Ściany trójwarstwowe to najbardziej złożony rodzaj konstrukcji ścian zewnętrznych spotykany w budownictwie jednorodzinnym. W porównaniu ze ścianami dwuwarstwowymi, składającymi się z warstwy konstrukcji i ocieplenia, posiadają one jeszcze warstwę okładziny, podniesioną do rangi osobnego ustroju budowlanego. Okładzina znajduje się po stronie zewnętrznej i decyduje o sposobie wykończenia elewacji. Uznanie jej za pełnoprawną warstwę jest spowodowane tym, że materiał wykończeniowy — jego znaczny ciężar i sposób mocowania — wymuszają określenie szczegółowych rozwiązań jeszcze na etapie projektowania.
Charakterystyka
Zwykle uważa się, że ściana trójwarstwowa jest najszersza spośród różnych typów ścian. Jednak faktycznie przy pewnych konfiguracjach materiałowych może osiągnąć wymiar ok. 40 cm, co jest porównywalne zarówno ze ścianą jednowarstwową (np. 44 cm), jak dwuwarstwową (29 cm ściany konstrukcyjnej +10 cm ocieplenia). Według powszechnej opinii ściany trójwarstwowe należą także do rozwiązań najdroższych. Jednak zakładając, że okładzina zewnętrzna nie będzie bardzo droga (np. kamienna), koszt ściany może okazać się niewiele wyższy niż w przypadku innych rodzajów murów. Z pewnością jednak jej wykonanie jest bardziej czasochłonne niż w przypadku pozostałych rodzajów ścian, co przy wysokich cenach robocizny może oznaczać zwiększenie kosztów budowy.Niewątpliwą zaletą ścian trójwarstwowych jest ich duża ciepłochronność. Wynika ona przede wszystkim z tego, że ściana zabezpieczona jest przed przenikaniem ciepła na zewnątrz przez warstwę okładziny. Atutem jest możliwość kumulacji ciepła w warstwie konstrukcyjnej, dzięki umieszczeniu ocieplenia pomiędzy okładziną a murem nośnym. Powoduje to wysoką bezwładność termiczną budynku — w lecie nagrzewa się on wolno, w zimie zaś wolno wychładza. Dzięki temu oszczędzamy energię zarówno na ogrzewaniu, jak i na klimatyzacji.
Z termoizolacyjnością ma także związek możliwość swobodnego przepływu wilgoci przez poszczególne warstwy ściany. Zastosowanie materiałów pochodzenia naturalnego, takich jak ceramika czy wełna mineralna, daje szansę na usuwanie ze ścian pary wodnej penetrującej jej przekrój. Możliwość oddania nadmiaru wilgoci, wobec powszechnego stosowania bardzo szczelnej stolarki otworowej, wpływa korzystnie na mikroklimat wnętrza domu.
Ściany trójwarstwowe są zwykle cięższe niż inne rodzaje ścian, co wymaga specjalnego przygotowania ścian fundamentowych. Okładzina elewacyjna musi być oparta na fundamencie lub schodzić aż do stopy fundamentu. W innym przypadku trzeba ją podwiesić na specjalnych kotwach kątowych. Pozwala to na „odchudzenie” fundamentu, jednak jest bardziej pracochłonne.
Ciężar ściany, szczególnie jej części zewnętrznej, ma pozytywny wpływ na odporność na uszkodzenia. Trwałość okładzin z klinkieru czy kamienia liczona jest w dziesiątkach lat. Co ważne, nie wymagają one dużych nakładów na konserwację. Z drugiej strony, warstwowe ułożenie utrudnia wykonywanie wszelkiego rodzaju napraw czy prowadzenie np. przewodów w licu muru. W przypadku gdy musimy wykonać bruzdę pod przewody w ścianie dwuwarstwowej, konieczne jest tylko usunięcie tynku i demontaż ocieplenia. W przypadku ściany trójwarstwowej operacja taka jest o wiele bardziej skomplikowana, a czasem nawet niemożliwa.
Wytrzymałość na uszkodzenia wiąże się także ze zwiększeniem odporności ogniowej. Budując dom, rzadko zwracamy uwagę na takie parametry, zakładając, że w nowoczesnym, dobrze wykończonym budynku nie ma niebezpieczeństwa pożarowego. Jeśli jednak miałoby dojść do niekontrolowanego rozprzestrzenienia się ognia, solidne stropy, żelbetowe schody czy odporne na ogień ściany mogą stać się bezcenne.
Ściany trójwarstwowe mają najwyższe parametry pod względem ochrony przed niepożądanym hałasem. Wiąże się to z ułożeniem na przemian warstw ciężkiej-lekkiej-ciężkiej. Dla zwiększenia izolacyjności akustycznej można dodatkowo zastosować szczelinę powietrzną pomiędzy materiałem ciepłochronnym a okładziną zewnętrzną. Jest ona korzystna ze względu na utrzymanie termoizolacji w dobrej kondycji, a także powoduje rozpraszanie fali dźwiękowej i chroni wnętrze przed dostającym się z zewnątrz hałasem.
