Ściany ze styropianu i betonu

Z lekkich, drobnowymiarowych elementów z twardego styropianu samogasnącego, wypełnianych na budowie betonem, wykonuje się nośne ściany budynków. Najczęściej elementy ze styropianu są stosowane do wznoszenia budynków jednorodzinnych. Jednak, zachowując odpowiednie reżimy wykonawcze i stosując się do projektu konstrukcyjnego, można tą techniką wznosić również budynki wielokondygnacyjne. Domy budowane w ten sposób stanowią około 5% wszystkich domów jednorodzinnych oddawanych w kraju, chociaż ich popularność w różnych regionach jest zróżnicowana.
■ Charakterystyka systemu
Styropianowe pustaki o ściankach zewnętrznych grubości 5 cm połączonych poziomymi żeberkami, zestawione w ścianę-deskowanie, tworzą sieć pionowych i poziomych kanałów. Kanały te wypełniane są na budowie betonem. W ten sposób wznosi się ściany nośne – betonowe lub, po ułożeniu zbrojenia – żelbetowe. Grubość warstwy nośnej w takich ścianach wynosi 15 cm. Kształtki tego systemu pełnią więc funkcję deskowania podczas wznoszenia ściany i izolacji termicznej w gotowej ścianie. Pustaki styropianowe łączą się nawzajem w sztywny układ – dzięki uformowanym na ich górnej i dolnej powierzchni zamkom na wpust i pióro. Umożliwiają one zespolenie na sucho zestawionych elementów, bez konieczności użycia zaprawy czy kleju. System styropianowych elementów powstał w Europie Zachodniej w latach sześćdziesiątych. W Polsce mamy kilka jego odmian, które różnią się między sobą pewnymi detalami konstrukcyjnymi kształtek i ich asortymentem. W skład zestawu kształtek ściennych wchodzą pustaki podstawowe i uzupełniające, w tym również kształtki służące do konstruowania nadproży oraz elementy kształtujące wieńce. Kształtki ścienne mają wewnętrzne żeberka ze styropianu (osadza się je w zewnętrznych ściankach styropianowych w czasie produkcji lub na budowie) albo przewiązki z blachy stalowej lub plastiku. Najbardziej znane systemy pustaków styropianowych w Polsce to:
♦ Thermomur – w jego ofercie znajdują się wszystkie wymienione rodzaje kształtek; producenci to Thermodom w Żorach i Uninstalbet w Nowym Dworze Mazowieckim;
♦ Isohome-2000 – podstawowe pustaki ścienne i elementy szufladkowe oraz zatyczki, służące do konstruowania naroży i otworów, producent Izodom 2000 P w Zduńskiej Woli;;
♦ StyroSystem – elementy są bardzo podobne do pustaków systemu Thermomur, produkuje je StyroSystem z Wrocławia;
■ Izolacyjność cieplna i akustyczna ścian
Ze styropianowych kształtek izolacyjnych można wybudować ścianę grubości 25 cm, charakteryzującą się wysoką termoizolacyjnością.
Współczynnik przenikania ciepła k0 ściany w stanie surowym, bez uwzględnienia okien i mostków termicznych, wynosi 0,28 W/(m2-K); ściana z elementów systemu Isohome-2000 ma współczynnik k0 = 0,29 W/(m2-K). Dla systemu Styromur, do czasu przeprowadzenia dokładnych badań, przyjmuje się wartość współczynnika k0 = 0,35 W /(m2-K).
Izolacyjność akustyczna ściany
określona jest współczynnikiem tłumienia dźwięku Rw. Określa on w decybelach (dB) ilość dźwięku, jaka może być wytłumiona przez ścianę. W opisywanej technologii wskaźnik izolacyjności akustycznej ściany wykończonej od zewnątrz cienką masą tynkarską, a od wewnątrz płytami gipsowo-kartonowymi wynosi Rw=45-46 dB. Zgodnie z zaleceniem Zakładu Akustyki Instytutu Techniki Budowlanej ten rodzaj ściany może być stosowany w budynkach jednorodzinnych, wolno stojących lub szeregowych (z dylatacją między budynkami) tylko tam, gdzie poziom hałasu nie przekracza 70 dB (ściana z oknami) i 65 dB (ściana szczytowa). Dla porównania poziom hałasu spowodowany ruchem kołowym o średnim natężeniu wynosi 55 dB. Ściany zewnętrzne, od których wymaga się większego tłumienia dźwięku, oraz ściany pomiędzy poszczególnymi domami w budynkach szeregowych lub ściany między mieszkaniami w budynkach wielorodzinnych powinny mieć dodatkową izolację akustyczną. Można to osiągnąć przez wykończenie ścian od wewnątrz płytami gipsowo-kartonowymi grubości 12,5 mm mocowanymi do rusztu z listew drewnianych, z wypełnieniem między listwami płytami półtwardymi z wełny mineralnej. Wykonanie takiej izolacji zmniejsza przenoszenie przez ścianę dźwięków pomiędzy pomieszczeniami i stropami (tzw. przenoszenie boczne). Zjawisko to jest charakterystyczne dla ścian warstwowych, które pod wpływem dźwięku wpadają w rezonans, nie zapewniając wystarczającej izolacji akustycznej między pomieszczeniami. Z badań Zakładu Akustyki ITB wynika, że najgorsze pod tym względem są ściany wykończone tym samym materiałem po obu stronach (np. z symetrycznym wykończeniem tynkiem gipsowym położonym bezpośrednio na styropianie).
