Η αντίληψη ότι τα υπόγεια δεν χρειάζονται θερμομόνωση είναι ένας διαδεδομένος μύθος, βασισμένος στη λανθασμένη παραδοχή ότι το έδαφος παρέχει επαρκή θερμοπροστασία λόγω της σταθερότητας της θερμοκρασίας του.

Ωστόσο, τα δεδομένα της δομικής φυσικής και οι αρχές ενεργειακής απόδοσης υποδεικνύουν ότι τα υπόγεια διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη συνολική απόδοση ενός κτιρίου. Η θερμομόνωση και η στεγανοποίηση είναι αλληλένδετες διαδικασίες που εξασφαλίζουν τόσο τη μακροχρόνια ανθεκτικότητα όσο και την ενεργειακή οικονομία.

Ο ρόλος του εδάφους στη θερμική συμπεριφορά

Τα υπόγεια, ως τμήμα των κατασκευών που έρχονται σε άμεση επαφή με το έδαφος, αποτελούν κρίσιμη συνιστώσα της υγροθερμικής συμπεριφοράς ενός κτιρίου. Στη δομική φυσική, η έννοια της θερμομόνωσης των υπογείων αναδεικνύεται μέσα από τη μελέτη της θερμοπερατότητας, της θερμοχωρητικότητας και της αγωγιμότητας των υλικών, όπως και της δυναμικής αλληλεπίδρασης μεταξύ εδάφους, δομικών στοιχείων και μικροκλίματος.

Η θερμική αγωγιμότητα του εδάφους είναι ένας σημαντικός παράγοντας στη ροή θερμότητας προς και από τα υπόγεια. Το έδαφος δεν λειτουργεί ως ιδανικός μονωτής, καθώς το νερό και η υγρασία που περιέχει μπορούν να αυξήσουν τη θερμική του αγωγιμότητα, επιταχύνοντας τη θερμική ροή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μεταφορά θερμότητας από το εσωτερικό του υπογείου προς το εξωτερικό περιβάλλον ή αντίστροφα, ανάλογα με τη διαφορά θερμοκρασίας. Η διαδικασία αυτή περιγράφεται μέσω του νόμου της θερμικής αγωγιμότητας του Fourier, ο οποίος διέπει τη γραμμική εξάρτηση της θερμικής ροής από τη θερμοκρασιακή κλίση.

Η θερμοχωρητικότητα του εδάφους, δηλαδή η ικανότητά του να αποθηκεύει θερμότητα, καθιστά τη συμπεριφορά του υπόγειου περιβλήματος ακόμα πιο πολύπλοκη. Το έδαφος απορροφά θερμότητα με σχετικά αργούς ρυθμούς και την αποδεσμεύει με παρόμοια καθυστέρηση, δημιουργώντας θερμική αδράνεια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την υστέρηση στη μεταβολή της θερμοκρασίας του υπογείου σε σύγκριση με τις εξωτερικές θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Παρόλα αυτά, η παρουσία υψηλών επιπέδων υγρασίας στο υπέδαφος μπορεί να εξουδετερώσει τα οφέλη της θερμικής αδράνειας, οδηγώντας σε απώλειες ενέργειας.

Η συμπύκνωση της υγρασίας είναι μια ακόμη κρίσιμη παράμετρος. Η θερμοκρασία σημείου δρόσου καθορίζει τη συγκέντρωση υδρατμών στον αέρα που έρχεται σε επαφή με τις επιφάνειες του υπογείου. Σε κακώς μονωμένα υπόγεια, η θερμοκρασία του τοιχώματος μπορεί να πέσει κάτω από το σημείο δρόσου, οδηγώντας σε σχηματισμό υγρασίας και, κατά συνέπεια, την έναρξη προβλημάτων κτηριακής παθολογίας όπως η ανάπτυξη μούχλας που μειώνει την ποιότητα του εσωτερικού αέρα και δομικές φθορές στα υλικά (π.χ. ενανθράκωση του σκυροδέματος), ιδίως αν αυτά έχουν υψηλή απορροφητικότητα.

Πηγή φωτογραφίας: FIBRAN S.A.