Trzy warstwy
Częścią nośną ściany trójwarstwowej, na której opierają się wszystkie elementy budynku, takie jak stropy, wieńce i podciągi, jest ściana konstrukcyjna. Znajduje się ona od strony wnętrza i jest zwykle murowana. Używa się tu podobnych materiałów, co do ścian jedno- czy dwuwarstwowych. Mogą to być więc pustaki ceramiczne, bloczki silikatowe lub z betonu komórkowego. W budownictwie jednorodzinnym zwykle nie stosuje się ścian żelbetowych wylewanych, z kolei w domach wielorodzinnych spotyka się takie rozwiązania. Ponieważ warstwa konstrukcyjna nie musi spełniać walorów termoizolacyjnych, jej grubość przyjmuje się jako najniższą w odniesieniu do przenoszonych przez nią obciążeń związanych z konstrukcją budynku — może to być 20 do 30 cm.
Warstwę konstrukcji okłada się od zewnątrz materiałem ciepłochronnym. Grubość termoizolacji dobiera się w zależności od zakładanej charakterystyki energetycznej budynku — im będzie ona większa, tym niższe będą prognozowane straty energii. Podobnie jak w ścianach dwuwarstwowych, ocieplanych metodą lekką-mokrą, należy zadbać, by wszystkie załamania muru, styki z innymi powierzchniami i otworami okiennymi zostały szczelnie wypełnione materiałem izolacyjnym. W przeciwnym razie może dojść do powstania mostków termicznych, które w przypadku ścian trójwarstwowych są trudne do usunięcia.
W zależności od wybranej technologii jako ochronę termiczną można stosować dowolnie styropian lub wełnę mineralną. Wybór pociąga za sobą konsekwencję w postaci różnego sposobu prowadzenia prac. Styropian można układać jednocześnie z murowaniem ściany — jest to tzw. wykonanie jednoetapowe. Wełna mineralna wymaga rozdzielenia prac na dwa etapy, co wobec dość znacznych kosztów robocizny, może oznaczać zwiększenie kosztów. Styropian klei się na ścianach w dwóch warstwach, dbając o to, by styki płyt nie nachodziły na siebie (mijanka). Płyty wełny mocuje się szpilkami ze specjalnymi talerzykami dociskowymi.
Pomiędzy ociepleniem a warstwą okładzinową zaleca się pozostawienie niewielkiej pustki powietrznej. W systematyce tak wykonaną ścianę określa się czasami mianem czterowarstwowej, jednak faktycznie jest to po prostu ściana trójwarstwowa ze szczeliną wentylacyjną. Szczelina ta ma służyć do usuwania skroplin pary wodnej pojawiających się na styku termoizolacji i warstwy osłonowej. Odsunięcie ściany osłonowej nie jest konieczne, gdy ściana ocieplona została styropianem. Jeśli jednak zdecydujemy się na wełnę, szczelinę powinno wykonać się obowiązkowo. Jest to spowodowane tym, że wełna, jako materiał mniej gęsty, a w związku z tym mniej odporny na penetrację przez wilgoć, wymaga wentylowania.
Szczelina powietrzna powinna mieć szerokość 3–5 cm. Na styku okładziny z cokołem lub w pustych spoinach pomiędzy materiałem okładzinowym przygotowuje się wloty powietrza. Dzięki wymuszonej wentylacji grawitacyjnej powietrze będzie przechodzić wzdłuż całej ściany, wydostając się na styku ściany z okapem dachu. Wloty i wyloty należy koniecznie zabezpieczyć drobnymi siatkami lub taśmami grzebieniowymi — uchroni to ścianę przed owadami, które, penetrując warstwę termoizolacji, mogłyby doprowadzić do jej zniszczenia, nie mówiąc o uciążliwym i trudnym do usunięcia sąsiedztwie.
Dla wyglądu domu największe znaczenie ma wybór okładziny elewacyjnej. Zewnętrzną warstwę ściany trójwarstwowej można wytynkować lub zostawić w surowym materiale okładzinowym. Jako podkład do tynkowania stosuje się cegły modułowe DZ lub specjalne kształtki silikatowe. Ich grubość wynosi ok. 8-9 cm i jest to maksymalna szerokość okładziny pod wyprawę tynkarską. Można także zastosować dostępne na rynku rozwiązania systemowe, w których ściana konstrukcyjna i ściana osłonowa, przeznaczona do otynkowania, wykonane są z tych samych materiałów. Zaletą jest tu wzajemne dopasowanie tych warstw, co ułatwia budowanie i znacznie eliminuje ryzyko powstania wad muru.
Bardzo często na wybudowanie ścian w technologii trójwarstwowej decydujemy się, gdy zamiast zwykłej tynkowanej ściany chcemy zastosować okładzinę elewacyjną, np. cegłę, specjalne bloczki betonowe lub kamień.
W przypadku gdy decydujemy się na tradycyjnie wyglądającą cegłę, do wyboru mamy kształtki klinkierowe lub silikatowe (łupane lub młotkowane). Zwykła cegła klinkierowa charakteryzuje się gładką powierzchnią o lekkim połysku. Na rynku dostępne są także cegły postarzane czy perforowane. Występują one w różnych kolorach: klasyczne ciemnowiśniowe czerwone, żółte, brązowe, szare, cynobrowe czy przypalane. Wyraz estetyczny ściany zależy także od samego sposobu ułożenia cegieł, czyli tzw. wątku. Można tu wprowadzić wiele wariacji w samym wzorze spoin lub wysuwać cegły co kilka pasów muru.
Okładzina kamienna jest jedną z najbardziej wyszukanych — bogactwo wzorów i kolorów jest tu niemal nieograniczone. Dodatkową rolę gra faktura materiału. Wykończenie powierzchni kamienia może być groszkowane, piaskowane, łupane, piłowane, szczotkowane lub polerowane. Istnieją także sposoby mieszane, takie jak sablino (szlifowanie, piaskowanie i szczotkowanie), wersailles (kruszone krawędzie) czy vieux manoir (postarzanie kamienia). Ze względu na koszty, kamień stosuje się często na fragmentach elewacji. Tak więc zamiast nakładania go na całe ściany, można podkreślić najważniejsze partie domu: strefę wejściową czy okolice tarasu.
Pomimo swego ciężaru, ściana okładzinowa jako element budowlany jest stosunkowo wiotka. Jest to zjawisko niekorzystne i działa tym gorzej, im wyższy jest budynek. W związku z tym okładziny nie tylko nie można obciążać żadnymi elementami konstrukcji budynku, ale trzeba ją także wzmocnić połączeniem z warstwą nośną. Robi się to przy pomocy tzw. kotew, czyli odpowiednio wyprofilowanych drutów, które wmurowuje się co kilka warstw wątku okładziny zewnętrznej i ściany nośnej, przebijając warstwę termoizolacji. Należy tu zwrócić uwagę na konieczność odpowiedniego dobrania materiału kotew i wysokiej jakości wykonawstwa.
Kotwy dostępne są ze stali nierdzewnej, kwasoodpornej lub ocynkowanej. W ogóle nie należy brać pod uwagę stosowania niezabezpieczonej stali — jej niska wytrzymałość może być przyczyną powstawania rdzawych zacieków a nawet pękania ściany zewnętrznej. Ponieważ kotwy nie mogą być w trakcie montażu wyginane, poszczególne poziomy spoin poziomych warstwy konstrukcji i okładziny muszą znajdować się na tej samej wysokości. Ilość i rozmieszczenie kotew determinuje wysokość ściany okładzinowej i jej materiał. Generalną zasadą jest, że im wyższa ściana i im cięższy materiał, tym kotew przypadających na 1 m kw. ściany musi być więcej. W przypadku murowania dwuetapowego kotwy należy umieścić w ścianie nośnej, przewidując ich rozstaw.
Poszczególne elementy wykładzin elewacyjnych zwykle łączy się przy pomocy spoin. Najczęściej są one wąskie i wykonuje się je z odpowiednich mieszanek, zgodnie z zaleceniami producenta danego materiału elewacyjnego. Ważne jest, aby upewnić się, że są to materiały odporne na wysolenia. W przeciwnym wypadku musimy się liczyć z pojawieniem trudnych do usunięcia plam i zacieków, które w znacznej mierze zniszczą estetyczny efekt ściany zewnętrznej.
Jeśli ściana ma szerokość większą niż 12 m, konieczne jest przewidzenie dylatacji, która zniweluje kurczenie się materiałów pod wpływem zmian temperatury. Dylatację wykonuje się, przerywając ciągłość materiału okładzinowego na całej wysokości ściany. Przerwę wypełnia się spoiną wypełnioną materiałem elastycznym, np. masą akrylową.
Detale
Ze względu na swą złożoność, ściany trójwarstwowe wymagają szczegółowego zaprojektowania, a potem pieczołowitego wykonania detali budowlanych. Najlepiej, by ekipa budująca miała już doświadczenie w murowaniu tego rodzaju ścian, dzięki czemu unikniemy kosztownych pomyłek.
