Izlolacja ścian. Ocieplaj i zarabiaj. Ocieplenie ścian zewnętrznych styropianem

Ilość energii, jaką musimy dostarczyć do ogrzania budynku musi pokryć straty ciepła uciekającego przez tzw. przegrody zewnętrzne (ściany, okna, podłogi, dachy) oraz straty wynikające z podgrzania powietrza wentylacyjnego do temperatury wewnętrznej. W budownictwie jednorodzinnym przez ściany ucieka najwięcej energii, gdyż mają one największą powierzchnię ze wszystkich zewnętrznych przegród budowlanych.

Ilość ciepła przenikającego przez ściany jest odwrotnie proporcjonalna do ich oporu cieplnego. Opór cieplny ściany jest oznaczany literą R[m2*K /W] i zależy od własności termicznych materiałów, z jakich jest ona zbudowana. O własnościach tych decyduje parametr charakterystyczny dla każdego materiału budowlanego -  współczynnik przenikania ciepła oznaczanego grecką literą λ [W/m*K] . Współczynnik ten jest podawany przez producentów materiałów i wyrobów budowlanych jako jeden z najważniejszych parametrów technicznych. Wartości tego parametru zmieniają się, w zależności od rodzaju materiału, w bardzo szerokich granicach od λ= 3,6 [W/m*K] dla granitu po λ= 0,02[W/m*K]  dla niektórych izolacji poliuretanowych.

Postęp techniczny umożliwia podwyższanie standardu energetycznego ścian. Jeszcze w latach 60 ubiegłego wieku standardem, jeśli chodzi o ściany zewnętrzne, był mur na dwie cegły o współczynniku przenikania ciepła U=1,16 [W/m2*K]. W kolejnych latach pojawiły się pustaki ceramiczne, λ=0,45[W/m*K] , betony komórkowe λ= 0,10÷0,38 [W/m*K]   i ceramika porotyzowana λ=0,15 ÷ 0,44 [W/m*K]  . Dziś pewnie mało kto o tym pamięta, ale jeszcze niedawno beton komórkowy uważany był za materiał izolacyjny. W latach 70 pojawili się protoplaści nowoczesnych materiałów izolacyjnych: styropian, wełny szklane i mineralne oraz poliuretany. Własności tych materiałów a w szczególności ich izolacyjność ulegają systematycznej poprawie i na rynku możemy już znaleźć dzisiaj materiały izolacyjne o oczekiwanych własnościach i współczynnikach λ= 0,02÷0,045 [W/m*K] .

Konstrukcja i izolacja
Ściany zewnętrzne budynków pełnią z reguły dwie funkcje. Pierwsza z nich to funkcja konstrukcyjna. Na nich wspierają się stropy i dachy. Druga funkcja to osłona przed warunkami zewnętrznymi. Niestety te dwie funkcje wymagają  zupełnie różnych właściwości materiałowych. Konstrukcja wymaga dużej wytrzymałości na ściskanie. Mają ją cegła, kamień lub beton, ale, niestety, materiały te posiadają także duże wartości współczynnika przenikania ciepła λ=0,7÷1,8 [W/m*K]. Osłona przed zewnętrznymi warunkami pogodowymi wymaga z kolei małych wartości λ=0,02 ÷ 0,05 [W /m*K] i takie własności mają materiały izolacyjne. Niestety, nie mogą się one z kolei pochwalić się żadnymi cechami konstrukcyjnymi.

O ile o zastosowaniu materiałów konstrukcyjnych ścian powinni rozstrzygać, na podstawie obliczeń, wyłącznie specjaliści, to na poziom izolacyjności cieplnej decydujący wpływ powinien mieć inwestor - jego bowiem będą obciążały przyszłe rachunki za energię. Jaki zatem jest właściwy poziom izolacyjności ścian zewnętrznych? Pewną wskazówką mogą być tutaj wymagania techniczne zawarte w „Rozporządzeniu o warunkach technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie”. W dokumencie tym graniczna wartość U dla ścian zewnętrznych to U=0,3[W/m2*K]. Przez każdy metr kwadratowy takiej ściany, w domach wybudowanych w trzeciej strefie klimatycznej tj. w okolicach Białegostoku, ucieknie rocznie do otoczenia ciepło o wartości od 4zł dla gazu po prawie 10zł dla oleju opałowego. Przez okres spłaty kredytu uzbiera się z tego tytułu 120÷300zł z każdego metra kwadratowego ściany. Rachunek ten zrobiliśmy przy dzisiejszych cenach energii, a możemy być pewni, że w okresie spłaty kredytu znacznie one wzrosną. Jest więc nad czym pomyśleć.

