Przeskocz do treści

2

W poprzednich wpisach opisałem rodzaje ścian, wyjaśniałem dlaczego uważam ścianę dwuwarstwową za najlepsze rozwiązanie dla domu niskoenergetycznego o rozsądnych kosztach budowy. Przed przeczytaniem tego wpisu warto zapoznać się ze słowniczkiem terminów budowlanych.

Poza pewnymi szczególnymi przypadkami i specyficznymi potrzebami najlepszym materiałem konstrukcyjnym na ścianę dwuwarstwową będzie ten, który w chwili budowy domu wychodzi najtaniej. Uwzględniając oczywiście koszty robocizny, transportu i zaprawy, nie tylko samego materiału. Co na rok 2017 oznacza, że wybiera się między pustakami max a pustakami z betonu komórkowego w przypadku ścian dwuwarstwowych. W ścianach jednowarstwowych rządzi beton komórkowy, ale ściga go ceramika poryzowana, wprawdzie zauważalnie droższa ale którą można „murować” za pomocą pianki.

Wbrew nazwie ściana dwuwarstwowa składa się z wielu warstw spełniających różne funkcje. Dziś skoncentruję się na warstwie konstrukcyjnej, ale krótko muszę wspomnieć o termoizolacji.

Najpopularniejsze dziś materiały termoizolacyjne, głównie ze względu na cenę i łatwość stosowania, to styropian i wełna mineralna. Wraz ze spadającymi cenami rośnie popularność ocieplania pianką poliuretanową PUR. Stosowane są tez inne materiały, jak aerożele, płyty PIR itp. ale ze względu na cenę stosowane są do specyficznych zastosowań. Do ocieplania ścian zewnętrznych w systemie ETICS najlepiej nadaje się styropian i płyty z twardej wełny mineralnej, o λ 0,03-0,045. Jak na razie płyty z twardej wełny mineralnej są mniej więcej dwukrotnie droższe od odpowiadającego im przewodnictwem cieplnym styropianu. Moim wyborem na chwilę obecną jest styropian grafitowy o λ 0,032 ze względu na najlepszy stosunek cena/termoizolacyjność/grubość. Ściana o oczekiwanym przeze mnie U = 0,12, wykonana wyłącznie z takiego styropianu miała by grubość ok. 27 cm.

Producenci izolacji prześcigają się w podawaniu powodów, dla których to ich materiał jest najlepszym rozwiązaniem dla termoizolacji ściany warstwowej. W praktyce liczą się tylko 3 parametry: λ, która to przekłada się na grubość warstwy (im mniej tym lepiej) i cena. Kwestie odporności na czynniki atmosferyczne i uszkodzenia mechaniczne załatwia warstwa zbrojenia. Wszystkie materiały izolacyjne są na tyle lekkie, że ich waga nie ma większego znaczenia. Podobnie kwestia izolacji akustycznej czy odporności przegrody na ogień – te sprawy do zadanie warstwy konstrukcyjnej. Problem kondensacji pary wodnej w przegrodzie załatwia poprawnie działająca wentylacja i odpowiednia grubość termoizolacji. U warstwy termoizolacyjnej powinno być co najmniej dwukrotnie mniejsze od U warstwy konstrukcyjnej. Trzeba mieć bardzo specyficzne podejście do termoizolacji budynków, aby nie osiągnąć takiej proporcji...

Podstawowym parametrem fizycznym opisującym materiał na mur jest jego gęstość, podawana w kg/m3. Gęstość bloczków liczy się jako średnią gęstość, a więc uwzględnia się „dziury” w pustaku. Głównym zadaniem tych dziur jest właśnie obniżenie gęstości (a więc ciężaru) pustaków, w taki sposób, aby zbytnio nie obniżyć ich wytrzymałości, zwłaszcza odporności na ściskanie. Co sugeruje, że wysoka gęstość jest postrzegana jako wada materiału budowlanego.

