CZY WARTO OCIEPLAĆ FUNDAMENT OD WEWNĄTRZ?

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