Jaka grubość styropianu?
Jaką  zatem wartość powinien  mieć współczynnik przenikania ciepła ściany ? Ze względów konstrukcyjnych ściany budowane z elementów drobnowymiarowych(cegła, pustaki itp.) muszą mieć, co najmniej, 24 cm grubości. Warto więc budować z takiego materiału, który przy wystarczających parametrach wytrzymałościowych będzie miał atrakcyjną cenę i najmniejszą wartość współczynnika  λ[W/m*K]. Z analizy rynku wynika, że najlepsze parametry mają betony komórkowe. Przyjmijmy zatem, że nasza optymalna ściana zbudowana jest z betonu komórkowego klasy 400 o λ=0,11[W/m*K].

Warstwę styropianu traktujemy jak inwestycję, to znaczy wybierzemy taką jej grubość, która zagwarantuje nam najwyższy przychód w postaci mniejszych rachunków za energię . Wyniki obliczeń zależą od kosztów energii i zostały przeprowadzone dla cen ciepła, z ciepłowni 50zł/GJ, gazu 46zł/GJ i oleju opałowego 97zł/GJ. Jedną z miar atrakcyjności inwestycji jest porównanie planowanej inwestycji z inwestycją alternatywną o założonej rentowności. Przyjmuje się, że dla gospodarstw domowych inwestycją alternatywną są lokaty bankowe. Stąd w obliczeniach przyjęto oprocentowanie 8%.

Wynik obliczeń należy interpretować w ten sposób, że podawana w tabeli wartość NPV (net present value) określa w złotówkach, według ich dzisiejszej siły nabywczej, ile więcej (a gdy ma wartość ujemną mniej), zarobimy na planowanej inwestycji w porównaniu do lokaty założonej w banku na okres, dla jakiego ją obliczamy. Jest to więc różnica pomiędzy dochodem jaki uzyskamy dzięki obniżeniu kosztów energii uciekającej przez 1m2 ściany zewnętrznej a zyskiem z 15 letniej lokaty w wysokości równej cenie 1m2 styropianu o grubości podanej w tabeli. Wynika z tego, że zakup 1 metra kwadratowego wysokiej jakości styropianu Swisspor LAMBDA EPS 032  za 28,50 złotych, po 15 latach przyniesie nam 47 złotych więcej niż lokata bankowa o oprocentowaniu 8%. Po 15 latach nasze 28,50 złotych ulokowane na lokacie urośnie do 90 złotych i 40 groszy, a 28,50 złotych ulokowane w izolacji z wysokiej jakości styropianu Swisspor przyniesie o 47 złotych więcej, czyli 137 złotych i 40 groszy. Taka inwestycja przynosi więc znacznie wyższe oprocentowanie niż lokata. Rachunek ten wyjdzie jeszcze korzystniej, gdy uwzględnimy, planowane w najbliższym czasie, znaczne podwyżki cen energii.

Wyniki wyliczeń dla izolacji wykonanej ze styropianu Swisspor LAMBDA EPS 032  przedstawia poniższa tabela:

Wynik rozumowania jest więc jednoznaczny. Jeżeli mamy wolne środki to znacznie bardziej opłaca się zainwestować je w dobrej jakości styropian i ocieplić dom lub mieszkanie niż przetrzymywać je w tzw. bankowej skarpecie. Taka inwestycja po prostu bardziej się opłaca. Tym bardziej, że styropian ma najlepszą relację cena – wartość izolacyjna ze wszystkich materiałów izolacyjnych. Szczególnie styropian wysokiej jakości.