Materiały i technologie termoizolacyjne. Przegroda bez strat

Wszystkie zewnętrzne przegrody domu, czyli ściany, dachy i podłogi mają za zadanie zapewnienie komfortu cieplnego mieszkańcom niezależnie od klimatu na zewnątrz. Oznacza to, że należy dążyć do minimalizacji wymiany ciepła przez wszystkie przegrody zewnętrzne. Ponieważ jednak przewodność cieplna materiałów nośnych (cegły, pustaki) jest z reguły dość wysoka, należy dodać do istniejącej ściany zewnętrznej dodatkową warstwę materiału o wysokich właściwościach izolacyjności termicznej. To samo dotyczy podłóg na gruncie i dachów lub stropów nad najwyższą kondygnacją. Tylko nieliczne materiały budowlane łączą wymaganą wytrzymałość konstrukcyjną z ciepłochłonnością. Większość wymaga dodatkowej warstwy izolacji. Służy temu stosowanie materiałów izolacyjnych.

Materiały izolacyjne Najlepszym „materiałem izolacyjnym” jest… samo powietrze. Niewielkie szczeliny powietrzne w elementach konstrukcyjnych budynku, niepozwalające na swobodną konwekcję, stanowią pierwszą barierę dla przepływu ciepła. Wszystkie materiały o konstrukcji szczelinowej, porowatej, spienionej czy włóknistej wykorzystują tę właśnie zaletę.
Niestety, w wielu przypadkach ich przewodność cieplna nadal nie jest wystarczająca i wymagają one pokrycia dodatkową warstwą izolacyjną.
Nie istnieje jednak idealny materiał izolacyjny nadający się do wszystkiego. Każdy charakteryzuje kilka cech podstawowych, jak:
* twardość,
* sztywność,
* ciężar,
* nasiąkliwość,
* ognioodporność,
* paroprzepuszczalność,
* izolacyjność akustyczna.
Termoizolacje różnią się właściwościami i możliwościami zastosowania. I tak twarde sztywne płyty mogą po części uczestniczyć w przenoszeniu obciążeń budowlanych. Miejsca trudno dostępne najłatwiej ocieplić, wtryskując piankę lub np. wdmuchując luźne włókna materiału izolacyjnego. Inne elementy o nieregularnych kształtach można zabezpieczyć miękkimi rozwijanymi matami, izolacją w postaci granulatu lub lekkiego kruszywa. W miejscach, gdzie niezwykle istotne jest szczelne wypełnienie wolnej przestrzeni, stosuje się miękkie maty o właściwościach sprężystych. W miejscach wilgotnych i narażonych na działanie wody stosuje się materiały o jak najmniejszej nasiąkliwości. Drewno i konstrukcje łatwo palne powinny być izolowane materiałem o wysokiej klasie odporności ogniowej.

Materiały spienione Pieniony polistyren (polistyren ekspandowany), czyli popularny styropian oraz polistyren ekstrudowany są to tworzywa sztuczne o porowatej strukturze charakteryzujące się niskim współczynnikiem przewodności cieplnej l.  Odpowiednio od 0,035-0,042 i 0,027-0,038 W/(m * K). Powstają w wyniku spienienia granulek polistyrenu. Są to bardzo popularne materiały izolacyjne z powodu wielu ich zalet, m.in. niskiej wagi (ok. 90% objętości stanowi powietrze) i nasiąkliwości ( pełna odporność na działanie grzybów i pleśni), przy jednoczesnej dużej sztywności i wytrzymałości na ściskanie. W miejscach szczególnie narażonych na działanie wilgoci (np. głębokie piwnice) bardzo dobrze sprawdza się styropian ekstrudowany, pokryty cienką warstwą znacznie zmniejszającą nasiąkliwość. Styropian jest tzw. materiałem samogasnącym, tzn. przy zetknięciu z ogniem zapala się, topi i zwęgla, ale po usunięciu ognia sam gaśnie i nie rozprzestrzenia ognia. Nie jest natomiast zbyt odporny na działanie rozpuszczalników organicznych, ich oparów i roztworów asfaltowych. Cechuje go ponadto wysoka paraprzepuszczalność. Jest to materiał niezwykle prosty i szybki w obróbce, niewymagający specjalistycznych narzędzi. Dostępny jest zazwyczaj w postaci płyt o różnej charakterystyce, rodzaju i rozmiarach. Bardzo niski współczynnik przewodności ciepła cechuje płyty o wysokiej gęstości, np. płyty czarne z zawartością grafitu. Z kolei płyty ryflowane zabezpieczone są przed zawilgoceniem systemem rowków odprowadzających wodę. Aby zapobiec niekorzystnemu zjawisku kondensacji pary wodnej, na styku przegrody i izolacji stosuje się płyty perforowane, szczególnie na ścianach z elementów ceramicznych. Cienkie płyty elastyczne tłumią ponadto drgania akustyczne, płyty sprężyste, czy zespolone z płytą kartonowo-gipsową oraz płyty z warstwą papy służą natomiast do izolacji dachów. Bardzo praktyczny bywa często tzw. granulat styropianowy, który doskonale wypełnia niedostępne szczeliny i nierówności. Należy jednak pamiętać, że jego izolacyjność jest mniejsza w porównaniu do płyt i stąd jego warstwa musi być grubsza.

