Najczęściej decydujemy się na technologię murowaną. Stajemy jednak wówczas przed wyborem pomiędzy takimi materiałami konstrukcyjnymi, jak np. ceramika tradycyjna i ceramika poryzowana, beton komórkowy, keramzytobeton, silikaty, żużlobeton, prefabrykaty, oraz przed wyborem dotyczącym liczby warstw w ścianie. W przypadku ścian warstwowych decyzja ta dotyczyć będzie również wyboru materiału ociepleniowego i wykończeniowego, w zależności od ilości warstw ściany zewnętrznej. Co zatem wybrać: ściany jedno-, dwu- czy trójwarstwowe?

Ściany zewnętrzne zapewniać mają stabilność i bezpieczeństwo budynku, ochronę przed wpływem czynników zewnętrznych, ograniczanie strat ciepła z wnętrza budynku, dobrą izolacyjność akustyczną oraz estetyczny wygląd. Ścianę zewnętrzną tworzyć może jedna warstwa (ściana nośna wykończona tynkiem zewnętrznym lub oblicówką), która spełnia wszystkie funkcje ściany przy zastosowaniu jednego materiału (nie każdy materiał nadaje się do wykonania ścian jednowarstwowych), z dwóch warstw – nośnej i ocieplenia z warstwą wykańczającą, lub trzech warstw – warstwy konstrukcyjnej, ocieplenia i ścianki osłonowej. W niniejszym artykule postaramy się wskazać zarówno na zalety, jak i niebezpieczeństwa każdego z rozwiązań oraz materiały, które najlepiej posłużą do wykonania ścian jedno-, dwu- oraz trójwarstwowych.

Koszt całkowity ścian zewnętrznych budynku to zaledwie ok. 8-12% nakładów koniecznych do realizacji domu, niemniej wybór najkorzystniejszego typu ścian ma ogromne znaczenie dla inwestora. Podczas wieloletniej eksploatacji domu, wybór ten stanowić będzie o wielkości nakładów na ogrzewanie i komforcie użytkowania, a także o częstotliwości i zakresie remontów. Istotnym elementem całej inwestycji jest również wykonawstwo, które w zależności od typu ściany może w większym lub w mniejszym stopniu wpływać na jakość budynku, zatem zachowanie odpowiednich parametrów izolacyjnych, wymogów konstrukcyjnych i walory użytkowania. Konieczny jest zatem rozsądny kompromis pomiędzy łatwością realizacji i kosztem wykonania, przy zachowaniu wymagań technicznych – izolacyjności termicznej, bezpieczeństwa konstrukcyjnego i trwałości.

Ściana jednowarstwowa

Potrzeba ograniczania kosztów realizacji budynków, czyli tzw. robocizny, przyczyniła się do poszukiwania rozwiązań technologicznych, które umożliwiłyby realizowanie ścian jednorodnych, niewymagających dodatkowego ocieplenia, tj. ścian jednowarstwowych, gdzie materiał do ich realizacji spełniałby rosnące wymagania względem izolacyjności cieplnej, przy zachowaniu odpowiednich parametrów wytrzymałościowych. Ściany jednowarstwowe to najstarszy rodzaj ścian, który dawniej wznoszono z kamieni, cegły, gliny czy ziemi. Dziś wznosi się je jedynie z materiałów o bardzo dobrych parametrach cieplnych, przy tym wystarczająco wytrzymałych, jak beton komórkowy, ceramika poryzowana czy keramzytobeton.

