Ściany jednowarstwowe - pustaki ceramiczne

Ściany zewnętrzne budynku spełniają wiele ról – chronią mieszkańców przed warunkami zewnętrznymi, przenoszą obciążenia stropu i dachu oraz decydują o elegancji elewacji. Ściany te mogą być różnorako skonstruowane. W niniejszym artykule zaprezentowane zostaną tzw. ściany jednowarstwowe, których funkcje konstrukcyjna i termoizolacyjna łączą się w jednym rozwiązaniu budowlanym. Mogą one być dodatkowo zabezpieczone przed wpływem czynników zewnętrznych za pomocą np. tynku. Ponieważ nie pełni on żadnej zasadniczej roli, nie wpływa to na uznanie takiej ściany za wielowarstwową.

Wielki powrót

Od niedawna znów modna ściana jednowarstwowa jest najbardziej tradycyjnym rozwiązaniem budowlanym. Choć to dopiero wiek XX opracował i rozpowszechnił efektywne materiały ociepleniowe, takie jak styropian czy wełna mineralna. Kiedy wydawało się, że technologie te ostatecznie zdominują rynek budowlany, ściany jednowarstwowe powróciły. Stało się to możliwe wraz z udoskonaleniem technik produkcji materiałów, dzięki czemu mogą one łączyć w sobie wytrzymałość z ochroną termiczną.

©WIENERBERGER

Wróćmy jednak do początku. Przodkiem dzisiejszej ściany jednowarstwowej był mur z cegły pełnej, układanej naprzemiennie i łączonej zaprawą. Wraz ze wzrostem wymagań co do termoizolacyjności budynków cegła taka okazała się nieekonomiczna. Do spełnienia warunków przepuszczalności cieplnej grubość muru musiałaby wynosić ponad metr, a jego ułożenie ze stosunkowo drobnych cegieł zajęłoby nieracjonalną ilość czasu. Nowoczesne ściany jednowarstwowe wyeliminowały problem ergonomii pracy poprzez zastosowanie większych elementów budowlanych, czyli pustaków. Mają one, oprócz możliwości szybszego układania, i tę zaletę, że zredukowana zostaje liczba spoin w ścianie. Nie tylko przyspiesza to pracę murarza, ale przede wszystkim redukuje liczbę mostków termicznych.

Mostki termiczne powstają, gdy materiały użyte w przegrodzie budowlanej, jaką jest np. ściana, charakteryzują się różną termoizolacyjnością. Wychładzanie partii ściany gdzie ta różnica występuje, może powodować: osadzanie się kurzu, skraplanie pary wodnej, a nawet zagrzybienie, pękanie i łuszczenie warstw wykończeniowych. Widać więc, że eliminacja mostków termicznych jest ważnym zadaniem zarówno dla projektanta, jak i wykonawcy budynku.

Materiał i sposób produkcji

Z punktu widzenia ochrony przed niekontrolowanym uciekaniem ciepła, wydaje się, że minimalne straty może zapewnić maksymalna jednorodność ściany, a więc wykonanie jej z tego samego materiału i zastosowanie minimalnej liczby spoin. Odpowiedzią na ten postulat mogłyby być ściany prefabrykowane. Wprowadzają one do projektu narzuconą odgórnie modularność, co w przypadku domów jednorodzinnych nie jest cechą szczególnie pożądaną. Zostańmy więc przy łatwiejszych do aranżacji ścianach murowanych, spośród których to ściany jednowarstwowe najlepiej spełniają podane kryteria.

Należy tu jednak zwrócić uwagę, że nie tylko unifikacja materiału świadczy o wysokiej klasie ściany. Równie ważne są jego jakość oraz sposób produkcji. Elementy ściany jednowarstwowej wykonuje się najczęściej z ceramiki poryzowanej lub betonu komórkowego. Różnią się one od swych pierwowzorów metodą produkcji.

Ceramikę poryzowaną formuje się podobnie jak zwykłe pustaki. Różnica polega na tym, że do masy dodaje się trocin lub mączki drewnianej, które w procesie wypalania pustaka ulegają spopieleniu. Pozostałe z tego procesu niewielkie szczeliny utrudniają energii cieplnej penetrację materiału, a więc zwiększają jego izolacyjność. Dodatkową zaletą tego rodzaju ceramiki jest to, że pozwala ona na „oddychanie” ściany. Oznacza to, że wilgoć, która dostaje się do ściany zamiast kumulować się w niej i tworzyć podłoże dla porostu grzybów i pleśni, łatwo wydostaje się na zewnątrz.

