Izolacje fundamentów i przyziemi

#Budowa 12 lipca 2020

Obecność wody w gruncie w bezpośrednim otoczeniu budynku wynika z przepuszczalności warstw gruntu przylegającego do podziemnych elementów obiektu. Dla potrzeb projektowania izolacji przeciwwilgociowej wyróżnia się trzy podstawowe przypadki oddziaływania wody na budynek: naturalną wilgotność gruntu, wody opadowe oraz wysokie zwierciadło wód gruntowych. W zależności od rodzaju oddziaływania wody, charakterystycznego dla  danego terenu, konieczne jest zastosowanie odpowiedniej ochrony przed zawilgoceniem konstrukcji. 

Izolacje typu lekkiego, średniego i ciężkiego

 

Izolacje przeciwwilgociowe typu lekkiego stosuje się w przypadku gruntów łatwo przepuszczalnych (piaszczystych), gdy zwierciadło wody gruntowej nie osiąga wysokości posadowienia fundamentów. Izolacje te chronią budynek przed działaniem wody niewywierającej ciśnienia hydrostatycznego. Wykonywane są z użyciem półpłynnych mas bitumicznych (lepików, roztworów, emulsji, mas asfaltowych), zapraw modyfikowanych lub folii hydroizolacyjnych. Metoda ta jest bardzo popularna, stosunkowo tania i wystarczająco skuteczna, pod warunkiem starannego wykonania i odpowiedniego przygotowania podłoża. Mankamentem tego typu izolacji jest wrażliwość na uszkodzenia mechaniczne oraz brak odporności na wodę sączącą się spod posadzek piwnicznych i wodę naporową. Izolacje przeciwwodne typu średniego układane są w warunkach gruntów trudno przepuszczalnych (gliniastych), gdzie zwierciadło wody gruntowej znajduje się poniżej fundamentów, a jego poziom może się okresowo podnosić. Tego typu hydroizolacje wykonuje się z kilku warstw odpowiednich mas asfaltowych (z reguły układa się dwie warstwy pap, folii hydroizolacyjnych lub lepików). Oprócz izolacji korzystne jest wykonanie wokół domu drenażu, zmniejszającego parcie wody na ściany i podłogę. W tym celu stosuje się folię tłoczoną (tzw. kubełkową) wraz z papą podkładową lub powłokami z mas asfaltowo-kauczukowych. W domach podpiwniczonych, niezależnie od rodzaju gruntu, stosuje się izolacje przeciwwodne typu ciężkiego. Napór hydrostatyczny wody powoduje, że izolacja taka musi charakteryzować się nie tylko szczelnością, ale również odpornością na ciśnienie. Zastosowanie samych materiałów izolacyjnych nie zawsze gwarantuje stuprocentową szczelność, projektuje się więc wodoszczelną konstrukcję ścian i podłogi piwnicy (np. ściana żelbetowa stawiana do poziomu najwyższego spodziewanego lustra wody, z izolacją z papy lub folii po stronie zewnętrznej). Z powodu wysokich kosztów oraz skomplikowanego wykonawstwa rozwiązań tych nie stosuje się w domach jednorodzinnych.

 

Izolacje poziome i pionowe

 

Wszystkie elementy obiektu, które znajdują się poniżej poziomu gruntu, muszą być zabezpieczone przed wodą. W tym celu stosuje się izolacje pionowe, zabezpieczające pionową powierzchnię fundamentów oraz izolacje poziome, chroniące budynek przed kapilarnym podciąganiem wody z gruntu (przedostawaniem się wilgoci przegrodami w górę). Izolacje pionowe stosuje się dla zabezpieczenia posadowionych poniżej poziomu gruntu ścian obiektu i cokołu przed wodami opadowymi i gruntowymi. Rodzaj izolacji i zastosowany materiał uzależnione są od rodzaju gruntu. W domach podpiwniczonych izolacje wykonuje się na całej powierzchni zewnętrznej pionowych ścian fundamentowych, przy czym materiał hydroizolacyjny wyprowadzany jest na cokół budynku na wysokość co najmniej 0,3–0,5 m nad poziom terenu. Izolacje poziome wykonywane są na wierzchu ław i ścian fundamentowych (zewnętrznych i wewnętrznych), a także na fundamencie pod kominem. Wykonuje się je z dwóch lub trzech warstw papy asfaltowej lub odpowiedniej folii hydroizolacyjnej. Skuteczność takich izolacji zależy m.in. od zapewnienia ciągłości z izolacją podłogi na gruncie. Zarówno izolacje pionowe jak i poziome muszą być ze sobą idealnie połączone. Hydroizolacja wykonana zgodnie z zasadami sztuki budowlanej, przy zastosowaniu właściwych materiałów, chroni budynek przed naporem wody i wilgoci, zapewniając bezpieczeństwo konstrukcyjne oraz komfort użytkowania.