Zastosowanie wełny mineralnej przynajmniej z jednej strony ściany zmniejsza w znaczny sposób przenoszenie się dźwięku między pomieszczeniami. Jeżeli od ścian wymaga się większej izolacyjności akustycznej (jak od wspomnianej ściany działowej pomiędzy mieszkaniami w budynkach szeregowych), powinno się stosować zamiast pustaków styropianowych inne materiały budowlane, na przykład pustaki betonowe lub gipsowe, cegłę, beton komórkowy. Ma to również, uzasadnienie ekonomiczne, ponieważ od ścian wewnętrznych nie wymaga się wysokiej izolacyjności cieplnej, a wykonanie przegrody z kształtek styropianowych z dodatkową izolacją akustyczną jest kosztowniejsze od tradycyjnego muru.
■ Wznoszenie ścian
Układanie elementów styropianowych rozpoczyna się na dokładnie wypoziomowanych ławach fundamentowych lub zabetonowanym stropie niższych kondygnacji. Ułatwia to później szybki montaż ścian oraz pozwala na zachowanie ich pionowości. Zapewnia także szczelne połączenie zamków między pustakami.
Izolację poziomą można wykonać z dwóch warstw papy asfaltowej na lepiku lub folii polietylenowej. Ściana z pustaków styropianowych powstaje przez ułożenie kolejnej warstwy elementów tak, by ząbki na górnej powierzchni ułożonych wcześniej pustaków połączyły się z wypustkami na dolnej powierzchni układanego elementu. Po zamocowaniu pustak należy lekko docisnąć w miejscu, w którym znajdują się żeberka. Elementy systemu łączy się ze sobą w module co 5 cm, przycinając je za pomocą piłki ręcznej wzdłuż linii widocznych na powierzchni pustaka.
Montaż ścian rozpoczyna się od wykonania naroży. Stosuje się w tym celu odpowiednie kształtki ścienne otwarte i jednostronnie zamknięte. W technologii Isohome-2000 naroża kształtuje się za pomocą kształtek ściennych i odpowiednich zastawek oraz elementów szufladkowych. W kształtkach naroża wycina się kawałki ścianki bocznej, by umożliwić swobodny przepływ mieszanki betonowej w czasie betonowania ścian.
W systemie Styromur ściany budynku montuje się nieco inaczej. Po zestawieniu piyt styropianowych na pióro i wpust umieszcza się w wyznaczonych miejscach plastikowe przewiązki, tworząc sztywne kształtki z żeberkami. Jest to dodatkowa czynność wykonywana na budowie, ale – jak twierdzi producent – oszczędza się w ten sposób na transporcie (mniejsza objętość elementów, nie wozimy „powietrza”). Daje to również większe możliwości w dowolnym kształtowaniu ściany. Po dokładnym zestawieniu elementów można przystąpić do betonowania ścian. Budującym metodą gospodarczą zaleca się betonowanie po ułożeniu dwóch lub trzech warstw pustaków. Nie wymaga to stosowania dodatkowych zabezpieczeń przed przemieszczeniem się ściany lub unoszeniem się kształtek. Ściany można również betonować na pełną wysokość kondygnacji (do 3 m), ale ten sposób może być stosowany jedynie przez doświadczone firmy budowlane, które przy użyciu sprzętu – odpowiednich wypór i usztywnień – są w stanie kontrolować geometrię ścian i zapewnić właściwe ciśnienie podawanej mieszanki betonowej, nie dopuszczając do uszkodzenia kształtek.
Zastosowana mieszanka betonowa powinna mieć konsystencję półciekłą i wytrzymałość odpowiadającą klasie minimum B-15.
Podczas wypełniania pustaków zużycie mieszanki na 1 m2 ściany wynosi w zależności od systemu 120-130 1, a masa 1 m2 ściany 250-330 kg.