Beton komórkowy tworzyć można na różne sposoby: poprzez wprowadzenie do płynnego cementu gazu pod ciśnieniem, wywołanie spulchnienia chemicznie lub przez dodanie substancji pianotwórczej. Bez względu na technologię efektem jest zastygnięcie w strukturze materiału niewielkich bąbelków (komórek), które zwiększają termoizolacyjność wykonanego zeń elementu budowlanego.

Połączeniem betonu i ceramiki są pustaki z keramzytobetonu. Keramzyt powstaje na skutek wypalenia gliny w temperaturze ok. 1200°C. Jest to materiał mrozoodporny i nienasiąkliwy, co stanowi bardzo wartościową cechę dla budownictwa. Przez dodanie keramzytu do betonu zamiast piasku lub żwiru powstaje pustak o wysokich właściwościach termoizolacyjnych. Oprócz elementów łączonych na wpust i wypust pustaki z keramzytobetonu mogą być także formowane na kształt litery S. Dzięki temu niewypełniona zaprawą spoina pionowa zabezpieczona jest przed przenikaniem ciepła, co może wynikać ze złego dopasowania dwóch pustaków. Innym spotykanym czasem ulepszeniem jest poziome zasklepienie szczelin, których przypadkowe zaklejenie zaprawą mogłoby punktowo pogorszyć właściwości termoizolacyjne ściany.

Niejednorodność ścian jednowarstwowych

Ściana jednowarstwowa nie zawsze musi oznaczać ścianę jednorodną. Ciekawym rozwiązaniem budowlanym są pustaki wykonane ze spojonych na stałe dwóch materiałów. Jeden z nich pełni funkcję konstrukcyjną, drugi zaś termoizolacyjną. Przekładki termoizolacyjne ułożone są w taki sposób, by warstwy izolacji łączyły się ze sobą w trakcie murowania ściany. Tego typu rozwiązania mogą z pewnością pochwalić się wysokimi współczynnikami termoizolacji czy ekonomiki budowy, należy jednak pamiętać, że, jak w przypadku każdego materiału kompozytowego, zasadnicze znaczenie mają tu jakość surowców oraz wysoka precyzja wykonania. Cieńsze niż w przypadku zwykłych murów elementy konstruujące bloczki wymagają dla zapewnienia trwałości wysokich klas betonów. Z kolei elementy izolacji muszą być docięte na tyle precyzyjnie, by nie tworzyły się nierówności w poziomych rzędach układanych pustaków. Jeśli warunki te zostaną spełnione, ściana jednowarstwowa wykonana z pustaków kompozytowych łączy w sobie zalety wytrzymałości konstrukcyjnej oraz dobrej ochrony przed utratą ciepła i to niezależnie od wilgotności (styropian nie nasiąka wodą).

Pustaki wypełniane materiałem izolacyjnym zwykle mają stronę wewnętrzną i zewnętrzną, tzn. ich przekrój poziomy nie jest symetryczny. Lico, po stronie którego znajduje się więcej izolacji, obraca się na zewnątrz budynku. Tymczasem strona wewnętrzna, grubsza, działa jak promiennik – gromadzi ciepło z wnętrza budynku i oddaje, gdy temperatura zaczyna spadać. Dzięki temu bezwładność cieplna budynku jest większa, co poprawia komfort jego użytkowania.

Spoiny pionowe

Istnieją jednak miejsca w murze, gdzie nawet w ścianach jednowarstwowych konieczne jest wykonanie spoin pionowych. Są to wszystkie te fragmenty, gdzie nie ma możliwości połączenia wpustów z piórami oraz takie, w których nie można zastosować elementów modułowych. Zaprawą wypełnia się więc miejsca, gdzie mur swym czołem dochodzi prostopadle do innej ściany, ponieważ nie ma tam możliwości wykonania połączenia systemowego. Spoinę pionową trzeba także wykonać tam, gdzie w strukturze muru pojawia się element docinany. Zaleca się, by pustaki tego rodzaju znajdowały się z dala od narożników ściany oraz by spoiny pionowe nie pokrywały się ze sobą. Oznacza to, że, jeśli zachodzi konieczność ręcznego dopasowania elementów, należy wmurowywać je w pobliżu środka wątku tak, by w kolejnych warstwach muru nie znajdowały się one nad sobą.