 

Materiały hydroizolacyjne

 

Wśród materiałów stosowanych do ochrony przyziemi przed wilgocią i wodą znajdą się: papy asfaltowe, folie hydroizolacyjne (płaskie, wytłaczane), membrany kauczukowo -bitumiczne, masy hydroizolacyjne (mineralne, bitumiczne, epoksydowe). W wyjątkowo ciężkich warunkach gruntowo-wodnych fundamenty mogą być wykonywane także z wodoszczelnego betonu. Przyziemia budynku (fundamenty, elementy ścian zewnętrznych zagłębione w gruncie, cokół) wymagają zabezpieczenia przed destrukcyjnym wpływem wilgoci i temperatury. Brak właściwej ochrony może skutkować poważnymi konsekwencjami zarówno dla trwałości konstrukcji obiektu, jak i komfortu życia oraz zdrowia jego mieszkańców.

• Papy asfaltowe — są jednym z najpopularniejszych materiałów hydroizolacyjnych oraz odznaczają się złożoną, warstwową budową. W papach nowej generacji trzon stanowi osnowa z włókniny poliestrowej, welonu szklanego lub mieszanka poliestrowo-szklana. Jest ona otoczona masą bitumiczną — wodoszczelną, odporną na wahania temperatury, promieniowanie ultrafioletowe oraz uszkodzenia mechaniczne. W porównaniu do pap tradycyjnych nowe rozwiązania odznaczają się znacznie lepszymi właściwościami izolacyjnymi, mechanicznymi i wytrzymałościowymi, są ponadto produktami termozgrzewalnymi. Wykorzystuje się je do wykonywania zarówno izolacji poziomych jak i pionowych. Do podłoża przyklejane są lepikiem asfaltowym lub specjalistycznymi klejami bądź zgrzewane przy wykorzystaniu gorącego powietrza lub palnika.

• Folie hydroizolacyjne — są wytrzymałe, elastyczne i proste w montażu. Do izolacji typu lekkiego i średniego stosuje się materiały wykonane z PVC, PE i HDPE (polietylen wysokiej gęstości), zaś do izolacji typu ciężkiego — EPDM (kauczuk syntetyczny). Grubość folii oraz sposób łączenia poszczególnych jej pasów zależą od rodzaju izolacji, przy czym optymalna grubość to ok. 0,5–0,6 mm (folia odznacza się wtedy wysoką sztywnością i odpornością na uszkodzenia mechaniczne).

Hydroizolacja z folii może być łączona mechanicznie, poprzez zgrzewanie, klejenie, na zakład.

• Membrany kauczukowo-bitumiczne —produkowane są z HDPE, wzmocnionego często siatką z polipropylenu, polietylenu lub włókna szklanego. Charakteryzują się prostym montażem, dużą odpornością na działanie pary wodnej oraz wysoką wytrzymałością mechaniczną, chemiczną i termiczną. Znajdują zastosowanie m.in. jako hydroizolacje poziome oraz jako warstwy chroniące przed uszkodzeniem mechanicznym pionowe izolacje z folii płaskiej lub papy. Wytłoczenia membran mogą mieć kształt okrągły, kwadratowy lub gwiaździsty. Membrany kubełkowe mocuje się za pomocą kołków rozporowych lub specjalnych gwoździ.

• Masy hydroizolacyjne — odznaczają się łatwością układania oraz wysoką odpornością na działanie związków chemicznych, uszkodzenia mechaniczne i starzenie. Zapewniają dodatkowo wyjątkową szczelność (tworzą bezszwową powłokę). Masy bitumiczne bazują na asfalcie modyfikowanym, mają konsystencję płynną lub półpłynną (roztwory, emulsje, lepiki asfaltowe) i mogą być stosowane jako izolacje pionowe i poziome. Z kolei masy mineralne produkowane są na bazie cementu z dodatkiem plastyfikatorów, są paroprzepuszczalne i mogą być wykorzystane do wykonania izolacji pionowychfundamentów.

 

Izolacje termiczne

 

Poza izolacjami przeciwwilgociowymi i wodnymi bardzo istotnym elementem ochrony przyziemi przed niekorzystnym oddziaływaniem środowiska zewnętrznego są izolacje termiczne, poprawiające stan ochrony cieplnej budynku i ograniczające straty ciepła do otoczenia. Stosuje się je zarówno w budynkach podpiwniczonych jak i niepodpiwniczonych, przy czym te ostatnie z reguły posiadają dodatkowo posadzki układane na gruncie, wyposażone we własną izolację termiczną. Najczęściej stosuje się dwa podstawowe rozwiązania izolacji termicznych: pierwsze polega na ułożeniu pogrubionej warstwy termoizolacji pod posadzką przyziemia przy ścianach zewnętrznych, drugie zaś na wykonaniu izolacji w formie warstw układanych pionowo, równolegle do ścian fundamentowych. Ze względu na stosunkowo niskie koszty materiału izolacyjnego (zwłaszcza materiałów wytwarzanych ze spienionych tworzyw sztucznych) wprowadza się z reguły dwa te rozwiązania równocześnie. Wykonanie ocieplenia ścian fundamentowych w układzie pionowym i poziomym pozwala znacznie ograniczyć przyszłe koszty ogrzewania.