Wełny mineralne i szklane Wełna mineralna (a raczej skalna) powstaje na skutek stopienia i rozwłóknienia skał bazaltowych. Włókna te są następnie sklejane do wymaganej postaci. Cechuje ją wysoka izolacyjność cieplna i akustyczna oraz wysoka paraprzepuszczalność – 60-70-krotnie wyższa niż dla styropianu. Jest ognioodporna i odporna na czynniki biologiczne. Najczęściej stosowane są płyty bądź maty izolacyjne z wełny mineralnej. Są bardzo elastyczne, lecz mają dużą nasiąkliwość. Dlatego należy chronić je przed kontaktem z wodą, parą wodną czy mokrą zaprawą. Najlepsze własności izolacyjne mają płyty miękkie i średniotwarde l= 0,034W/(m * K). Płyty twarde natomiast są dużo bardziej wytrzymałe i mniej nasiąkliwe. Można nimi izolować np. otwarte balkony i tarasy. Dostępne są również specjalne dwuwarstwowe płyty izolacyjne stosowane do ocieplania stropodachów niewentylowanych, w których dolna warstwa ma lepszą izolacyjność, a druga górna jest twarda i odporna na uszkodzenia mechaniczne. Płyty lamelowe również są elastyczne i wytrzymałe. Ocieplają np. ściany łukowe. Podobnie jak płyty z usztywniającym welonem szklanym, które oprócz wysokiej wytrzymałości są odporne na zawilgocenie. Natomiast alternatywą dla popularnej paraizolacji może być płyta z folią aluminiową układaną do dołu. Maty i filce oraz płyty wysokotemperaturowe (do izolacji wkładów kominkowych) oraz wzmacniane płyty z siatką z drutu ocynkowanego uzupełniają gamę wyrobów z wełny mineralnej. Wełna szklana – powstaje w wyniku stopienia i rozwłóknienia szkła. Ma właściwości bardzo zbliżone do wełny mineralnej. Wyroby z niej są nieco lżejsze niż z wełny skalnej.

Pianki Pianka poliuretanowa, czyli spieniona żywica poliestrowa sprawdza się jako doskonały materiał izolacyjny, dźwiękoszczelny, odporny na zawilgocenie o dobrej przyczepności do podłoża. Jej przewodność cieplna l wynosi tylko 0,021-0,023 W/(m * K). Gdyby nie wysoka cena, z pewnością stałaby się najpopularniejszym materiałem izolacyjnym. Podobne właściwości przy nieco większych wartościach l ma pianka polietylenowa i krylaminowa. Wszystkie pianki nakładane są metodą natryskową, mogą też występować jako płyty i powstałe z ich połączenia maty. Szczególną uwagę należy zachować przy tej pierwszej metodzie, najlepiej powierzyć ją fachowcom.

Granulaty i inne materiały Granulaty znajdują zastosowanie jako składnik ciepłochronnych zapraw murarskich. Najlepszym przykładem jest tu keramzyt – gliniany granulat powstający w wyniku wypalania rozdrobnionych glin i iłów. Jest bardzo lekki, trwały, całkowicie mrozoodporny oraz mało nasiąkliwy i odporny na działanie środków chemicznych, pleśni i grzybów. Dlatego często pełni rolę izolacji stropów i stropodachów oraz podłóg na gruncie.
Uzupełnieniem szerokiej gamy materiałów izolacyjnych są mniej znane i przez to sporadycznie stosowane włókna celulozy (l =0,039-0,042 W/(m * K), włókna drzewne, maty z włókien konopi i płyty z korka ekspandowanego w 90% wypełnionego powietrzem.

Metody ocieplania Podstawowym celem ocieplenia jest poprawa izolacyjności termicznej przegród.
Jednak przy okazji uzyskujemy dodatkowo:
* podwyższenie temperatury na wewnętrznej powierzchni ściany, co ma korzystny wpływ na uczucie komfortu cieplnego oraz zmniejsza ryzyko wykraplania się pary wodnej i powstawania pleśni,
* dodatkowe uszczelnienie powierzchni ściany, a przez to zmniejszenie niszczącego wpływu warunków atmosferycznych.
Ocieplenie można wykonać wieloma metodami. Podstawowy podział to ocieplenie od wewnątrz i od zewnątrz. Ocieplenie od wewnątrz stosuje się wyjątkowo, np. w budynkach zabytkowych o ozdobnych elewacjach. Nie eliminuje ono jednak mostków cieplnych.
Najczęściej jednak stosuje się ocieplenie od zewnętrznej strony przegrody budowlanej. Przy czym metody tego typu ocieplania określa się zazwyczaj terminami: „ciężka lub lekka oraz sucha lub mokra. Jako ciężkie określa się metody, w których występuje wykonanie trójwarstwowego tynku. W metodach lekkich wykonuje się tylko cienkie warstwy tynkopodobne. Metoda mokra wymaga użycia zapraw i klejów, natomiast w metodzie suchej używa się specjalnych łączników, jak gwoździe, wkręty, kołki. W praktyce często występują połączenia tych technologii i stąd mamy:
* metodę lekką mokrą, tzw. BSO (bezspoinowy system ociepleń),
* metodę lekką suchą.
Metody ciężkie są z reguły drogie i stosowane bardzo rzadko.

