Superciepłe izolacje

Zuzanna Podwysocka
Zuzanna Podwysocka

Projektanci i wykonawcy coraz odważniej sięgają po superciepłe izolacje, a producenci oferują je w coraz szerszym asortymencie.

Zastosowanie grubej warstwy izolacji o standardowym współczynniku przewodzenia ciepła λ, czyli 0,034-0,040 W/(m.K), jest czasami niewskazane albo nawet niemożliwe. Należy wtedy sięgnąć po materiały, które da się ułożyć w cieńszej warstwie. Najczęściej spotykamy się z taką sytuacją podczas remontów, przebudów lub realizując nietypowe rozwiązania projektowe. Zdarza się też niestety tak, że trzeba korygować błędy wykonawcze bądź architektoniczne i użycie materiału o bardzo dobrej izolacyjności jest jedynym wyjściem pozwalającym na wykonanie prawidłowego ocieplenia.

Niektórzy rekomendują stosowanie bardzo ciepłych materiałów do izolowania nowo budowanych obiektów, ponieważ dzięki cieńszej warstwie uzyskuje się węższe przegrody i większą powierzchnię lub kubaturę. Nowoczesne superciepłe materiały łączy się też z tradycyjnymi izolatorami. Ich właściwości uzupełniają się wtedy, a cała przegroda jest węższa. Na rynku jest coraz bogatsza oferta izolacji o bardzo dobrych parametrach termicznych. Przyjrzyjmy się im.

Skąd wiemy, jak ciepła jest izolacja

Współczynnik λ materiału jednorodnego jest wartością charakteryzującą dany materiał bez względu na grubość jego warstwy. Jeśli znana jest grubość warstwy, izolacyjność materiału określa opór cieplny R wyrażony w (m2K)/W. Jest on wprost proporcjonalny do grubości materiału. Jeżeli warstwa jest grubsza, to opór jest większy, czyli lepsza jest izolacyjność ocieplenia. Jest natomiast odwrotnie proporcjonalny do współczynnika λ – przewodzenia ciepła materiału wyrażonego w W/(m.K). Im λ jest mniejsza, tym opór jest większy (jeśli porównywane materiały są jednakowej grubości). Jeżeli wyrób budowlany jest niejednorodny, to znaczy składa się z wielu warstw zrobionych z różnych materiałów (na przykład w izolacjach warstwowych), to całkowity opór cieplny będzie sumą oporów cieplnych poszczególnych warstw, z których każda może mieć nieco inny współczynnik λ. W przypadku takich materiałów izolacyjność określa całkowity opór cieplny R.

Superciepłe izolacje

Refleksyjne maty izolacyjne składają się z wielu warstw. Ich działanie polega głównie na odbijaniu promieniowania cieplnego

fot. ALUTHERM

Panele próżniowe – rekordowo ciepłe

To materiał, który ma najlepszy na rynku współczynnik przewodzenia ciepła, prawie dwukrotnie korzystniejszy niż na przykład następny pod względem izolacyjności termicznej aerożel. Próżnia nie przewodzi ciepła i jest najlepszym znanym izolatorem. λ paneli próżniowych o grubości 2-3 cm wynosi 0,007 W/(m.K). Zastępują one 5 cm aerożelu oraz 15 cm standardowej izolacji o λ powyżej 0,04 W/(m.K). Działają podobnie jak termos.

Początkowo stosowano je do izolowania urządzeń chłodniczych. Od kilku lat są też wykorzystywane w budownictwie. Używa się ich najczęściej do izolowania fasad i posadzek. Choć są znane od wielu lat, technologia ich produkcji jest nadal udoskonalana. Dość trudne i ryzykowne jest też ich układanie. Nawet niewielka dziurka powoduje, że tracą one swą izolacyjność. W Polsce dopiero przebijają się na rynek.