Ograniczenie liczby spoin pionowych powoduje nie tylko oszczędność materiału spajającego ścianę, lecz przede wszystkim znaczne skrócenie czasu pracy, gdyż nie trzeba nakładać zaprawy pomiędzy pustaki. Inną ważną zaletą jest zwiększenie dokładności wykonywanego muru – na długim odcinku ściany różnice pomiędzy grubościami spoin mogłyby doprowadzić do powstania zauważalnych różnic pomiędzy poszczególnymi warstwami pustaków. Biorąc pod uwagę tendencje projektowe dążące do eliminacji odrzutów materiałowych, brak precyzji zaczyna stanowić znaczącą wadę materiału budowlanego.

Zastosowanie, zalecenia oraz problemy

Ze względu na właściwości fizyczne materiałów, ściany jednowarstwowe nie są przeznaczone do stosowania w budynkach wysokich. W przypadku domu jednorodzinnego nie ma to zwykle znaczenia, gdyż raczej nie spotyka się budynków tego rodzaju wyższych niż 12 m. Warto jednak wiedzieć, że w przypadku obiektów trójkondygnacyjnych i wyższych konieczne jest stosowanie cięższych odmian pustaków lub konstrukcji żelbetowych wypełnianych murami jednowarstwowymi. Działa tu zasada, że materiał o mniejszej gęstości, a takie są właśnie pustaki z ceramiki poryzowanej czy betonu komórkowego, ma obniżone parametry konstrukcyjne. Zakładając jednak, że rozgęszczenie, a więc zwiększenie oporu cieplnego materiału, jest celem, właściwie zastosowana ściana jednowarstwowa spełni nasze wymagania.

Na etapie wykonawczym, jeżeli w projekcie założyliśmy wykonanie ścian jednowarstwowych, niezwykle ważne jest precyzyjne i ostrożne ułożenie ścian. Nie ma tu bowiem możliwości wtórnego maskowania nierówności, np. za pomocą płyt styropianowych. Najważniejszą częścią prac jest wypoziomowanie ściany fundamentowej i ułożenie pierwszej warstwy pustaków czy bloczków. Dzięki wysokiemu reżimowi jakościowemu producenci gwarantują, że gdy najniższa warstwa muru zostanie wykonana dokładnie z zachowaniem prawidłowych poziomów, reszta prac murarskich może zostać wykonana szybko i bez konieczności pieczołowitego wyrównywania każdego elementu z osobna. Oczywiście warto jest co kilka rzędów pustaków kontrolować pion i poziom murowanej ściany, możliwe jednak odchylenia będą raczej wiązały się ze złą jakością robót niż używanego materiału.

Problemem może się też stać naprawianie uszkodzeń powstałych w trakcie prac. Jeśli przydarzą się one w trakcie murowania warstwy, uszkodzony pustak można wymienić. Jeżeli jednak ściana zostanie naruszona już po zakończeniu prac murarskich (lub gdy uszkodzenie znajdzie się poniżej pola pracy), naprawę należy wykonać bardzo starannie. Jeśli ubiciu ulegnie pustak narożny, można go dosztukować. Gdy wybita zostanie w ścianie przypadkowa dziura, należy uzupełnić ją materiałem izolacyjnym mocowanym na zaprawie ciepłochronnej. Bezwzględnie należy jednak uważać, by nie wykorzystywać w murze pustaków ułamanych bądź ukruszonych – ściany jednorodne pełnią swoje funkcje dobrze wtedy, kiedy przestrzega się zalecanych przez producentów reżimów technologicznych.

Jakkolwiek nie jest to zalecane, materiały wykorzystywane do murowania ścian jednorodnych można stosunkowo łatwo kroić i przycinać dzięki ich niskiej gęstości. Do przycięcia bloczku z betonu komórkowego wystarczy zwykle odpowiednia piła lub frezarka. Najczęściej konieczność docinania poszczególnych elementów pojawia się, gdy długość murowanej ściany nie pokrywa się modułem przewidzianym przez producenta danego materiału. Warto więc upewnić się, czy posiadany przez nas projekt dostosowany jest do danej technologii murowania. Pozwoli to na posługiwanie się niemal wyłącznie elementami modułowymi, czyli pustakami pełnymi i połówkowymi.