Rys. Waldemar Mulhstein
Podstawową zaletą ścian jednowarstwowych jest możliwość szybkiego wykonania muru, wynikająca z niskiej komplikacji konstrukcji – ściana składa się z jednej warstwy muru i warstwy wykańczającej, tj. tynku zewnętrznego lub oblicówki. Przy tym elementy ścienne są duże, co również wpływa na szybkość prac budowlanych.. Nie ma potrzeby dodatkowego ocieplenia, ponieważ termoizolacyjność ściany zapewnia materiał, z którego została wymurowana – co jest również niekwestionowaną zaletą. Przy czym w odróżnieniu od pozostałych typów ścian, wobec ściany jednowarstwowej stawiane są niższe wymagania względem izolacyjności cieplnej – Polska Norma (PN-EN ISO 6964) zakłada graniczną wartość współczynnika przenikania ciepła dla tego typu ścian na poziomie U= 0,5 W/(m²K). Prosta budowa znajduje odzwierciedlenie również w niższych kosztach robocizny.

Taką ścianę nie tylko łatwiej wznieść, ale i odnowić, gdyż zazwyczaj renowacji poddawany jest tylko tynk. Przy czym, owa łatwość wykonania może być tylko pozorna, gdyż wymagana jest tu znaczna dokładność wykonawstwa przy murowaniu, w celu uniknięcia mostków termicznych (ściana nie posiada dodatkowej izolacji, pokryta jest tylko tynkiem). Szczególnie newralgiczne miejsca w murze to nadproża, wieńce, filary i słupki ścianki kolankowej.

Ponadto, prace murarskie należy prowadzić ostrożnie, gdyż materiały mają mniejszą odporność mechaniczną.

Zaletą, która również przyspiesza i ułatwia wykonawstwo, jest wyposażenie elementów ściennych w płaszczyzny łączeń ukształtowane w zamki lub tzw. „pióra i wpusty”, co umożliwia wykonanie murów pozbawionych spoin pionowych, wypełnionych zaprawą – wykonuje się tylko spoiny poziome. Ponadto, te kształtki uformowane na krawędziach bocznych elementów pozwalają na ograniczenie strat ciepła ze ściany. Mniej też zużywa się zaprawy na spoinowanie.

Materiały stosowane w układach jednowarstwowych najczęściej charakteryzują się gorszą izolacyjnością akustyczną czy wytrzymałością konstrukcyjną. Aby zapewnienić izolacyjność termiczną materiału konstrukcyjnego na możliwie wysokim poziomie, elementy stosowane do wykonania ścian jednowarstwowych produkowane są zazwyczaj z materiałów o niskiej gęstości i posiadają niską wytrzymałość obliczeniową. Niemniej spełniają odpowiednie parametry wytrzymałościowe dla budynków niskich – czyli w zasadzie przeznaczone są dla budownictwa jednorodzinnego.

Najczęściej ściany jednowarstwowe wykonuje się z gazobetonu odmian 400 lub 500. Szeroko stosowane są również elementy z keramzytobetonu oraz ceramicznych materiałów poryzowanych, najkorzystniejszych pod względem statyki konstrukcji (zapewniają znaczny margines wytrzymałości).

Ściany dwuwarstwowe

Upowszechnienie się ścian dwuwarstwowych zawdzięczamy wprowadzeniu nowoczesnych technologii w zakresie cienkowarstwowych tynków zewnętrznych, odpornych na czynniki atmosferyczne.

Ściana dwuwarstwowa, jak sama nazwa wskazuje, składa się z dwóch warstw - warstwy nośnej muru oraz warstwy izolacyjnej (najczęściej styropianu lub wełny mineralnej) wykończonej tynkiem zewnętrznym lub oblicówką. Następuje tu rozdział pomiędzy zasadniczymi funkcjami poszczególnych warstw: warstwa konstrukcyjna - przenosi siły wnikające z obciążeń pochodzących od innych elementów budynków, zaś warstwa izolacji termicznej, zabezpieczona pocienionymi warstwami wypraw zbrojonych i tynkarskich lub suchymi układami osłonowymi – zapewnia odpowiednie parametry termoizolacyjne, warstwa wykończająca chroni przed czynnikami atmosferycznymi. Nie oznacza to, że na ściany konstrukcyjne nie stosuje się materiałów o dobrej izolacyjności termicznej, a możliwość zastosowania materiałów o dobrych własnościach wytrzymałościowych.