Bardzo ważną czynnością jest odpowiednie zagęszczenie betonu, aby nie dopuścić do powstania pustych przestrzeni na styku ze styropianowym deskowaniem (tzw. raków). Można to zrobić, używając prętów lub krótkich żerdzi, tak by beton dokładnie wypełnił przestrzeń wewnętrzną, zapewniając odpowiednią nośność ściany. Należy pamiętać, że w lecie w czasie upałów woda szybko paruje, trzeba więc stale kontrolować konsystencję betonu. Styropian podczas silnego nasłonecznienia odbija światło, dlatego w słoneczne dni należy stosować okulary przeciwsłoneczne. W celu ułatwienia montażu kolejnych warstw pustaków należy osłonić zamki ostatniej ułożonej warstwy przed zabrudzeniem ich betonem (np. zakrywając je folią lub dwiema połówkami rur PCW).
Firma Thermodom oferuje specjalny zasypnik do betonu, który ułatwia podawanie mieszanki betonowej, zabezpiecza zamki, a także swoim ciężarem uniemożliwia podnoszenie się kształtek podczas betonowania. Ściany z pustaków styropianowych wymagają minimalnego zbrojenia dwoma prętami średnicy 8 mm, które układa się w specjalnie ukształtowanych miejscach w pierwszej i przedostatniej warstwie każdej kondygnacji. System umożliwia dowolne układanie zbrojenia poziomego lub pionowego w zależności od wymagań konstrukcyjnych.
Bardzo istotne jest odpowiednie połączenie ścian zewnętrznych z wewnętrznymi, które można wykonywać z dowolnych materiałów budowlanych, np. z cegły, pustaków, bloczków z betonu komórkowego.
Wybierając projekt domu powinniśmy pamiętać, że na zużycie materiału i robociznę duży wpływ ma kształt dachu – im większy spadek połaci dachowej, tym większe straty przy przycinaniu kształtek i większy nakład pracy na wykonanie ściany szczytowej. W pierwszym okresie po rozpoczęciu eksploatacji budynku na ścianach wzniesionych z pustaków styropianowych może wykraplać się para wodna. Problem ten nie występuje często: zazwyczaj wiąże się ze zbyt szybkim zasiedleniem budynku i wtedy może być dokuczliwy. Zjawisko to ustępuje po pewnym czasie. Piwnice domów wykonuje się często w innych technologiach, np. z bloczków betonowych. Jednak ściany piwnic można także wykonać z kształtek styropianowych, pamiętając o zastosowaniu odpowiedniej izolacji przeciwwilgociowej. Ze względu na właściwości styropianu, do wykonania izolacji należy stosować dyspersje asfaltowo- gumowe, lepik asfaltowy na gorąco i ewentualnie papę asfaltową. Nie można natomiast stosować żadnych lepiszczy zawierających smoły oraz rozpuszczalniki organiczne. Otwory okienne i drzwiowe kształtuje się, wykorzystując elementy ścienne jednostronnie zamknięte lub kształtki otwarte, które wykańcza się odpowiednio przyciętym kawałkiem styropianu. W systemie Isohome-2000 do zamykania otworów w szczytach pustaków podstawowych stosuje się zatyczki owalne lub elementy szufladkowe.
■ Wykończenie ścian Elewacja.
Pod wpływem promieni słonecznych zewnętrzna warstwa ściany od strony południowej w ciągu kilku pierwszych miesięcy żółknie. Warstwę tę przed tynkowaniem trzeba usunąć za pomocą gruboziarnistego papieru ściernego. Zgodnie z zaleceniem producentów użycie papieru ściernego jest konieczne również z tego względu, że powierzchnia kształtek jest bardzo gładka, a to pogarszałoby przyczepność tynku. Do wykonania elewacji stosuje się najczęściej tynk pocieniony. Układa się go na następujących warstwach:
♦ klejącej (najlepiej wykonanej ze specjalnej masy do klejenia styropianu),
♦ siatce z włókna szklanego lub polipropylenowego, kolejnej warstwie klejącej. Elewację zewnętrzną można też wykonać w innej technologii, na przykład obłożyć elewacyjną cegłą klinkierową lub licówką.
Wykończenie ścian od wewnątrz. Zaleca się stosowanie płyt gipsowo-kartonowych lub tynku gipsowego układanego na mokro. Stosuje się także inne sposoby wykańczania wewnętrznych powierzchni ścian, na przykład płytkami ceramicznymi układanymi na masie klejącej albo przez obmurowanie cegłą dziurawką i ułożenie tradycyjnego tynku.