Στεγανοποίηση και προστασία σκυροδέματος: Απαραίτητο συμπλήρωμα

Η στεγανοποίηση των υπογείων είναι εξίσου σημαντική. Αποτελεί εργασία που πρέπει να πραγματοποιείται σε κάθε νέα κατασκευή, ανεξαρτήτως της ύπαρξης ή όχι υδάτων κατά την εκσκαφή για τη θεμελίωση. Τα προβλήματα εισροής υδάτων σε υπόγεια μπορεί να εμφανιστούν αρκετά χρόνια μετά την κατασκευή μιας οικοδομής, ακόμη και αν δεν υπήρχαν ενδείξεις υγρασίας. Οι αιτίες του φαινομένου μπορεί να είναι περισσότερες από μία ενδεχομένως και συνδυασμός αυτών.

Μερικές από τις συχνότερες είναι: 

• η άνοδος του υδροφόρου ορίζοντα λόγω κλιματολογικών αλλαγών,

• η αλλαγή κατεύθυνσης υπογείων ποταμών λόγω ανέγερσης νέων κτηρίων η εξαιτίας γεωλογικών φαινομένων

• η εισχώρηση υπογείων θαλασσίων υδάτων στην ξηρά επίσης λόγω κλιματολογικών αλλαγών,

• η διαρροή υπογείων δικτύων ύδρευσης και αποχετευτικών αγωγών.

Τα παραπάνω φαινόμενα εντείνονται από μικρορωγμές που μπορεί να δημιουργηθούν στη θεμελίωση ή στα τοιχία του υπογείου, εξαιτίας καθιζήσεων, σεισμών ή αλλαγών στο φορτίο χρήσης της κατασκευής. Αυτές αποτελούν πιθανές οδούς για την είσοδο υγρασίας και νερού. Η στεγανοποίηση πρέπει να είναι αρκετά ανθεκτική ώστε να προσαρμόζεται σε τέτοιες δομικές μεταβολές. Στεγανοποιητικά πρόσμικτα που χρησιμοποιούνται στη μάζα του σκυροδέματος δεν επαρκούν, καθώς οι περισσότερες ρωγμές είναι ενεργές και καταστρέφουν τυχόν κρυσταλλοποιήσεις που δημιουργούνται από τα πρόσμικτα.

Βεβαίως στην αναγκαιότητα στεγανοποίησης κάτω από την γραμμή του εδάφους για την προστασία έναντι της εισροής υδάτων, πρέπει να προστεθεί και αυτή της ούτως ή άλλως απαίτησης προστασίας του φέροντος οργανισμού από διαβρώσεις. Συνεπώς η στόχευση είναι διπλή, αφενός η παρεμπόδιση διείσδυσης νερού όποτε και αν αυτό εμφανιστεί και αφετέρου η προστασία από την πρώτη κιόλας μέρα του οπλισμένου σκυροδέματος από διαβρώσεις που προκαλούν τα διαβρωτικά συστατικά του υπεδάφους.

Για τους παραπάνω λόγους στα νεόδμητα κτήρια η μόνωση επιτυγχάνεται από την εξωτερική παρειά της κατασκευής και ξεκινάει καταρχήν με την προεργασία εξυγίανσης ασθενών σημείων, όπως κοπή συνδετήρων και παραμενουσών ξύλινων αποστατών, διάνοιξη του σκυροδέματος περιμετρικά στα σημεία αυτά και στους αρμούς διακοπής εργασίας, πλύσιμο με υδροβολή υψηλής πίεσης  και αποκατάσταση όλων των παραπάνω σημείων και των φωλιών κακής σκυροδέτησης με ειδικά κονιάματα  ακολουθώντας  τη μεθοδολογία του προτύπου ΕΛΟΤ ΕΝ 1504 όσον αφορά την Στεγανοποίηση Επισκευή Στοιχείων από Σκυρόδεµα, Προστασία και ∆ιαχείριση ∆ιάβρωσης σε Κατασκευές από Οπλισµένο Σκυρόδεµα.