© ES POLSKA

Możliwość modyfikacji gabarytów poszczególnych elementów pozwala na stosunkowo łatwe wykonanie skomplikowanych detali jak wykusze czy zaokrąglenia ścian. Producenci materiałów przeznaczonych do wykonywania ścian jednowarstwowych starają się ułatwić nam murowanie, a co za tym idzie ograniczyć konieczność dopasowywania pojedynczych elementów budowlanych. W ofercie, oprócz zwykłych pustaków czy bloczków, możemy zatem znaleźć np. elementy przeznaczone do murowania załamań ścian (pustaki narożne), zabezpieczania otworów okiennych i drzwiowych (pustaki ościeżnicowe) czy do murowania kominów wentylacyjnych.

Gwarancja i oferta

Przede wszystkim jednak należy zauważyć, że ściany jednowarstwowe występują zwykle jako części rozwiązań systemowych, które obejmują także stropy, nadproża oraz ściany wewnętrzne nośne i działowe. Pozwala to na wykonanie domu w jednej technologii, objętej gwarancją producenta. Gwarancja ta dotyczy nie tylko jakości materiału i wysokiego standardu produkcji poszczególnych elementów, lecz przede wszystkim ich wzajemnego dopasowania. Daje to rzadką w budownictwie możliwość precyzyjnego zaplanowania budowy od samego jej początku aż po zakończenie — wykonawca już na wstępie dysponuje udostępnianymi przez producentów opracowaniami wszystkich szczegółowych rozwiązań ważnych połączeń w budynku. Trzeba tu jednak wspomnieć, że nie każdy projekt może zostać odpowiednio zrealizowany przy pomocy danego systemu. Najlepiej, jeśli technologia zostanie ustalona jeszcze na etapie koncepcji — pozwoli to na operowanie narzucanymi przez producenta rozwiązaniami modularnymi i da szansę całkowitego wykorzystania zalet budownictwa standaryzowanego.

W ramach rozwiązań systemowych producenci oferują dla ścian jednorodnych również zaprawy murarskie i tynkarskie. Pierwsze są szczególnie ważne ze względu na to, że element konstrukcyjny ściany powinien mieć taką samą izolacyjność termiczną jak warstwa zaprawy, która łączy je ze sobą. Cóż bowiem byłby za pożytek z „ciepłych” pustaków, gdyby energia wydostawała się na zewnątrz przez spoiny? Mogłoby to powodować odbijanie się rysunku spoin na tynku, co jest typowym objawem powstania mostka termicznego. Zalecane przez producentów ścian jednowarstwowych zaprawy termoizolacyjne charakteryzują się niższym współczynnikiem przewodzenia ciepła dzięki zastosowaniu odpowiednich dodatków, np. spulchniaczy. Pod względem izolacji termicznej tworzą więc z pustakami jednorodną strukturę.

Ważną cechą i jednocześnie dużą zaletą ścian jednowarstwowych jest ich prostota. Pamiętajmy bowiem, że w budownictwie każde skomplikowanie detalu znacząco podnosi ryzyko wystąpienia awarii i usterek. W przypadku zastosowania ściany jednowarstwowej nie musimy martwić się ani koniecznością wymiany warstwy ocieplenia, ani korodowaniem miejsc połączeń termoizolacji z murem. Musimy jednak za to zapłacić i to czasem sporo — ceny ścian jednowarstwowych są zwykle od kilku do kilkunastu procent wyższe (oczywiście wszystko zależy od przyjętych rozwiązań). Do kosztów należy wliczyć także zwiększenie przekroju ścian fundamentowych. Ponieważ część konstrukcyjna równa jest pełnemu przekrojowi ściany, konieczne staje się wylanie fundamentu o tej samej szerokości, co projektowana ściana. Szczególnie duża jednak różnica w kosztorysie planowanej budowy występuje w przypadku zastosowania w domu jednego rozwiązania systemowego, drogie są wszystkie elementy takie jak stropy czy nadproża.

Wysokie ceny ścian jednowarstwowych są rekompensowane długą żywotnością. Należy więc zaliczyć je do innowacyjnych technologii budowlanych sprzyjających powstawaniu ciepłych i zdrowych domów jednorodzinnych.

Ewa Łapa

artykuł pochodzi z kwartalnika
Kreator Projekty wydanie 01/2013
więcej o kwartalniku czytaj na
Kreator Projekty.pl