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 wyraźne 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 późniejszych 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).