 

Termoizolacja posadzki przyziemia i ścian fundamentowych

 

Umieszczany pod posadzką przyziemia pas izolacji powinien być układany na obszarze co najmniej 1 m od wewnętrznego obrysu ścian zewnętrznych (w praktyce wykonuje się pasy o szerokości dochodzącej do 1,5 m). Opór cieplny izolacji obwodowej w przypadku pomieszczeń ogrzewanych powinien wynosić co najmniej 2,0 m2•K/W, a maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła U podłogi na gruncie, zgodnie z WT 2008, nie może być wyższa niż 0,45 W/m2•K. Przy doborze izolacji należy uwzględnić nasiąkliwość danego materiału oraz jego wytrzymałość mechaniczną na ściskanie. Wśród zalecanych materiałów wyróżnić można m.in. polistyren ekstrudowany XPS oraz piankę poliuretanową PUR. W praktyce wykonawczej stosuje się także płyty z tradycyjnego styropianu (polistyren

ekspandowany EPS). Innym, często spotykanym rozwiązaniem, jest zastosowanie materiału zasypowego (keramzytu) opakowanego w worki z folii PCV. Grubość tego

typu izolacji jest znaczna i dochodzi do ok. 30–40 cm. W przypadku pionowych izolacji ścian fundamentowych materiał termoizolacyjny umieszcza się bezpośrednio na przegrodzie, mocując go przy użyciu zaprawy montażowej. Podobnie jak wcześniej, tutaj również stosuje się polistyren ekstrudowany XPS, płyty z pianki sztywnej PUR lub polistyren spieniony PS (styropian). Można także wykonać termoizolację ścian fundamentowych z keramzytu, co jest niezwykle korzystne na terenach narażonych na okresowe podnoszenie się poziomu wód gruntowych.

 

Aktualne trendy

 

Największą popularnością cieszą się obecnie metody izolowania ścian fundamentowych, adaptujące rozwiązania techniczne zaczerpnięte z BSO (bezspoinowe systemy ociepleń). Idea ta polega na stosowaniu termoizolacji ścian fundamentowych praktycznie od poziomu ław fundamentowych (po stronie zewnętrznej przegród), czyli znacznie poniżej głębokości wymaganej spadkiem temperatury. Umiejscowienie ocieplenia ścian fundamentowych od strony zewnętrznej jest zgodne z zasadami fizyki budowli — elementy konstrukcyjne chronione są od strony chłodniejszej (są mniej narażone na działanie niskiej temperatury, zamakanie i zmiany warunków atmosferycznych). Rozwiązanie to, poza szeregiem zalet, posiada jedną wadę — istnieje niebezpieczeństwo uszkodzenia warstwy termoizolacyjnej podczas użytkowania budynku. Mocowanie materiału izolacyjnego jest bardzo proste i polega na przytwierdzeniu płyt izolujących do ścian fundamentowych za pomocą zaprawy klejącej. Poniżej poziomu 0,3 m nad poziomem gruntu nie jest dopuszczalne stosowanie łączników mechanicznych, gdyż mogłoby to skutkować przerwaniem

ciągłości izolacji przeciwwilgociowej i przeciwwodnej. Na powierzchni izolacji termicznej, od strony zewnętrznej, umieszcza się warstwę zbrojoną, przy czym po zatopieniu siatki w zaprawie klejącej o grubości 3–4 mm, konieczne jest nałożenie 2–3 mm warstwy szlamu izolacyjnego. Na powierzchni warstwy zbrojonej, znajdującej się powyżej poziomu gruntu, można stosować zaprawę ochronną np. z tynku mozaikowego. Ocieplenie fundamentu, wykonane w opisany powyżej sposób, płynnie łączy się z izolacją chroniącą ściany wyżej umieszczonych kondygnacji, przy czym grubość termoizolacji pomieszczeń użytkowych jest większa niż grubość izolacji ścian fundamentowych.

 

Materiały termoizolacyjne

 

Do wykonywania izolacji cieplnej przyziemi, oprócz tradycyjnego styropianu, stosowane są: polistyren ekstrudowany XPS, płyty z twardej wełny mineralnej, pianki poliuretanowe PUR oraz keramzyt.