Cechy izolacji

W wielu zastosowaniach oprócz dobrego współczynnika lambda liczą się też inne parametry oraz właściwości fizykochemiczne izolacji. Materiał użyty na tarasie, dachu płaskim lub w strefie cokołu musi być wytrzymały na ściskanie oraz odporny na wilgoć. Jeśli układamy go na ścianie, która będzie pokryta tynkiem, musi być wystarczająco wytrzymały na rozciąganie, powinien być też na tyle gładki i równy, aby dało się na nim ułożyć tynk. Od tego znajdującego się w dachach i na poddaszach często oczekujemy, że będzie dobrze tłumił dźwięki, a także będzie stabilny wymiarowo. Jeżeli sąsiaduje z drewnianymi elementami więźby, zazwyczaj chcemy, żeby miał jak najkorzystniejszą klasę palności. Bardzo ciepłe materiały izolacyjne nie zawsze mają odpowiadające nam cechy, dlatego często łączy się je z materiałami standardowymi. Na przykład na poddaszach układa się je z niepalną wełną mineralną, która jednocześnie dobrze izoluje akustycznie. Na ścianach cienkie i ciepłe izolacje umieszcza się pod styropianem, który daje się łatwo szlifować i wyrównywać.

Płyty z twardej pianki PIR to bardzo ciepły materiał o wszechstronnym zastosowaniu. Często wykorzystuje się je do izolowania dachów, zarówno skośnych, jak i płaskich

fot. THERMANO

Zaizolowanie zewnętrznych ścian płytami rezolowymi pozwoli na „zaoszczędzenie” do 8 cm grubości warstwy izolacyjnej

fot. KINGSPAN

Maty z aerożelu to najlepszy izolator spośród materiałów ogólnodostępnych. Warstwa grubości 5 cm zastępuje nawet 15 cm tradycyjnej izolacji

fot. AEROGELS

Aerożele – do naprawiania błędów

Maty z aerożelu to materiał superciepły i już dość popularny, pomimo że od niedawna jest w powszechnej ofercie. Prawie 100% struktury tego materiału zajmują mikroskopijne pory (nanopory) powietrza zamknięte w krzemionkowym szkielecie.

λ tego produktu wynosi 0,014 W/(m.K). Oznacza to, że 5 cm aerożelu ma taki sam opór cieplny jak 10-11 cm materiału o λ = 0,03 W/(m.K) (na przykład najlepszego styropianu grafitowego) oraz 15-16 cm materiału o λ = 0,045 W/(m.K) (na przykład niektórych wyrobów z wełny drzewnej).

Ma gęstość wynoszącą 160 kg/m3. Jest dobrym izolatorem akustycznym. Jest też odporny na działanie wody i wilgoci. Najczęściej sięga się po aerożele, gdy okazuje się, że trzeba naprawić błąd, który skutkuje tym, że w danej przestrzeni nie ma miejsca na grubą warstwę izolacji. Na przykład wybetonowano zbyt grubą płytę tarasową, „zimniejsze” nadproże lub, w skrajnym przypadku, w ogóle nie zaplanowano izolacji. Matami można też docieplać newralgiczne miejsca typu nadproża, wieńce, płyty balkonowe albo styk okna dachowego z więźbą.

Zastosowanie aerożelu jest dość wszechstronne, ponieważ nie jest nasiąkliwy i może być narażony na wilgoć. Używa się go na przykład do likwidowania mostków termicznych między fundamentem a ścianą budynku. Ma ciekawe właściwości – jest jednocześnie hydrofobowy oraz paroprzepuszczalny. Ma też wysoką odporność na ogień. Zakwalifikowano go do klasy C. Ekspozycja aerożelu na promienie UV jest niewskazana. Jeśli stosuje się go na elewacji, powinien zostać szybko przykryty.

