Jak żelbetowe balkony chronią latem wnętrza domu przed nagrzewaniem przez słońce?
Od wykonanych z betonu elementów konstrukcyjnych domu oczekuje się przede wszystkim odpowiedniej nośności, sztywności i trwałości. W znacznie mniejszym stopniu zwraca się uwagę na pozytywny wpływ tych elementów na przyjazną dla mieszkańców temperaturę panującą w pomieszczeniach domu. Na pewno najmniej podejrzewa się o to żelbetowe balkony, które bardziej postrzegane są jako miejsca strat ciepła zimą, niż jako elementy domu, które mogą chronić jego wnętrze przed nagrzewaniem przez słońce podczas upalnego lata.
Beton żwirowy, w przeciwieństwie do betonu komórkowego, ma tę przeważnie negatywnie ocenianą właściwość, że łatwo przewodzi ciepło. Dlatego w naszych warunkach klimatycznych wykonane z niego elementy zewnętrznych przegród domu wymagają dodatkowej izolacji termicznej, by zimą ciepło z jego wnętrza nie uciekało przez nie łatwo do otoczenia.
Na szczęście, oprócz tej wady, beton ma także istotną zaletę termiczną. Mianowicie wykonane z niego konstrukcyjne elementy domu bardzo dobrze akumulują ciepło, dzięki czemu raz nagrzane, przez długi czas utrzymują w pomieszczeniach komfortową temperaturę, skutecznie wyręczając w tym zakresie działanie instalacji grzewczej.
Zobacz: Dlaczego betonowe elementy domu mają duży wpływ na jego energooszczędność?
Z tego – korzystnego w chłodnych porach roku – wpływu elementów z betonu na parametry energetyczne domów zdaje sobie sprawę wiele osób, nie tylko tych, które zawodowo są związane z budownictwem. Nawet jednak wśród nich zacznie mniej jest takich, które zauważają (i doceniają) to, że także żelbetowe balkony wspornikowe (Fot. 1) mogą chronić wnętrza domu przed przegrzewaniem ich latem przez słońce.
Obecność balkonów na wschodnich, południowych i zachodnich ścianach domu sprawia, że w miesiącach letnich do pomieszczeń znajdujących się pod balkonami słońce dociera jedynie w nieznacznym stopniu (Rys. 1). Podobny efekt można by wprawdzie uzyskać osłaniając okna na przykład żaluzjami, roletami czy tkaninowymi zasłonami, jednak wtedy mieszkańcy musieliby w ciągu dnia korzystać ze sztucznego oświetlenia, co nie tylko kosztuje, ale i jest mniej komfortowe niż światło naturalne.
Jednocześnie balkony te nie ograniczają ilości energii słonecznej, która w pogodne, zimowe dni dociera do znajdujących się pod nimi pomieszczeń domu. To ważne, ponieważ wtedy promieniowanie słoneczne ma korzystny (i w dodatku bezkosztowy) wpływ na utrzymanie w nich komfortowej temperatury.
Uwaga! Dla pomieszczeń znajdujących się na ostatniej kondygnacji termiczną funkcję balkonów z powodzeniem mogą w domach ze stromym dachem pełnić ich szerokie okapy, a w budynkach z płaskim dachem – płyty będące przedłużeniem ich stropów (Fot. 2).
Balkony i promieniowanie słoneczne
Ta dwoista funkcja balkonów, które latem ograniczają nagrzewanie wnętrz domu przez słońce, a zimą – tego nie robią, nie oznacza oczywiście, że potrafią one rozpoznawać pory roku. Po prostu zimą pozorny ruch słońca po niebie przebiega niżej niż latem. Dlatego zimą jego promienie sięgają daleko w głąb domu, intensywnie nagrzewając nie tylko jego podłogi i ściany, ale także… sufity.
Ponieważ – pomimo krótszych zimą dni – trwa to przez wiele godzin, więc energia promieniowania słonecznego, zakumulowana w żelbetowych i betonowych elementach domu, na długo jest w stanie utrzymać przyjazną dla mieszkańców temperaturę, nie angażując do tego instalacji grzewczej.
Szczególnie dotyczy to pomieszczeń, których okna skierowane są na wschód i zachód, ponieważ wtedy w godzinach porannych i popołudniowych słońce szczególnie nisko przemieszcza się po niebie. Dzięki temu promieniowanie słoneczne sięga daleko w głąb domu lub mieszkania, intensywnie nagrzewając jego elementy budowlane.
