewnatrz? Jesli smarowac to co polecacie do wnetrza a co na zewnatrz?

    OdpowiedzUsuń
  15. Zawsze należy sprawdzać, czy styropian nie widnieje na czarnej liście GUNB. Kontrole są przeprowadzane na bieżąco i niestety wśród producentów nie spełniających norm jakościowych jest bardzo wielu producentów styropianów.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. To prawda, ogólnie styropian jest najlepszym izolatorem, ale na rynku jest mnóstwo oszustów

      Usuń
  16. Coś jest nie tak z modelem, w pierwszych dwóch przypadkach mamy przemarzanie pod stopą fundamentową, a w ostatnim nie.

    Poza tym, oprócz izoterm, przydałoby się porównanie wyników pod kątem różnicy w przepływie strumieni ciepła, bo o ile rozkład temperatur jest bardzo ważny ze względów np. na sprawdzenie występowania punktów rosy i bilans wilgoci, to przepływy ciepła da nam informacje czy inwestycja w ocieplenie wew. ściany fundamentowej jest opłacalna czy też nie podczas eksploatacji obiektu.

    Pierwszy raz spotykam się z tym oprogramowaniem, czy uwzględnia ono również przepływ wilgoci oraz czy modeluje przepływy przy zmiennych warunkach zewnętrznych?

    OdpowiedzUsuń
  17. Witam. Skoro do obliczeń przyjął Pan ytong i sam w komentarzu napisał że ma podobną lambde do bloczki isomur to jaki jest sens układania tego bloczki? Chyba jedynie przeciw wilgociowo bo też ramowym jest. Z tego co pamiętam to ytong energo 250 posiada około 0.09 zdolności przewodzenia A bloczek isomur 0.24. To znaczy że Ytong jest prawie 2,5 raza lepszym izolatorem. Tak że zapytam jeszcze raz po co ten bloczek?

    OdpowiedzUsuń