Odrobinkę upraszczając ciężar bloczka zależy od jego gęstości i objętości (oraz przyśpieszenia ziemskiego – ale budujemy na Ziemi, nie na Marsie, pomijam przyśpieszenie). Ponieważ powierzchnię murów liczymy na metry kwadratowe, dla obliczenia objętości interesuje nas grubość ściany (pustaka). Ściany dwuwarstwowe buduje się z bloczków o grubości od 15 do 24 cm. Wynika to po części z przyczyn technologicznych i przyzwyczajeń, ale głównie z parametrów konstrukcyjnych.

O ile nie zatrudniamy ekipy murarskiej składającej się z klonów Pudziana, maksymalny ciężar pojedynczego bloczka nie powinien przekraczać 30kg i to przy założeniu, że bloczek ma wygodne, profilowane, wycięcia do jego przenoszenia. W praktyce murarze niechętnie murują z bloczków cięższych niż 25 kg. Co oznacza, że materiały budowlane o większej gęstości, muszą mieć mniejsza objętość, aby nadawały się do murowania. Ilość bloczków, które są potrzebne na wybudowanie 1 m2 ściany wpływa na koszt robocizny, oraz na ilość (koszt) zużytej zaprawy. Czyli im mniejsza gęstość materiału, tym większe elementy, a więc mniejszy koszt robocizny i zaprawy.

Ciężar (gęstość) ma wpływ też na wytrzymałość a więc i koszt fundamentów. Ponieważ ściany oraz stropy mają największy wpływ na łączny ciężar budynku wybranie lżejszych elementów pozwala na budowę tańszych fundamentów. Jeżeli budujemy dom piętrowy lżejsze ściany zmniejszają też obciążenia przenoszone na ściany niższych poziomów.

Gęstość materiałów jest domyślnie podawana przy bloczkach komórkowych. Bloczek 350 (typowo używany przy ścianach jednowarstwowych) ma gęstość 350 kg/m3, bloczek 600 (typowy dla ścian dwuwarstwowych i działowych) ma gęstość 600 kg/m3. Gęstość ceramiki zawiera się zwykle między 700 a 1000 kg/m3, silikaty  mają gęstość od 1400 kg/m3 (drążone) do 2000 kg/m3 (pełne). Dla porównania – gęstość cegły pełnej to 1800 kg/m3 a wody w 4ºC – 1000 kg/m3. Tak, gdyby zabezpieczyć bloczek z gazobetonu przed nasiąkaniem, to pływał by w wodzie.

Obniżenie gęstości materiałów budowlanych uzyskuje się przede wszystkim poprzez zwiększenie ilości „dziur powietrznych” w bloczku, co przekłada się na izolacyjność termiczną materiału. Im więcej powietrza, tym lepiej. Dla ścian dwuwarstwowych izolacyjność termiczna nie jest szczególnie ważnym parametrem, ale jeśli i tak musimy zastosować bloczek o określonej grubości z przyczyn konstrukcyjnych, to możemy obniżyć grubość (a więc i koszt) izolacji termicznej o łączną wartość izolacyjności termicznej bloczka.

Materiały o wyższej gęstości mają też wyższą zdolność akumulacji ciepła, co przeważnie jest pożądanym parametrem. Gęstość przekłada się na izolacyjność akustyczną i wytrzymałość na ściskanie, ale odpowiednia konstrukcja bloczka pozwala uzyskać dobre parametry przy małej gęstości.

Patrząc na parametry ściany konstrukcyjnej (lub działowej) trzeba pamiętać, o wpływie sposobu murowania (wiązania) oraz rodzaju spoiny na właściwości ściany. W ścianach dwuwarstwowych budowanych z dużych elementów, i przy założeniu, że ściana ma zostać otynkowana, czyli nie ma mieć funkcji dekoracyjnej, istnieje w zasadzie jeden poprawny sposób wiązania muru. W uproszczeniu sprowadza się on do tego, aby pustaki były przesunięte o około 50% do pustaków z rzędu niższego. Wewnętrzne ściany nośne należy przewiązywać (przemurowywać) ze ścianami zewnętrznymi.