Ο τύπος του θερμομονωτικού υλικού και η πολλαπλή λειτουργία του

Η αντίσταση στη θερμοπερατότητα των δομικών στοιχείων που έρχονται σε επαφή με το έδαφος είναι καθοριστική για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης του υπογείου. Για τη θερμομόνωση ακολουθώντας τις απαιτήσεις του DIN 1408-10 χρησιμοποιείται υποχρεωτικά εξηλασμένη πολυστερίνη FIBRANxps 300L/400L/500L/700L, διαφόρων δηλαδή μηχανικών αντοχών (300-700 KPa) ανάλογα με τις απαιτήσεις για  πιστοποιημένη αντοχή σε ερπυσμό υπό συνεχή φόρτιση για 50 χρόνια και παράλληλα ελάχιστη μεταβολή της θερμομονωτικής της ικανότητας υπό μόνιμα υγρές συνθήκες. Παράλληλα, η τοποθέτηση της εξηλασμένης πολυστερίνης στην εδαφόπλακα πέρα της θερμομόνωσης, λόγω των υψηλών αντοχών δύναται υπό προϋποθέσεις να παρέχει βελτίωση της ποιότητας του εδάφους, και η χρήση προϊόντων FIBRANxps 300L/400L/500L/700L κατάλληλης αντοχής ανάλογα με τη φέρουσα ικανότητα του εδάφους μπορεί να βελτιώσει και την σεισμική απόκριση του κτηρίου.

Πηγή φωτογραφίας: FIBRAN S.A.

Επικουρικές διατάξεις αποστράγγισης

Η διάταξη μόνωσης μπορεί να ολοκληρωθεί με αποστραγγιστικές μεμβράνες υποχρεωτικά σε συνδυασμό αποστραγγιστικούς σωλήνες που εξασφαλίζουν μείωση της επίδρασης των υπόγειων υδάτων στο δομικό στοιχείο. Παράλληλα η αποστραγγιστική μεμβράνη προστατεύει τα υλικά κατά την φάση της επιχωμάτωσης.

Μόνωση υπογείου: Μια πολυπαραμετρική εξίσωση

Η συνδυαστική στεγανοποίηση – θερμομόνωση – αποστράγγιση εξασφαλίζει τη μακροχρόνια αντοχή του περιβλήματος του υπογείου, εμποδίζοντας τη διείσδυση υγρασίας ενώ εξασφαλίζεται εξαιρετική εσωτερική θερμική άνεση και χαμηλό κόστος λειτουργίας καθώς η ενεργειακή ζήτηση των υπόγειων χώρων εξαρτάται από την επάρκεια της θερμικής προστασίας τους.

Πηγή φωτογραφίας: FIBRAN S.A.

Σε περιπτώσεις όπου η θερμομόνωση είναι ανεπαρκής, η θερμοκρασιακή διαφορά μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού περιβάλλοντος οδηγεί σε συνεχή απώλεια θερμότητας τον χειμώνα και εισροή θερμότητας το καλοκαίρι. Αυτό αναγκάζει τη χρήση ενεργοβόρων μηχανισμών θέρμανσης ή ψύξης, αυξάνοντας το κόστος λειτουργίας του κηρίου και το ανθρακικό του αποτύπωμα.

Συνολικά λοιπόν, η μόνωση των υπογείων, δεν είναι απλώς μια επιθυμητή επιλογή αλλά μια αναγκαία επένδυση για τη βελτίωση της βιωσιμότητας, της ενεργειακής απόδοσης και της ποιότητας του εσωτερικού περιβάλλοντος. Με βάση τις αρχές της δομικής φυσικής, η αποτροπή θερμικών γεφυρών, η μείωση της θερμοπερατότητας και η ενίσχυση της αντίστασης στην υγρασία αποτελούν τα θεμέλια για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης των υπόγειων κατασκευών, ενώ η χρήση εξηλασμένης πολυστερίνης παράλληλα με τη θερμομόνωση δύναται να περιορίζει τη σεισμική τρωτότητα των κατασκευών.

Άρθρο του Χρήστου Χατζηάστρου | Διευθυντής τεχνικής υποστήριξης της εταιρείας FIBRAN Α.Ε.

Υποβάλλετε ένα άρθρο

Το όνομά σας *

Το email σας *

Το θέμα του άρθρου σας *