Materiały do izolacji termicznych
Wilfried Zapke - Tłumaczył Andrzej Machalski
Są to materiały, których najważniejszym zadaniem jest funkcja izolacji termicznej i cechy
izolacyjności, a na dalszym planie - inne cechy typowe dla materiałów budowlanych.
Wskutek niedostatecznego izolowania budynków następuje niepotrzebnie duże zużycie
energii na ogrzewanie, pociągające odpowiednio dużą emisję dwutlenku węgla CO2 . Przez
ulepszoną ochronę cieplną - także już istniejących budynków - można by zaoszczędzić 30 do
80 % zużytej energii grzewczej. Spowodowałoby to również wyraz
ne zmniejszenie
sprzyjającej efektowi cieplarnianemu emisji CO2 , uwalnianego przez spalanie kopalnych
nośników energii (wegla, ropy, gazu). W Niemczech np. przeznacza się na przygotowanie
energii grzewczej dla budynków ok. 30 % zużywanej energii całkowitej. Aby osiągnąć cel
zmniejszenia ilości CO2 o 25 do 30 % do roku 2005 w stosunku do roku 1987, konieczne jest
znaczne wykorzystanie wszystkiego co umożliwia oszczędzanie energii grzewczej.
Materiały do izolacji termicznych składają się w zasadzie ze szkieletu materiałowego,
otaczającego liczne pory wypełnione powietrzem, lub gazem porotwórczym. Pory albo są -
jak w niektórych spienionych tworzywach - zamknięte, lub też - jak przy włóknistych
materiałach izolacyjnych ze sobą połączone. Stąd wynika podział na:
" materiały o komórkach zamkniętych,
" materiały o komórkach mieszanych,
" materiały o komórkach otwartych.
Materiały do izolacji termicznych są używane w postaci mat, płyt lub jako materiał sypki,
albo jako pianka miejscowa. Są one często przeznaczone do określonych zastosowań, jak
podłoga, ściana, strop i dach. Także właściwości fizyczne, jak gęstość objętościowa,
przewodność cieplna, współczynnik oporu dyfuzji pary wodnej i odporność ogniowa są brane
pod uwagę jako cecha odróżniająca. Dane co do przewodności cieplnej mają tu szczególne
znaczenie. Aby nie mieć do czynienia z wielką liczbą mało różniących się wartości, wartości
przewodności cieplnej połączono w grupy. Grupa 035 przykładowo odpowiada obliczeniowej
przewodności cieplnej 0,035 W/(mYK). Materiały o przewodności cieplnej ponad 0,10
W/(mYK) są ogólnie określane jako materiały budowlane, nie jako termoizolacyjne.
Jako "piankę miejscową" określa się piankę tworzywową, wytworzoną na miejscu jej
zastosowania. Służy ona do izolacji termicznej murów dwuwarstwowych, dachów płaskich,
jak również wypełniania szczelin (pianka montażowa). Rozróżnia się piankę miejscową
mocznikowo-formaldehydową (pianka UF) i poliuretanową (pianka PUR).
Do izolacji cieplnej są stosowane najróżniejsze materiały izolacyjne. Na rynku dominują
płyty z pianki tworzywowej i wyroby z wełny mineralnej. Produkcja tworzyw piankowych
odbywa się zawsze przy udziale środków porotwórczych Pianka sztywna poliuretanowa
(PUR) w formie płyt, pianki miejscowej wypełniającej lub montażowej oraz elementów
warstwowych (sandwiczowych) jest już produkowana bez udziału fluorochlorowych
pochodnych węglowodorów. Wytłaczany polistyren (XPS) o nazwie handlowej Styrodur,
Roofmate, Styrofoam itd. jest jeszcze produkowany przy udziale częściowo halogenowanych
fluorochlorowych pochodnych węglowodorów. Bezchlorowe namiastki środków
porotwórczych są coraz częściej stosowane. Ekspandowany polistyren (EPS) o nazwie
handlowej m.in. Styropor jest spieniany wyłącznie pentanem jako środkiem porotwórczym.