Wewnętrzne ściany działowe można wiązać ze ścianami nośnymi na kilka sposobów. Najczęściej łączy się je ze ścianą nośną za pomocą kotew (lub prętów), choć poprawnym jest też połączenie poprzez wykonanie bruzdy w ścianie nośnej, przemurowywanie ściany działowej ze ścianą nośną oraz mocowanie ścian działowych za pomocą kątowników przykręconych do ściany nośnej. Każde z tych rozwiązań ma swoje wady i zalety, niedopuszczalne jest mocowanie ściany działowej do nośnej wyłącznie na zaprawę. Taki mur może się przewrócić.

Spoinować bloczki możemy na zaprawę tradycyjną (grubą), cienką (klejową) oraz za pomocą pianki murarskiej. Na zaprawę tradycyjną można łączyć wszystkie materiały murowane, można ją nakładać na kilka sposobów, występuje też w wersji ciepłochronnej. Murowanie na zaprawę tradycyjną jest znane każdemu murarzowi (co nie znaczy, że umie to robić dobrze), zaprawa tradycyjna jest tania i łatwa do wytworzenia na placu budowy, gruba warstwa zaprawy pozwala na łatwe korygowanie błędów popełnionych przy murowaniu niższych warstw. Nie wymaga specjalnych narzędzi do nakładania. Tynk tradycyjny dobrze się chwyta ścian murowanych na zaprawę tradycyjną.

Zaprawa tradycyjna ma jednak kilka dość poważnych wad. Choć jest tańsza od zapraw klejowych, potrzeba jej więcej, więc sumarycznie jest droższa. Gruba spoina znacznie obniża wytrzymałość ściany na ściskanie, nawet o 20%. Pogarsza też jej izolacyjność termiczną, akustyczną i zmienia paroprzepuszczalność, zależnie od dokładności wykonania zastosowania konkretnego rodzaju zaprawy. Ściany murowane na zaprawie tradycyjnej mają tendencje do tego by być mniej proste, co często wymaga dodatkowego rapowania ścian zewnętrznych przed nałożeniem ocieplenia. Choć jeśli pilnuje się ekipy murarskiej to ten ostatni problem nie wystąpi.

Zaprawy cienkowarstwowe można stosować tylko do bloczków i pustaków o dużej zgodności wymiarowej. Co dzisiaj oznacza w zasadzie wszystkie bloczki z betonu komórkowego, silikatów i pustaki z ceramiki poryzowanej. Zaprawa klejowa, ponieważ jest jej mało, w dużo mniejszym stopniu wpływa na parametry ściany niż tradycyjna. Oczywiście o ile jest poprawnie położona. Konieczne są specjalne narzędzia, ale są one tanie i powszechnie dostępne, przyśpieszają też sam proces murowania. Wymagają od murarza dużej precyzji, przypadkowy lub pijany „murarz” sobie z tą metodą murowania nie poradzi. Z drugiej strony – moim zdaniem łatwiej się nauczyć murowania na zaprawę klejową niż tradycyjną. Wystarczy chcieć. Poprawnie wykonany mur na zaprawie klejowej jest prosty i równy, co bardzo ułatwia wykonanie ocieplenia oraz wykończenie wnętrz.

Zaprawy piankowe stosuje się niemal wyłącznie do ceramiki poryzowanej. Większość uwag dotyczących zapraw klejowych dotyczy też zapraw piankowych. Główna różnica jest taka, że nakłada się je z puszki – co pozwala ograniczyć brud na budowie. Są stosunkowo drogie.

Dziś wpis o dachach mansardowych, wraz ze zdjęciami takich dachów z naszych podróży. Jest to rodzaj dachu łamanego, dwu lub czterospadowego. Składa się on z dwu połaci o różnym stopniu nachylenia, oddzielonych od siebie gzymsem lub uskokiem. W typowych francuskich dachach mansardowych dolna część dachu jest mocno nachylona, przynajmniej pod kątem 60 stopni, górna ma zwykle nachylenie w okolicach 30 stopni. W tradycyjnie stawianych w Polsce dachach mansardowych różnica nachylenia między górną a dolną połacią dachu jest mniejsza.

Dach mansardowy dwuspadowy
Dach mansardowy wraz z balkonami francuskimi. Orlean.