Z budowlanego punktu widzenia, jednym z najważniejszych miejsc budynku jest przyziemie, czyli jego styk z gruntem. Miejsce połączenia ścian fundamentowych ze ścianą nośną i jego prawidłowe zaizolowanie decyduje o trwałości całego obiektu. W technologii ścian trójwarstwowych podstawą do ukształtowania tego detalu jest wybór, czy ściana osłonowa będzie stykać się z gruntem, czy zostanie odcięta przez cokół. W pierwszym przypadku materiał elewacyjny układa się na zaizolowanej ścianie fundamentowej do wysokości 60 cm. Następnie wykonuje się w okładzinie przekładkę z materiału hydroizolacyjnego, tak by wilgoć wsiąkająca z odpryskującej wody opadowej nie miała możliwości penetrowania ściany przez podciąganie kapilarne. Na ścianę fundamentową nakleja się termoizolację odporną na działanie wody (hydrofobizowaną) i zasypuje żwirem, aby wokół budynku powstała opaska szerokości ok. 60 cm. Dzięki niej woda deszczowa będzie łatwo wchłaniać się w grunt, co zapobiegnie tworzeniu się zastoin.
Inny, mniej skomplikowany sposób to wykonanie cokołu. W tym przypadku ścianę fundamentową wyprowadza się ponad poziom terenu i okłada płytami termoizolacji, najlepiej uodpornionymi na działanie wody. Na jej szczycie wykonuje się wieniec, do którego montuje się specjalne kotwy kątowe, podtrzymujące ścianę osłonową, która w ten sposób zostaje wysunięta poza lico ściany cokołowej. W tym detalu hydroizolację zakłada się tylko pomiędzy fundamentem a wieńcem. Jego wadą jest wyniesienie posadzki budynku ponad teren oraz konieczność wykonania dodatkowego wieńca opasującego cały budynek.
Uproszczeniem tego miejsca może być zastosowanie pustaków specjalnie przeznaczonych do izolowania miejsc, gdzie termoizolacja narażona jest na przerwanie lub zamoknięcie. Są one wykonane z wysokowytrzymałego betonu z zatopionymi weń kształtkami z materiału ciepłochronnego. Dzięki temu pustak może spełniać podwójną rolę: zarówno konstrukcyjną, jak izolacyjną — wystarczy wymurowanie tylko jednej warstwy takich pustaków, by zabezpieczyć
strefę przyziemia przed powstaniem uciążliwych mostków termicznych. Jeśli budynek nie jest podpiwniczony, pustaki układa się na wysokości termoizolacji posadzki, na płycie betonowej. Izolacja ściany poniżej poziomu pustaka całkowicie niweluje ryzyko przemarzania budynku. Jeśli zdecydowaliśmy się na dom z piwnicą, pustaki układa się poniżej wieńca stropu.
Innym ważnym detalem są nadproża. W ścianie konstrukcyjnej wykonuje się je jako wylewane na mokro lub prefabrykowane, tak jak w innych technologiach murowych. Problemem jest tu odpowiednie wykonanie nadproża podtrzymującego ścianę osłonową. W tym celu używa się bądź wylewanych belek żelbetowych z przyklejonymi płytkami z materiału okładzinowego, bądź prefabrykatów. Możliwe jest także podwieszenie materiału okładzinowego przy pomocy kotew kątowych mocowanych do wieńca stropu.
Ściany trójwarstwowe w zależności od wybranego materiału okładzinowego dają możliwość ukształtowania wielu ciekawych detali wzbogacających architekturę budynku. Jeśli więc zdecydowaliśmy się na elewację klinkierową, dzięki specjalnym kształtkom ceramicznym mamy możliwość dodania profilowanych cokołów i gzymsów, opasek okiennych czy też zdobionych nadproży.
Zastosowanie gzymsu wieńczącego ścianę pozwoli na zamaskowanie rynny. Z kolei gzyms rozdzielający poszczególne kondygnacje optycznie obniży budynek, co jest szczególnie korzystne przy rozłożystych, skomplikowanych bryłach. Warto pamiętać, że gzymsy powinny zostać zabezpieczone przed penetracją wody opadowej. Jeśli wysięg jest duży, wykonuje się obróbkę blacharską, która w przypadku gzymsu między piętrami powinna zostać wyprowadzona na ścianę budynku na 30 cm. Jeśli zaś gzyms ma niewielką szerokość i wykonany jest z materiału odpornego na zawilgocenie, np. klinkieru, wystarczy nałożenie na niego papy w taki sposób, by przecinała ona cały przekrój ściany osłonowej.
Ściany trójwarstwowe stanowią niewątpliwie jeden z najbardziej eleganckich sposobów wykończenia domu jednorodzinnego. Nakład sił i środków na ich wykonanie jest wprost proporcjonalny do efektu. Oprócz wysokich walorów estetycznych, charakteryzują się one także najwyższą trwałością i przyczyniają się do ograniczenia strat energii.
Ewa Burejza