Alternatywy
Ponieważ na tle wzrastającej destrukcji stratosferycznej warstwy ozonowej staje się nagląca
potrzeba rezygnacji z odpowiedzialnych za to fluorochlorowych pochodnych węglowodorów,
w Niemczech wydano zakaz stosowania halonu.
W stsosunku do materiałów termoizolacyjnycn na bazie tworzywa piankowego występują
jako alternatywy:
" włókna mineralne (wełna szklana, wełna mineralna),
" płyty lekkie kilkuwarstwowe z wełną drzewną,
" szkło piankowe (płyty, granulat),
" perlit rozdmuchiwany,
" celuloza,
" perlity,
" korek (granulat, śrut lub płyty),
" włókna kokosowe,
" bawełna,
" wełna owcza,
" len.
Przy materiałach z wełny mineralnej trzeba zwrócić uwagę na sprawy dotyczące
rakotwórczego działania pyłu z włókien, który może ewentualnie uwalniać się z tych
materiałów. Płyty i maty z wełny mineralnej powinny być wbudowywane tylko przez
fachowe firmy. Odradza się wymianę izolacji z wełny mineralnej na taką samą nową. Zamiast
niej powinno się stosować otwarte warstwy izolacyjne, uszczelnione folią tworzywową. Przy
stosowaniu celulozy i włókien kokosowych należy szczególnie pamiętać o impregnacji
przeciwogniowej. Do niektórych produktów jako klejów używa się również żywic
syntetycznych lub bitumów. Dokładniejsze informacje znajdują się w odnośnej literaturze
fachowej. Należy jednak zawsze przestrzegać wskazówek bezpieczeństwa przy układaniu i
zlecać odpowiednie prace firmom fachowym.
Wskazówki praktyczne
W przypadku tworzyw piankowych można stwierdzić, że materiały izolacyjne XPS lub PUR
zawierające fluoropochodne węglowodorów można zastąpić przez prawie równowartościowe
materiały wolne od tych szkodliwych związków. Oprócz wymienionych namiastek środków
porotwórczych należy także uwzględnić wymienione alternatywne wyroby. Jeżeli ze
względów budowlanych jest wymagana izolacja paroszczelna, to zwłaszcza szkło piankowe,
jako praktycznie paroszczelny materiał termoizolacyjny jest dobrą alternatywą.
Przy układaniu mocznikowo-formaldehydowych pianek miejscowych podczas i po procesie
twardnienia uwalnia się formaldehyd. Jego stężenie we wnętrzach zależy od zawartości
wolnego formaldehydu w piance miejscowej, od sposobu i staranności wykonania, od
temperatury i wilgotności. Znaczenie ma także dyfuzjoszczelna od strony wnętrza izolacja
pustek wypełnianych pianką. Według doświadczeń, taka izolacja jest rzadko spotykana przy
pracach w starym budownictwie. Zamiast wspomnianej pianki miejscowej można spróbować
użyć wolnej od fluoropochodnych węglowodorów pianki PUR, albo też powrócić do
wdmuchiwania granulatów izolacyjnych.
Przy stosowaniu izolacji termicznych powinno się zwracać uwagę na właściwości tych
materiałów pod względem ekologicznym. Za użyteczną metodę oceny należy uznać
rozpatrywanie pochodzenia, technologii produkcji, użyteczności i póz
niejszych możliwości
usuwania jako odpadów. Następujące aspekty mogą mieć znaczenie:
" zasoby surowcowe, sposób uzyskiwania surowca,
" wytwarzanie materiału izolacyjnego,
" układanie, wbudowywanie,
" użytkowanie, ognioodporność, starzenie się,
" ponowne wykorzystanie (recykling),
" reintegracja ze środowiskiem, usuwanie jako odpadów.