Ten tym dachu rozpropagował francuski architekt czasu baroku François Mansart. Spotkałem się z opinią, że powodem popularności tego typu dachów były przepisy podatkowe – mianowicie we Francji w tym okresie podatki od nieruchomości były dużo niższe dla poddaszy niż dla piętra. W Paryżu do dziś stoją budynki z kilkupiętrowymi mansardami...

Dwukondygnacyjny dach mansardowy
Dach mansardowy w Paryżu o dwu kondygnacjach.

Dach mansardowy ma kilka zalet, podstawową jest duża swoboda zagospodarowania poddasza. Dolna, mocno nachylona część dachu zastępuje ścianę kolankową, uzyskujemy poddasze bez typowych skosów, łatwiejsze i tańsze w adaptacji. Możliwe jest zwykle zastosowanie zwykłych, a więc tańszych, okien, w miejsce okien połaciowych.

Współczesny dach mansardowy
Dach mansardowy w nowym budownictwie, Orlean. Zastosowane zwykłe okna, zamiast dachowych.

Częstym przypadkiem jest budowa domu w okolicy, w której plany zagospodarowania przestrzennego nie pozwalają na budowę domu piętrowego, dopuszczona jest jedynie budowa poddasza użytkowego.  Dach mansardowy pozwala obejść do ograniczenie, uzyskujemy pod nim pełnoprawne piętro, zamiast ograniczonego skosami poddasza. Oczywiście o ile plan zagospodarowania przestrzennego akurat nie zakazuje stosowania dachów mansardowych.

Tego typu dach jest też ciekawą opcją rozbudowy domu o płaskim dachu, np. typowej gierkowskiej "kostki". Na dotychczasowym dachu stawiamy konstrukcję z wiązarów, pokrywamy wybranym poszyciem, docieplamy, instalujemy schody i dodatkowe piętro gotowe. Przy użyciu gotowych wiązarów konstrukcja może powstać w kilka dni. Ponieważ więźba drewniana jest lekka nie powinny wystąpic problemy z nośnością budynku (stropu, ścian i fundamentów).

Dach mansardowy ma też wady, a w zasadzie jedną wadę. Cenę. Jest trudniejszy w wykonaniu, trudno zrobić dobrze więźbę na budowie, ze względu na stromy dach w dolnej części jego pokrycie jest kosztowniejsze niż w przypadku zwykłych dachów. Łatwo też o błędy wykonawcze w miejscu "łamania" połaci dachu. Najtańszą wersją dachu mansardowego będzie wykonanie go z gotowych wiązarów i pokrycie gontem bitumicznym. Ale to rozwiązanie nie każdemu odpowiada.

Widok na dachy mansardowe
Widok na dachy mansardowe w historycznej części Paryża nad Sekwaną.
Luwr - dach mansardowy
Dach mansardowy nad jedną z bram Luwru

2

Tym wpisem chcę rozpocząć cykl krótkich artykułów opisujących jakiś detal architektoniczny, wraz ze zdjęciami. Zdjęcia są autorstwa Mojej Pani lub moje własne.

Miesiąc temu wraz z Moją Panią byliśmy przez kilka dni we Francji, głównie w Orleanie. Bardzo ładne miasto, podobało mi się o wiele bardziej niż przereklamowany Paryż. Jest też dobrym miejscem wypadowym do zwiedzania zamków nad Loarą.

Charakterystycznym elementem architektury domów w historycznej części miasta są balkony w szczątkowej formie, zwane właśnie balkonami francuskimi. Inna nazwa to portfenetr – tą ostatnią lubią się posługiwać obecnie architekci, nazwa „balkon francuski” stała się chyba niemodna.

Balkon francuski, historyczna część Orleanu
Zdjęcie balkonu francuskiego, historyczna część Orleanu

Czym jest więc portfenetr? Najprościej ujmując składa się z drzwi balkonowych i balustrady. W budownictwie nowoczesnym klasyczna balustrada bywa zastępowana wzmocnionym przeszkleniem.

Wadą balkonu francuskiego jest brak... balkonu, a raczej brak płyty balkonowej. Nie da się wyjść z pokoju na balkon, bo pokój jest jego częścią. Jeśli barierka wystaje przed lico domu, a drzwi balkonowe znajdują się w warstwie konstrukcyjnej, może powstać coś na kształt mikrobalkonu we wnęce na drzwi balkonowe.