Osłania się go tak jak inne izolacje, na przykład tynkiem na siatce lub okładziną elewacyjną. Jest dość wytrzymały na nacisk. Jeżeli na tarasie ułożymy nawet kilka warstw mat aerożelowych, nie ugną się w stopniu powodującym zniszczenie posadzki. Aerożel jest sprzedawany w matach o szerokości 1,45 m i grubości 5 lub 10 mm. Są one elastyczne, przypominają nieco filc i można nimi otulać powierzchnie krzywoliniowe, półkule itp. Maty przycina się zwykłymi nożyczkami. Aerożel przykleja się do powierzchni betonu albo nawet stali klejem poliuretanowym albo klejem do wełny mineralnej. Producent rekomenduje używanie tego pierwszego.

Superciepłe izolacje

Pianki PUR mogą mieć różny współczynnik przewodzenia ciepła. Najkorzystniejszy mają pianki zamkniętokomórkowe

fot. TECH-SPRAY

Matami z aerożelu dociepla się wrażliwe miejsca, na przykład nadproża z kasetami rolet, a także koryguje błędy wykonawcze

fot. AEROGELS

Płyty rezolowe – do ocieplania elewacji

To twarde płyty o strukturze zamkniętokomórkowej. Taką budowę ma ponad 90% ich komórek, co sprawia, że są praktycznie nieprzepuszczalne dla pary wodnej. Mają bardzo niski współczynnik λ wynoszący 0,020-0,024 W/(m.K), w zależności od grubości płyty. Są bardzo przydatne do ocieplania ścian w systemie ETICS w miejscach, gdzie liczy się każdy centymetr, czyli w centrach miast oraz podczas termorenowacji obiektów zabytkowych. Ważą zaledwie mniej więcej 35 kg/m3, więc nie obciążają zbytnio konstrukcji. Mogą mieć różne okładziny. Płyty przeznaczone do ocieplania ścian dwuwarstwowych są okryte z obu stron welonem szklanym. Okładzina ta zwiększa przyczepność kleju oraz tynku cienkowarstwowego.

Ponieważ płyty są bardzo ciepłe, nawet ich warstwa o niewielkiej grubości (5-8 cm) umieszczona w miejscu skutej grubej warstwy starego tynku poprawia właściwości termiczne przegrody. Nie niszczy przy tym proporcji elewacji. Cienkie ocieplenie w minimalnym stopniu wpływa też na usytuowanie okien w murze. Nie trzeba zmieniać ich położenia ani zmniejszać powierzchni przeszklenia.

Płyty rezolowe stosuje się też do obrabiania ościeży okiennych. Nie szlifuje się ich. W ofercie są też takie, które poleca się do ocieplania od strony wnętrza budynku. Są one zespolone z płytami g-k.

W środku (między płytami) mają warstwę aluminiowej folii paroizolacyjnej, która blokuje przenikanie pary wodnej. Układa się je na ruszcie nabitym na wewnętrzny mur, pozostawiając między murem a ociepleniem szczelinę. Płyty rezolowe sprawdzą się też w innych miejscach. Ich duża odporność na ściskanie umożliwia izolowanie nimi posadzek, także tych z ogrzewaniem podłogowym, tarasów oraz balkonów. W tych miejscach często brak jest miejsca na grube izolacje. Cieńsze ocieplenie balkonów poprawia też wygląd elewacji.

Płyty rezolowe przeznaczone do fasad wentylowanych są pokryte okładziną z mikroperforacją z dodatkiem aluminium. W Polsce wykorzystuje się je nieco rzadziej, głównie z powodu mniejszej popularności ścian tego typu. Jeszcze inny typ płyt rezolowych stosuje się do izolowania poddasza od strony wnętrza domu. Płyty rezolowe mają klasę odporności ogniowej B.

Ościeża okien dachowych to miejsca, w których często dochodzi do strat ciepła. Bardzo pomocna okazuje się tu cienka warstwa aerożelu

fot. AEROGELS

Aerożele stosuje się też do izolowania fundamentów. Są hydrofobowe i odporne na działanie wilgoci. Można nimi oddzielać części fundamentów wymagające ocieplenia i nieizolowane, dzięki czemu nie powstają mostki cieplne

fot. AEROGELS

Płyty PIR – do izolacji nakrokwiowej

Twarde płyty z pianki poliizocyjanurowej również mają strukturę zamkniętokomórkową. Ich współczynnik λ wynosi 0,022-0,023 W/(m.K). Aby zachowały niezmienne parametry izolacyjne, powinny być chronione przed wpływem powietrza oraz promieni UV. Dlatego oferuje się je w różnych okładzinach, również gazoszczelnych. Może to być papier Kraft, powłoka bitumiczna, aluminium lub włókno szklane. Są również sprzedawane jako kompozyty, czyli zespolone z płytami gipsowo-kartonowymi oraz paroizolacją. Płyty PIR mają wszechstronne zastosowanie. Jednak ponieważ są sztywne i nienasiąkliwe, świetnie sprawdzają się zwłaszcza jako izolacja nakrokwiowa dachu lub jako uzupełnienie istniejącej izolacji międzykrokwiowej z wełny mineralnej układane na krokwiach. Można nimi docieplić od góry poddasze, nie ingerując we wnętrze. Stosuje się do tego płyty pokryte obustronnie grubą folią aluminiową.

Płyty są wykończone frezem typu pióro-wpust, co uszczelnia przegrodę. Niektóre z nich mogą być fabrycznie pokryte folią dachową z zakładami samoprzylepnymi. Dodatkowo poprawia to ich szczelność. Dzięki temu, że do uzyskania odpowiedniego U przegrody (spełniającego wymagania zapisane w warunkach technicznych) nie jest konieczne ułożenie grubej warstwy materiału, do zrobienia izolacji nakrokwiowej dachu wystarczy płyta grubości kilkunastu centymetrów. Cienka warstwa ocieplenia ułatwia zamocowanie go do więźby. Niska gęstość materiału – około 30 kg/m3 – sprawia, że płyty nie obciążają konstrukcji, a bardzo dobra wytrzymałość na ściskanie umożliwia chodzenie po nich. Stosuje się je więc również do izolowania podłóg, tarasów i dachów płaskich. Sprawdzają się tam elementy z frezem lub bez niego. Płyty do układania na dachach płaskich mogą być pokryte bitumizowanym włóknem szklanym.

Elementy, które wykorzystuje się jako izolację termiczną podłogi z ogrzewaniem podłogowym, są oferowane w laminacie z papieru Kraft i okładzinie z folii termoizolacyjnej. Dzięki nim ciepło odbija się od podłoża. Podczas produkcji płyt PIR do pianki są dosypywane dodatki powodujące ich niepalność. W przypadku pożaru tylko ich wierzchnia warstwa zwęgla się. Elementy z pianki PIR mają klasę palności od B do F. Wiele zależy od przeznaczenia wyrobu i rodzaju okładziny, w której jest umieszczona płyta.

Płyty rezolowe wykorzystuje się często podczas remontów i przebudowywania budynków zabytkowych lub takich, w których liczy się każdy centymetr przestrzeni

fot. KINGSPAN

Bardzo dobrze izolujące płyty rezolowe ułożone na starym murze w miejscu skutego tynku grubowarstwowego nie zajmą zbyt wiele miejsca, a skutecznie ocieplą budynek

fot. KINGSPAN

Piana poliuretanowa PUR – do izolowania fundamentów

Izolacyjna piana PUR powstaje na skutek reakcji chemicznej, jaka zachodzi po połączeniu komponentów zawierających składniki podstawowe (izocyjanian i poliol), środki spieniające oraz uniepalniacze. Szybki postęp technologiczny pozwala na wytwarzanie pian coraz mniej szkodzących środowisku. Producenci szczycą się tym, że ich najnowsze wyroby nie zawierają składników niszczących warstwę ozonową. Piany aplikuje się z podajnika, natryskując je na izolowane powierzchnie. Materiał rozpręża się i dokładnie wypełnia izolowaną przestrzeń.

