Ściany z drewnianych bali mają liczne zalety, szczególnie korzystne właściwości fizykomechaniczne, w tym izolacyjność i pojemność cieplną.

Jakie są przyczyny dobrej izolacyjności cieplnej domów zbudowanych w takiej technologii? Jest ich kilka, a do najważniejszych należy zaliczyć:

•    ściany z bali zapewniają ciągłość izolacji, a tym samym nie wymagają dodatkowych jej warstw;

•    zmiany w konstrukcji takich ścian są samoistne i nie wpływają na pogorszenie izolacyjności przegrody;  

•    największe obszary przenikania powietrza do wnętrza występują w tych samych miejscach, co w budynkach wykonanych w każdej innej technologii – w miejscach połączenia ściany z dachem, połączenie stropu ze ścianą itp.

Normy techniczne obowiązujące od stycznia 2014 roku, które musi spełniać nowo budowany obiekt, zawierają kilka istotnych wskaźników koniecznych do uwzględnienia w projekcie. Wartość wskaźnika EP, określającego roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, chłodzenia oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej dla całego budynku musi być niższa od 120 kWh/(m2.rok) , a od początku 2021 roku – 70 kWh/(m2.rok). Z kolei izolacyjność cieplna przegród zewnętrznych, tj. ścian zewnętrznych, wedle nowych przepisów, ma wynosić przy ti ≥ 16°C U = 0,25 W/m2K.

W krajach, które posiadają regulacje dla domów z bali, ściana zewnętrzna powinna być zbudowana z bali okrągłych o średnicy nie mniejszej niż 250 mm lub z bali prostokątnych o grubości nie mniejszej niż 152 mm.

W Polsce nie ma wymagań techniczno-montażowych dla domów z bali, stąd związane z oczekiwaniami wobec tych domów liczne nieporozumienia, szczególnie w zakresie izolacyjności cieplnej ścian.

Dotychczas, kiedy obowiązywały jedynie wymagania dotyczące spełnienia wymogów w zakresie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną, a więc wartości wskaźnika EP, – domy z bali mogły spełniać wymagania w tym zakresie, gdyż taka wartość wskaźnika nie jest trudna do uzyskania.

Jednak spełnienie wymaganego dziś współczynnika izolacyjności cieplnej dla przegrody zewnętrznej budynku mieszkalnego jest nie do uzyskania, gdyż takie wymagania spełniałyby bale o grubości 71 cm. Dodajmy w tym momencie, że np. domy na Syberii budowane są z bali nie grubszych niż 25 cm.

Obliczanie izolacyjności cieplnej przegrody z drewna, opierając się jedynie na współczynnikach przewodności cieplnej bez uwzględnienia innych właściwości tego materiału, nie odzwierciedla prawdziwych właściwości izolacyjnych drewna.

W Polsce doświadczenia w zakresie izolacyjności cieplnej ścian z bali ograniczają się jedynie do tradycji Podhala i chat góralskich, których ściany wznoszono z płazów grubości 16 lub 18 cm, bez dodatkowej warstwy izolacji cieplnej. Domy te w pełni, przez długie lata, sprawdzały się i sprawdzają pod względem zapewnienia komfortu cieplnego ich mieszkańcom.

Według obecnie obowiązujących krajowych wymagań w zakresie izolacyjności ścian zewnętrznych budynków jednorodzinnych na poziomie 0,25 W/m2 K, na ściany zewnętrzne z bali drewnianych należy stosować elementy drewniane o średniej grubości powyżej 62 cm, a więc o średnicy bali co najmniej 71 cm.

W 1980 roku w Stanach Zjednoczonych przeprowadzono badania na temat wpływu pojemności cieplnej konstrukcji ścian na wielkość zużycia energii w poszczególnych budynkach. Niedaleko Waszyngtony zbudowano 6 budynków o wymiarach 6,10 x 6,10 m. Każdy budynek był identyczny z wyjątkiem konstrukcji ścian zewnętrznych, te wykonano w różnych technologiach.

W budynkach był utrzymywany ten sam poziom temperatury przez 28-tygodniowy okres badawczy na przełomie 1981 i 1982 r. Przez cały czas badań technicy Narodowego Biura Standardów (National Bureau of Standards, NBS)  dokładnie rejestrowali zużycie energii w każdym z budynków.

Wyniki badań pokazały, że dom o ścianach wykonanych z bali o izolacyjności cieplnej mniejszej o ok. 20 proc. zużył mniej energii zarówno do ogrzania, jak i do schładzania niż budynek o typowej drewnianej konstrukcji szkieletowej, uznawanej dotychczas za konstrukcję energooszczędną, jednocześnie w okresie zimowym dom z bali zużył podobną ilość energii co dom o murowanych, warstwowych ścianach zewnętrznych.

Brak polskich badań w zakresie właściwości izolacyjnych drewna, a tym samym brak krajowych wymagań techniczno-montażowych dla domów z bali drewnianych w poważnym stopniu ogranicza rozwój tego typu budownictwa i zmusza do podjęcia rzetelnych analiz tym zakresie.

Zmusza także do poważnej weryfikacji krajowych przepisów dotyczących spełniania minimalnych wymagań w zakresie wartość wskaźnika EP dla całego budynku, przy równoczesnych wymaganiach dotyczących izolacyjności cieplnej przegród zewnętrznych.

Oprac. Ewa Grochowska

Tekst jest opracowaniem artykułu autorstwa Wojciecha Nitki, który został opublikowany na portalu inzynierbudownictwa.pl Tekst źródłowy znajduje się pod tym linkiem.