W godzinach południowych słońce jest zimą wprawdzie wyżej na niebie niż rano i popołudniu, więc wspornikowe balkony nieco ograniczają jego zasięg w głąb domu, ale też promieniowanie jest wtedy bardziej intensywne i oświetla wnętrza domu dłużej niż w godzinach porannych i popołudniowych.
Inaczej jest latem – wtedy dzięki żelbetowym balkonom, słońce nagrzewa wnętrza jedynie nieznacznie. Pozornie porusza się ono bowiem po niebie znacznie wyżej niż zimą, więc – jeśli tylko wspornikowe balkony mają odpowiednio duży wysięg – nawet przez duże, wielkoformatowe okna promienie słoneczne docierają jedynie w pobliże ich progów.
Trwałe i „ciepłe” balkony wspornikowe
Jedyny problem, niewiążący się bezpośrednio z termiczną funkcją balkonów wspornikowych, dotyczy ich trwałości. Są one bowiem – jak żadne inne elementy domu – przez cały czas wystawione w całości na destrukcyjne oddziaływanie niekorzystnych warunków pogodowych. Przy czym chodzi tu zarówno o ich długotrwałe zawilgocenie przez opady deszczu lub topniejący śnieg, jak i zarysowania spowodowane odkształceniami, wywołanymi przez silny mróz.
Dla balkonów wspornikowych jest to poważny problem, ponieważ ze względów wytrzymałościowych są one zbrojone górą, czyli tam, gdzie pod obciążeniem występują w nich naprężenia rozciągające. Do tego, by – zgodnie z zasadami żelbetu – mogły je przejąć pręty stalowe, strefy te muszą się zarysować. Niestety, przez rysy te mogą w betonową płytę wnikać wody opadowe, które zamarzając będą powiększać szerokość ich rozwarcia, co może skutkować korozją prętów stalowych. Konsekwencją tego będzie powolny spadek nośności balkonów, a nawet jej całkowita utrata.
Na szczęście żelbetowe płyty balkonów wspornikowych obecnie da się skutecznie zaizolować (Fot. 3) nie tylko przeciwwilgociowo – od góry, ale i termicznie – ze wszystkich stron, którymi stykają się one z powietrzem zewnętrznym. Ta pierwsza izolacja jest ważna dla nośności i trwałości balkonów, natomiast druga – dla ograniczenia strat przez nie ciepła z domu, czyli – mówiąc inaczej – sprawienia, że nie będą one dużymi mostkami termicznymi.
Zobacz: Dlaczego płyty wspornikowych balkonów nie niszczą się teraz tak szybko jak kiedyś?
Tylko z pewnego cementu
Najważniejsze jednak, żeby żelbetowe balkony wspornikowe były wykonane zgodnie ze sztuką budowlaną i z mieszanki betonowej, do której przygotowania użyto pewnego cementu, wyprodukowanego w Polsce lub innym kraju Unii Europejskiej. Tylko wtedy jest gwarancja, że będą one miały projektowaną nośność, która nie zacznie obniżać się wraz z upływem czasu.
Zobacz: Dlaczego do budowy domu należy używać tylko pewnego cementu?
Szczęśliwie płyty balkonowe wykonuje się równocześnie ze stropami międzykondygnacyjnymi, a do tego potrzeba tak dużo mieszanki betonowej, że nie „wykręca” się jej na placu budowy, tylko przywozi betonowozami z pobliskiej wytwórni betonu towarowego. Można wtedy mieć pewność, że – we własnym interesie – do przygotowania mieszanki użyje ona tylko pewnego cementu.
WIĘCEJ NA TEN TEMAT:
Do czego w konstrukcjach żelbetowych stal jest potrzebna betonowi, a beton – stali?
Jakie warunki muszą być spełnione, by elementy z betonu miały odpowiednią nośność i trwałość?
Co warto wiedzieć o betonie, gdy buduje się dom dla siebie?
Co najbardziej odróżnia beton od innych materiałów stosowanych do budowy domu?
Dlaczego lepiej nie wykonywać schodów wspornikowych na zewnątrz domu?
Dlaczego zimą betonowanie elementów domu nie jest teraz tak ryzykowne jak dawniej?