Literatura
ŻENCZYKOWSKI W.: Budownictwo ogólne tom I. Materiały i wyroby budowlane. Arkady,
Warszawa 1992.
MAHLA K.: Mollig warm - D-mmstoffe im Produktlinienvergleich (Przyjemne ciepło -
porównanie materiałów izolacji termicznych). Soznat Material f. d. Unterr. 36, 1996.
DAHLE T.: Organische D-mmstoffe (Organiczne materiały do izolacji termicznych). (IRB-
Literaturauslese plus). IRB-Verlag 1995.
S-RENSEN CHR.: W-rmed-mmstoffe im Vergleich (Porównanie materiałów do izolacji
termicznych). Umweltinstitut M.nchen 1995.
PN-91/B-02020. Ochrona cieplna budynków. Wymagania i obliczenia.
PN-75/B-23100. Materiały do izolacji cieplnej z włókien nieorganicznych. Wełna mineralna.
PN-89/B-04620. Materiały i wyroby termoizolacyjne. Terminologia i klasyfikacja.
DIN 4108. W-rmeschutz im Hochbau (Ochrona cieplna budynków).
DIN 1101. Holzwolle-Leichtbauplatten und MehrschichtLeichtbauplatten als D-mmstoffe f.r
das Bauwesen; Anforderungen, Pr.fung (Płyty budowlane lekkie z wełny drzewnej i płyty
budowlane lekkie kilkuwarstwowe jako izolacje dla budownictwa; wymagania, badania).
DIN 1102. Holzwolle-Leichtbauplatten und MehrschichtLeichtbauplatten nach DIN 1101 als
D-mmstoffe f.r das Bauwesen; Verarbeitung (Płyty budowlane lekkie z wełny drzewnej i
płyty budowlane lekkie kilkuwarstwowe według DIN 1101 jako izolacje dla budownictwa;
układanie).
DIN 18159 Teil 1. Schaumkunststoffe als Ortsch-ume im Bauwesen; Polyurethan-Ortschaum
f.r die W-rme- und K-lted-mmung; Anwendung, Eigenschaften, Ausf.hrung, Pr.fung
(Spienione tworzywa sztuczne jako pianki miejscowe dla budownictwa; pianka miejscowa
poliuretanowa do izolacji prze ciepłem i zimnem; zastosowanie, właściwości, wykonanie,
badania).
DIN 18159 Teil 2. Schaumkunststoffe als Ortschaum im Bauwesen; Harnstoff-
Formaldehydharz-Ortschaum f.r die W-rmed-mmung; Anwendung, Eigenschaften,
Ausf.hrung, Pr.fung (Spienione tworzywa sztuczne jako pianki miejscowe dla budownictwa;
pianka miejscowa mocznikowo-formaldehydowa do izolacji termicznej; zastosowanie,
właściwości, wykonanie, badania).
DIN 18161 Teil 1. Korkerzeugnisse als D-mmstoffe f.r das Bauwesen; D-mmstoffe f.r die W-
rmed-mmung (Wyroby korkowe jako materiały izolacyjne dla budownictwa; materiały do
izolacji termicznej).
DIN 18164 Teil 1. Schaumkunststoffe als D-mmstoffe f.r das Bauwesen; D-mmstoffe f.r die
W-rmed-mmung (Spienione tworzywa sztuczne jako materiały izolacyjne dla budownictwa;
materiały do izolacji termicznej).
DIN 18165 Teil 1. Faserd-mmstoffe f.r das Bauwesen; D-mmstoffe f.r W-rmed-mmung
(Włókniste materiały izolacyjne dla budownictwa; materiały do izolacji termicznej).
DIN 18174. Schaumglas als D-mmstoff f.r das Bauwesen; D-mmstoffe f.r W-rmed-mmung
(Szkło piankowe jako materiał izolacyjny dla budownictwa; materiały do izolacji termicznej).