Rys. Waldemar Mulhstein
Warstwę konstrukcyjną wykonuje się w technologii murowanej, przy czym zastosować można każdy materiał przenoszący obciążenie. Wybierać można więc spośród całego szeregu materiałów, taki jak, np. beton komórkowy, ceramika tradycyjna lub poryzowana, silikaty, keramzytobeton, beton, żużlobeton, czy też prefabrykaty wielkopłytowe i in.

Stosując ceramikę tradycyjna lub elementy silikatowe grubość warstwy konstrukcyjnej można znacznie ograniczyć, na co pozwala ich wysoka wytrzymałość statyczna. W konsekwencji, przy zastosowaniu termoizolacji zapewniającej spełnienie wymagań normowych względem współczynnika przenikania ciepła, możemy uzyskać ustrój grubości mniejszej niż w przypadku ścian jedno- lub trójwarstwowych. Np. pustak ceramiczny U220+10 cm styropian zapewnia U= 0,28 W/(m²K), podobnie jak jednowarstwowa ściana z bloczków gazobetonowych odmiany 400, gr. 42 cm; w przypadku bloczków silikatowych Silka M18+12 cm styropian, uzyskamy ten sam współczynnik U przy zaledwie 30 cm grubości ściany.

O izolacyjności termicznej ściany dwuwarstwowej decyduje grubość zastosowanego ocieplenia. Jako warstwę izolacyjną stosuje się materiały o niskiej przewodności cieplnej, takie jak styropian, wełna mineralna lamalowa lub fasadowa, pianka sztywna. Tym samym uzyskuje się maksymalny efekt termoizolacyjny, przy ograniczonej grubości przegrody. W przypadku ścian warstwowych współczynnik przenikania ciepła (zgodnie z PN) nie powinien przekroczyć wartości U = 0,3 W/(m²K).

Dodatkowo, warstwa izolacji zapewnia ochronę konstrukcyjnej części przegrody przed skutkami wielokrotnego przemarzania i zawilgocenia. Cała część konstrukcyjna ściany znajdować się będzie w strefie temperatur dodatnich – „punkt rosy” znajdzie się w materiale izolacyjnym (jak niskonasiąkliwy styropian czy umożliwiająca łatwą dyfuzję wełna mineralna). Ponadto, warstwa izolacyjna ogranicza wpływ skutków rozszerzalności termicznej materiałów (ograniczenie naprężeń w elementach konstrukcyjnych).

Dzięki dobrym parametrom wytrzymałościowym, elementy konstrukcyjne są mniej kruche, a wszelkie ubytki wynikłe z uszkodzeń mechanicznych można uzupełniać zaprawą. Warstwę konstrukcyjną pokryje izolacja, dlatego też w przypadku ścian dwuwarstwowych wszelkie niedokładności przy murowaniu ścian możemy jeszcze zniwelować dokładnością w układaniu ocieplenia - prawidłowo ułożona warstwa termoizolacyjna eliminuje ewentualne mostki termiczne powstałe przy wznoszeniu ścian. Z tego samego powodu, łatwiej niż w przypadku ścian jednowarstwowych prawidłowo wykonać i ocieplić nadproża i wieńce – ich izolacja jest przedłużeniem izolacji ściany.

Minusem ścian warstwowych jest dłuższy czas pracy, potrzebny do ich wykonania – w przypadku ścian dwuwarstwowych czas na ułożenie dodatkowej warstwy izolacji, jak też spoinowanie, gdyż zazwyczaj ściany te wymagają spoinowania zarówno poziomowego, jak i pionowego. Jednocześnie zużyje się więcej zaprawy.

Z kolei zaoszczędzić można na materiałach i robociźnie w przypadku fundamentów, które pod ściany dwuwarstwowe mogą być znacznie węższe niż w przypadku ściany jednowarstwowej.

Ściany trójwarstwowe

Ściany trójwarstwowe cenione są od wielu lat ze względu na swoje parametry izolacyjne, jak i wytrzymałościowe. Dodatkowym ich elementem, obok warstwy konstrukcyjnej i ocieplenia, jest ścianka osłaniająca z zewnątrz warstwę termoizolacji. W ścianie tej poszczególne warstwy są najbardziej wyspecjalizowane: warstwa nośna odpowiada za jej wytrzymałość, warstwa termoizolacji za parametry cieplne, a cieńsza warstwa osłonowa za odporność na działanie czynników zewnętrznych.

Rys. Waldemar Mulhstein
Wyróżnić można dwa rodzaje trójwarstwowych, szczelinowych ścian murowanych:
- ściana bez szczeliny wentylacyjnej (termoizolacja wypełnia całą przestrzeń pomiędzy ścianą konstrukcyjną a osłonową – rozwiązanie stosowane w ścianach odpornych na przenikanie wody deszczowej, czyli wykończonych tynkiem cementowo-wapiennym),
- ściana z wentylowaną szczeliną powietrzną (termoizolacja dociśnięta jest do ściany konstrukcyjnej, szczelina powietrzna pozostawiona przy ścianie osłonowej - zalecane rozwiązanie, gdy ściana osłonowa wykonana jest ze spoinowanej cegły klinkierowej oraz w regionach, gdzie występują długotrwałe deszcze i wiatry.

Wznoszenie tych ścian jest najbardziej pracochłonne i najczęściej kosztowniejsze od wcześniej prezentowanych typów, ale pozwala uzyskać ścianę bardzo trwałą, ciepła i estetyczną, szczególnie gdy elewacja zostanie wykonana z klinkieru. Cegła klinkierowa najbardziej jednak podniesie koszt wykonania takiej ściany. Zastępując ją np. silikatami możemy uzyskać elewację o wysokich walorach estetycznych, a jednocześnie koszt takiej ściany może być nawet porównany z niektórymi ścianami jedno- czy dwuwarstwowymi.

Grubość ściany trójwarstwowej również może być mniejsza od ściany jedno- czy dwuwarstwowej, np. ściana trójwarstwowa z silikatów grubości 42 cm [SILIKAT S (1NF) + termoizolacja 12 cm + SILIKAT NP18] pozwala na osiągnięcie współczynnika U = 0,25 W/(m²K). Najnowsza odmiana Porotherm 50 P+W zapewnia bez docieplenia U = 0,29 W/(m²K) (grubość ściany 50 cm), zaś Porotherm 44 P+W (gr. ściany 44 cm) U = 0,31 W/(m²K).

Tak samo, jak w przypadku ścian dwuwarstwowych warstwę konstrukcyjną ściany trójwarstwowej można wykonać z każdego materiału przenoszącego obciążenia. Zwykle tą wewnętrzną część konstrukcyjną wykonuje się z materiałów o wysokich parametrach wytrzymałościowych, co pozwala na wybór materiału o dużo mniejszej grubości, zaledwie kilkanaście centymetrów. Na materiał termoizolacyjny najczęściej stosuje się styropian lub wełnę mineralną. Układ warstw w tej ścianie wymaga jednak szczególnej staranności wykonawczej. Najczęściej popełniane błędy to: źle zaprojektowane stężenia ściany osłonowej ze ścianą konstrukcyjną, nieprawidłowa wentylacja szczeliny powietrznej lub jej brak, zbyt cienka warstwa termoizolacji, brak zabezpieczenia przeciwwilociowego w miejscu podparcia ściany osłonowej na ścianie fundamentowej oraz przy nadporożach okiennych.

Ściany trójwarstwowe to od lat chętnie wybierane rozwiązanie. Jednak, pomimo powszechności stosowania, ich poprawne wykonanie nie jest tak powszechną praktyką.

Wybór odpowiedniej technologii oraz materiału - jak widać - nie jest łatwy. Każda z technologii ma swoje zalety i niedogodności, dlatego warto dokładnie przeanalizować każde rozwiązanie i wybrać takie, które spełni indywidualne oczekiwania inwestora.