Balkon francuski i klasyczny - Orlean
Patrząc od dołu - balkon francuski, balkon klasyczny i balkon francuski z minimalnym gzymsem.
Balkony francuskie
Widok na domy z licznymi balkonami francuskimi. Orlean

Równocześnie jest to największa zaleta tego rozwiązania – płyta balkonowa to bardzo niekorzystny, pod wieloma względami, element budowlany. Po pierwsze to gigantyczny radiator, oddający ciepło z wnętrza domu w zimie. Działa na tej samej zasadzie jak np. radiatory na mikroprocesorach – poprzez swoją dużą powierzchnię i dobre przewodnictwo oddają ciepło do otoczenia.

Można z tym walczyć, obkładając płytę balkonową ze wszystkich stron ociepleniem. Jeśli dom ma 20 cm ocieplenia to grubość płyty balkonowej wraz z ociepleniem przekroczy 60 cm – 20cm ocieplenia od spodu, co najmniej 20cm grubości płyty balkonowej i kolejne 20 cm ocieplenia od góry. Wizualnie będzie to koszmar. Użycie cienkiej warstwy ocieplenia na balkonie spowoduje natomiast powstanie mostku termicznego.

Alternatywnie można zbudować balkon samonośny, oddzielony od ścian konstrukcyjnych domu warstwą ocieplenia. Nie powstaje wtedy mostek termiczny, płyta balkonowa może być cienka, ale konieczne jest wybudowanie dodatkowej konstrukcji unoszącej ten balkon. Jest to rozwiązanie kosztowne i nie pasuje wizualnie do wielu stylów architektonicznych.

Płyta balkonowa jest droga w wykonaniu. Przypomnijmy sobie zajęcia z lekcji fizyki o dźwigni. Z nich wynika, że płyta balkonowa nie opiera się jedynie na ścianie zewnętrznej, ale musi być częścią stropu domu i mieć drugi punkt podparcia. Oraz przeciwwagę, najczęściej ścianę, wybudowaną nad drugim punktem podparcia – zwykle wewnętrzną ścianą nośną. Te cechy balkonów ograniczają projektanta, wymuszają zastosowanie mało praktycznych albo kosztownych rozwiązań. Tego problemu pozbawione są balkony samonośne, ale one za to muszą posiadać własne fundamenty, własne słupy podtrzymujące itp.

Można się spotkać z wyliczeniami, że koszt metra kwadratowego balkonu jest taki sam jak koszt m2 stropu, plus koszt balustrady. W materiale to nawet się może zgadzać. Ale tylko jeśli pominiemy dodatkowe koszty związane z ociepleniem i robocizną, lub jeśli godzimy się na mostek termiczny (czyli droższe użytkowanie domu). Pomijają takie wyliczenia to, że płyta balkonowa wymusza zmianę układu ścian i słupów konstrukcyjnych wewnątrz domu. Co zarówno ogranicza swobodę aranżacji wnętrza domu jak i podnosi koszty.

W przypadku domów wielorodzinnych balkon to często namiastka ogrodu, chęć jej posiadania przeważa nad wymienionymi wyżej wadami. W domach jednorodzinnych, z tarasem i ogrodem, balkon jest niczym więcej niż zbytkownym wydatkiem. Takim chwaleniem się przed sąsiadami – patrzcie, stać mnie na budowę kosztownego balkonu i co roku ponoszenie większych wydatków na ogrzewanie.

Jakie są zalety balkonu francuskiego? Jest bardzo tani – kosztuje tyle co drzwi balkonowe i krótka balustrada. Nie stwarza mostków termicznych (nie bardziej niż dowolne inne przeszklenie). Ponieważ zaczyna się od podłogi, dobrze doświetla pomieszczenie. Drzwi balkonowe to standardowy element, istnieje duża konkurencja między producentami, łatwo znaleźć odpowiedni dla nas model w rozsądnej cenie. Na balustradzie można zawiesić rośliny doniczkowe. Stojąc w balkonie francuskim mamy bardzo dobry substytut zwykłego balkonu za ułamek jego ceny.