BSO jest to najtańszy i najszerzej stosowany sposób wykonania termoizolacji. Przygotowaną wcześniej powierzchnię ściany pokrywa się masą klejącą i okłada szczelnie płytami ze styropianu. Następnie na ich powierzchni układa się dodatkową warstwę zaprawy, w której zatapia się siatkę zbrojącą z włókna szklanego. Zaletą BSO jest ciągłość i dokładność izolacji. Z pozoru prosta wymaga jednak dużej wprawy szczególnie na etapie kładzenia tynków. Prawidłowo położone chronią bowiem styropian przed promieniami UV oraz odpowiadają za estetykę elewacji. Najlepiej wykonywać ją w suchy, bezwietrzny dzień w temperaturze 5-25oC.
Metoda lekka sucha daje w tym zakresie większe możliwości. Prace można wykonywać prawie w każdych warunkach pogodowych, z wyjątkiem deszczu. Podstawą tej technologii jest lekki ruszt konstrukcyjny mocowany do ściany za pomocą wkrętów. Ruszt ten szczelnie wypełnia się następnie materiałem izolacyjnym, np. sprężystymi płytami z wełny mineralnej.
Stanowi to pierwszą warstwę, na którą nakłada się warstwę drugą z kierunkiem „na krzyż” wobec pierwszej. Po czym wypełnia się ją najlepiej twardymi płytami z wełny. Całość pokrywa się paroprzepuszczalną folią wiatrochłonną, powyżej 1300 g/(m2 * dobę). Bardzo ważne jest następnie zachowanie na całej powierzchni szczeliny wentylacyjnej, umożliwiającej osuszanie wiatroizolacji i ocieplenia. Na końcu montuje się maskującą okładzinę elewacyjną. Zaletą tej konstrukcji jest możliwość jej łatwego demontażu i w razie konieczności wymiany lub naprawy części izolacji.

Ocieplanie dachów i stropodachów Ocieplenie stropu pod nieogrzewanym poddaszem polega na ułożeniu warstwy izolacji na stropie. W przypadku poddasza nieużytkowego ociepleniem mogą być płyty, maty czy filce. W poddaszach użytkowych izolacje wykonuje się z materiałów płytowych i zabezpiecza przed uszkodzeniem warstwą desek lub gładzi cementowej.
Nieco bardziej skomplikowane jest wykonanie izolacji stropodachu wentylowanego. Z powodu trudno dostępnych miejsc korzysta się tu z metody wdmuchiwania specjalnie przygotowanego materiału izolacyjnego, który przylepiając się, tworzy na powierzchni stropu grubą warstwę izolacyjną. Docieplenie stropodachów pełnych należy wykonać poprzez nałożenie dodatkowych warstw materiałów izolacyjnych na istniejącym pokryciu oraz wykonanie na nich nowego pokrycia. Ocieplenie stropów nad nieogrzewanymi piwnicami wykonuje się z reguły poprzez przyklejenie lub podwieszenie płyt izolacyjnych od strony piwnicy i przykrycie ich np. folią lub tynkiem.
Jarosław Czapliński

Podstawowe wielkości charakteryzujące przegrody budowlane:
* l – współczynnik przewodzenia ciepła materiału [W/(m * K)] – charakteryzuje właściwości izolacyjne materiału przegrody. Im niższa wartość l, tym lepsze własności izolacyjne materiału.
* Współczynnik przenikania ciepła U [W/(m2 * K)] – najważniejszy parametr opisujący właściwości termoizolacyjne przegrody. Opisuje, ile ciepła przenika przez 1 m2 przegrody w czasie 1 s przy różnicy temperatur po dwóch stronach przegrody wynosi 1 K. Jego dopuszczalne wartości graniczne określa norma PN – EN ISO 6946:2004.
* Opór cieplny przegrody budowlanej R [(m2 * K)/W]– opisuje zdolność zatrzymywania przepływu ciepła przez przegrodę w zależności od jej izolacyjności i grubości, R = d/l, gdzie d to grubość całej przegrody w [m]. Jest odwrotnie proporcjonalny do współczynnika przenikania ciepła U.
* Mostki cieplne to miejsca w przegrodach budowlanych, w których występują większe straty ciepła i niższe wartości temperatury wewnętrznej powierzchni niż w ich częściach znajdujących się poza zasięgiem oddziaływania mostków.

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf  pdf pdf

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij