Dlaczego warto budować z betonu?
Energooszczędność betonu
Materiały o dobrej masie termicznej to te, które mają wysokie ciepło właściwe, wysoką gęstość i niską przewodności cieplną. Nie nadają się do tego materiały izolacyjne, które charakteryzują się wprawdzie niską przewodnością cieplną, ale ich gęstość i ciepło właściwe są zbyt niskie, aby zapewnić masę termiczną. Z drugiej strony metale mają wysokie ciepło właściwe i gęstość, ale dyskwalifikuje je wysokie przewodnictwo cieplne. W grupie typowych materiałów konstrukcyjno-budowlanych optymalnym materiałem pod tym kątem jest beton. Beton, dzięki swojej wysokiej masie termicznej działa jak bufor tj. magazyn, łącząc w sobie trzy właściwości przypisane masie termicznej: absorpcję, przechowywanie i prędkość uwalniania ciepła. W ciągu dnia, gdy robi się ciepło pochłania nadmiar ciepła, które może pochodzić np. od słońca lub ze źródeł wewnętrznych, takich jak oświetlenie, komputery czy ludzie. Po spadku temperatury otoczenia, masa termiczna betonu powoli uwalnia nagromadzone ciepło do otaczającej przestrzeni. Skutkuje to wygładzeniem maksimów i minimów temperatury wewnętrznej, utrzymując w ten sposób bardziej stabilne, komfortowe środowisko wewnętrzne. Drugim istotnym efektem działania masy termicznej jest przesunięcie w czasie wystąpienia szczytowych temperatur, czyli bezwładność termiczna. Dzięki niej, ciepło, które przenika przez przegrodę zostaje spowolnione. W momencie, w którym strumień energii termicznej zmienia kierunek przepływu (z uwagi na dobowe wahania temperatury), część z tego ciepła może zostać „zawrócone” i odzyskane.
Oprócz opisanego powyżej korzystnego wpływu masy termicznej betonu na stabilizację temperatury wewnętrznej w budynku, z wysokiej masy termicznej betonu wynikają też inne korzyści takie jak:
- optymalizacja zysków ciepła od nasłonecznienia, tym samym zmniejszenie zapotrzebowanie na paliwo do ogrzewania;
- zmniejszenie zużycie energii do ogrzewania o 2-15%;
- zmniejszenie wahania temperatury wewnątrz budynku;
- opóźnienie szczytowych temperatur w biurach i innych budynkach użytkowych do czasu opuszczenia ich przez użytkowników;
- obniżenie temperatury szczytowej co powoduje, że klimatyzacja staje się zbędna;
- wyeliminowanie potrzeby chłodzenia w ciągu dnia, w przypadku zastosowania jej razem z nocnym chłodzeniem;
- zmniejszenie ilość energii zużytej do chłodzenia do 50%, w przypadku połączenia z klimatyzacją;
- zmniejszenie kosztów ogrzewania budynków;
- możliwość lepszego wykorzystanie niskotemperaturowych źródeł ciepła, takich jak gruntowe pompy cieplne;
- zmniejsza emisje CO2, głównego gazu cieplarnianego, poprzez zmniejszenie zużycia energii zarówno dla ogrzewania, jak i chłodzenia.
W klimatach, gdzie przez dłuższy okres czasu występują bardzo wysokie lub niskie temperatury, pasywne sposoby wykorzystywania masy termicznej budynków mogą okazać się niewystarczające, wówczas istnieje możliwość wykorzystania tzw. systemów aktywnych.
Przykładem takiego rozwiązania mogą być:
- Stropy aktywowane termicznie z niemieckiego BKT, które od tradycyjnych ogrzewań płaszczyznowych odróżnia fakt, że wykorzystują akumulacyjność masywnych elementów konstrukcji żelbetowej do odbierania ciepła z pomieszczeń latem lub oddawania ciepła zimą, dzięki zamontowanym na wysokości zbrojenia rurom z wodą chłodzącą lub grzewczą.
- Grzewcze płyty fundamentowe, w których ciepłe powietrze zostaje rozprowadzone w kanałach zatopionych w płycie fundamentowej. Kanały te tworzą obiegi zamknięte pod całą powierzchnią budynku. Nagrzana płyta działa na zasadzie „akumulatora” ciepła, który oddaje tyle energii cieplnej, ile wynika z zapotrzebowania w danej chwili.
- Innym, innowacyjnym rozwiązaniem aktywnego systemu grzewczego z dodatkową opcją magazynowania energii mogą być betonowe słupy stanowiące element konstrukcyjny budynku.
Zdrowe środowisko do życia
Ostatnio wśród bardziej świadomych uczestników rynku budowlanego panuje przekonanie, że charakterystyka energetyczna bez części dotyczącej środowiska wewnętrznego budynku nie ma sensu. Znaczna liczba budynków energooszczędnych wg. różnych źródeł 30-70% boryka się z problemami jakości powietrza. Liczba ekspertyz realizowanych przez ITB dotycząca „nieprzyjemnych zapachów” w nowym budownictwie w ostatnich latach wzrasta.
Jakość powietrza to nie tylko wymiar komfortu użytkowania, ale też zdrowotny. Czyste powietrze jest jednym z kluczowych komponentów zrównoważonego rozwoju, niezbędnym dla prawidłowego funkcjonowania ludzi. Wprowadzanie świeżego powietrza do danego pomieszczenia musi prowadzić do utrzymania jakości powietrza oraz klasy czystości powietrza. Żaden z elementów konstrukcyjnych pomieszczenia, jego wyroby, nie powinien wpływać negatywnie na zachowanie jakości powietrza w pomieszczeniu.
Beton jako materiał stanowiący kompozycję składników naturalnych, jest klasyfikowany w kategorii substancji o pomijalnie niskiej emisji lotnych związków organicznych (VOC). Nie stanowi on warunków uprzywilejowanych dla rozwoju drobnoustrojów, nie kumuluje alergenów oraz nie podtrzymuje pleśni. Te cechy w połączeniu z praktycznie nieograniczonymi możliwościami kształtowania betonu sprawiły, że w ostatnich latach stał się on modnym materiałem nie tylko konstrukcyjnym, ale też wykończeniowym i dekoracyjnym.
Trwałość i bezpieczeństwo
Beton z natury oceniany jest jako materiał pewny. Konstrukcję z prefabrykacji betonowej cechują się nawet kilkukrotnie większą żywotnością niż te z drewnianej co przekłada się również na kwestię wartości samej nieruchomości.
Co więcej beton to unikatowe bezpieczeństwo ogniowe. Materiał ten jest klasyfikowany w grupie tak zwanych materiałów niepalnych. Autorytatywne dowody na właściwości ogniowe betonu potwierdzają normy europejskie. W oparciu o dyrektywę europejską w sprawie produktów budowlanych, norma EN 13501–1:2002: Klasyfikacja ogniowa produktów i elementów budowlanych, dzielącą materiały na siedem klas o oznaczeniach A1, A2, B, C, D, E i F, na podstawie ich reakcji na ogień, beton został odznaczony najwyższym możliwym oznaczeniem A1. Beton, cechuje się niskim tempem wzrostu temperatury w przekroju (działa jak osłona ogniowa), co oznacza, że w większości konstrukcji może być stosowany bez dodatkowego zabezpieczenia ogniochronnego. Jest odporny na działanie materiałów tlących się, które mogą osiągać bardzo wysokie temperatury, na zapłon lub ponowny zapłon, zaś płonące towary nie mogą spowodować zapalenia się betonu. Tak więc ze względu na swój niepalny charakter, beton nie emituje dymu, gazów ani oparów toksycznych podczas pożaru. W przeciwieństwie do tworzyw sztucznych i metali również nie generuje roztopionych cząstek, które mogłoby prowadzić do zapłonu. Beton w żaden sposób nie może przyczynić się do wybuchu i rozprzestrzeniania się ognia, ani zwiększać obciążenia ogniowego budynku.
Komfort bez hałasu
Zapewnienie komfortu akustycznego w budynkach związane jest z respektowaniem wymagań normowych, zróżnicowanych w zależności od przeznaczenia użytkowego poszczególnych pomieszczeń. Wymagania te formułowane są za pomocą wskaźników oceny izolacyjności akustycznej między pomieszczeniami (w odniesieniu do hałasów powietrznych i uderzeniowych) oraz izolacyjności od dźwięków powietrznych między otoczeniem zewnętrznym a wnętrzem budynku. Obecny poziom wymagań normowych w Polsce nie należy do najwyższych, co związane jest przede wszystkim z możliwościami ekonomicznymi użytkowników mieszkań. Zapewnia on komfort akustyczny na poziomie podstawowym, co nie oznacza, że występujące w budynku hałasy będą całkowicie nie słyszalne lub nie uciążliwe, niezależnie od indywidualnej wrażliwości na ich subiektywną ocenę. Stąd też nawet nieduże odstępstwa mogą nieść duże konsekwencje dla użytkowania, a beton w tym kontekście daje doskonałe możliwości izolacji akustycznej.
Ściany zewnętrzne z betonu zwykłego, ze względu na stosunkowo dużą masę powierzchniową, mogą uzyskiwać wystarczającą izolacyjność akustyczną nawet przy niekorzystnym usytuowaniu budynku, w otoczeniu o wysokich poziomach hałasu.
Z kolei ściany wewnętrzne niosą za sobą izolacyjność na poziomie ok. 24-30 dB, która jest osiągana zarówno w przypadku technologii prefabrykowanej, jak i monolitycznej.