• Polistyren ekstrudowany XPS — odznacza się większą wytrzymałością mechaniczną i mniejszą nasiąkliwością od styropianu, jest jednak zdecydowanie droższy. Płyty z polistyrenu ekstrudowanego mogą być układane bezpośrednio na warstwie podbudowy bez stosowania płyty betonowej. Podłoga posiada wówczas mniejszą liczbę warstw. Z drugiej strony, konieczne jest w takim przypadku zapewnienie większej stabilności podbudowy, co wiąże się z użyciem kruszywa frakcjonowanego lepszej jakości.

• Płyty z twardej wełny mineralnej — w stanie suchym charakteryzują się podobną izolacją termiczną jak styropian, mają jednak wady: stosunkowo wysoką cenę i większą nasiąkliwość.

• Pianki poliuretanowe PUR — są nowoczesnymi materiałami polimerowymi mogącymi stanowić termo- i hydroizolację. Dzięki niskiemu współczynnikowi przewodzenia ciepła oraz niewielkiemu ciężarowi właściwemu warstwy izolacyjne z pianki PUR mają niską masę, przez co nie obciążają zbytnio konstrukcji budynku. Technika nakładania metodą natrysku pozwala wykonywać bardzo szczelne izolacje budynków, bez spoin i mostków cieplnych.

• Keramzyt — jest to warstwa kruszywa o dobrych właściwościach termoizolacyjnych. Kruszywo takie jest niestety stosunkowo drogie, a ze względu na gorsze parametry izolacyjności cieplnej niż styropian czy polistyren XPS konieczna jest warstwa trzy- lub czterokrotnie grubsza. W przypadku, gdy nie wykonuje

się warstwy betonu na podbudowie, zastosowanie keramzytu zmniejsza liczbę warstw podłogi, pracochłonności i czas jej wykonania.

 

Ciekawe rozwiązanie — fundament grzewczy

 

Interesującym rozwiązaniem, łączącym w sobie funkcje instalacji grzewczej, izolacji termicznej i wodnej, jest system płytowego fundamentu grzewczego, stanowiący połączenie konstrukcji płyty fundamentowej z instalacją ogrzewania podłogowego. System ten, opracowany w Szwecji oraz posiadający aprobaty techniczne w wielu europejskich krajach, znajduje zastosowanie m.in. w domach jednorodzinnych, szkołach, przedszkolach, halach przemysłowych oraz sklepowych. Gorące powietrze rozprowadzane jest w płycie fundamentowej za pomocą kanałów grzewczych, które ułożone są pomiędzy siatkami zbrojenia dolnego i górnego na warstwie izolacyjnej styropianu (o grubości minimum 20 cm) i zalane betonem. Kanały te tworzą obiegi zamknięte, umieszczone pod całą powierzchnią budynku. Nagrzana płyta kumuluje ciepło i oddaje je do pomieszczeń w takiej ilości, jaka jest aktualnie wymagana do zaspokojenia ich zapotrzebowania cieplnego. Płyta stanowi ponadto barierę dla wilgoci przenikającej z gruntu, stabilizuje temperaturę domu oraz zapewnia prawidłowy rozkład temperatury w pomieszczeniach. Do zalet systemu zalicza się m.in. ochronę budynku przed wilgocią i pleśnią, zapewnienie wysokiego komfortu cieplnego w pomieszczeniach, możliwość posadowienia budynku w trudnych warunkach gruntowych oraz oszczędność kosztów, w porównaniu do systemów tradycyjnych.

 

O czym należy pamiętać?

 

Stosowanie izolacji przeciwwilgociowych, przeciwwodnych i termicznych w budynku ma ogromne znaczenie. Brak ochrony przed oddziaływaniem czynników zewnętrznych może nieść za sobą poważne konsekwencje, zarówno dla trwałości obiektu jak i komfortu życia oraz zdrowia jego mieszkańców (pogorszenie właściwości wytrzymałościowych materiałów budowlanych, pojawienie się grzyba, pleśni, roztocza i nieprzyjemnego zapachu, gnicie mebli, ubrań, elementów wyposażenia wnętrz, zniszczenie materiałów budowlanych, a w skrajnych przypadkach — zawalenie się ścian nośnych budynku). Izolacje przeciwwilgociowe, przeciwwodne i termiczne, aby prawidłowo spełniały swoje zadania, powinny być wykonywane zgodnie z projektem budowlanym. Należy przy tym zadbać o jak najwyższą staranność i dokładność wykonania. Brak szczelności izolacji skutkuje bowiem z jednej strony zawilgoceniem ścian i dostawaniem się wody do wnętrza budynku, a z drugiej — występowaniem mostków ciepła, będących źródłem kosztownych strat ciepła do otoczenia.

 

Krzysztof Sornek