Producenci mają zazwyczaj w ofercie dwa rodzaje piany poliuretanowej – zamkniętokomórkową oraz otwartokomórkową. Oba typy są dobrymi izolatorami, jednak lepsze właściwości izolacyjne mają piany zamkniętokomórkowe. Ich współczynnik λ wynosi 0,020-0,022 W/(m.K). Ponad 90% komórek tych pian jest zamkniętych. Dzięki temu są sztywniejsze, cięższe i bardziej wytrzymałe od otwartokomórkowych. Ważą kilkadziesiąt kilogramów na metr sześcienny, podczas gdy otwartokomórkowe tylko kilkanaście. Dzięki swojej masie oraz twardości świetnie nadają się do izolowania posadzek, fundamentów oraz płyt fundamentowych. Nanosi się je bezpośrednio na beton.

Po wyschnięciu układa się kolejne warstwy podłogi, zwykle beton lub samopoziomującą wylewkę anhydrytową.

Dociepla się nimi też stare ściany fundamentowe, bo dzięki swoim właściwościom dobrze wypełniają wszystkie szczeliny muru. Piana zamkniętokomórkowa jest w przeciwieństwie do otwartokomórkowej prawie nieprzepuszczalna dla pary wodnej oraz odporna na wilgoć. Nie nasiąka wodą, więc jest bardzo dobrą ochroną przed wilgocią gruntową. Jest, niestety, niezbyt odporna na promienie UV (trzeba ją chronić przed słońcem). W Polsce najpopularniejszym miejscem zastosowania izolacji z pian PUR jest poddasze, jednak w przypadku ciepłych pian zamkniętokomórkowych izolacja w tym miejscu najlepiej sprawdzi się w połączeniu z wentylacją mechaniczną utrzymującą wilgotność powietrza na stałym poziomie.

Piany charakteryzują się bardzo dobrą przyczepnością do powierzchni – mogą być natryskiwane nawet na elementy metalowe i blachę (po jej odpowiednim odtłuszczeniu i przygotowaniu). Aby osiągnęły podawane przez producenta parametry i nie traciły ich z upływem czasu, powinny być nanoszone ściśle według instrukcji. Ważne jest ustawienie odpowiedniego ciśnienia, grubość warstwy oraz temperatura, w której wykonuje się izolację. Piany PUR mają klasę palności E lub F.

Ciepłe i lekkie płyty PIR sprawdzają się jako nakrokwiowa izolacja dachu. Mocuje się je do konstrukcji za pomocą długich, specjalnie do tego przystosowanych łączników

fot. THERMANO

Duża odporność płyt PIR na ściskanie powoduje, że materiał ten nadaje się też do izolowania podłóg. Dzięki dobrej izolacyjności warstwy podłogowe mogą być cienkie, co jest atutem podczas remontów

fot. RECTICEL

Refleksyjne maty izolacyjne – do docieplania poddasza

Są to niejednorodne materiały zbudowane z kilku lub nawet kilkunastu warstw otoczonych metalizowanymi okładzinami mającymi właściwości refleksyjne.

Warstwy środkowe to najczęściej pianki polietylenowe oraz folie polietylenowe (mające strukturę podobną do folii bąbelkowej z zamkniętymi przestrzeniami powietrza). Izolacyjność mat refleksyjnych wynika z wyjątkowo wysokiego oporu cieplnego.

W badaniach prowadzonych dla producentów przez niezależne jednostki badawcze stwierdzono, że w przypadku warstwy grubości 1 cm opór cieplny jednej z najlepszych mat izolacyjnych wynosi 5,7 (m2K)/W i jest porównywalny z oporem cieplnym wełny mineralnej o grubości 20 cm i λ = 0,04 W/(m.K).

Maty zatrzymują ciepło, które ucieka z pomieszczenia (lub usiłuje do niego przeniknąć), w dużej mierze dzięki odbiciu promieniowania cieplnego. Zapewnia to warstwa folii z polerowanego czystego aluminium lub z dodatkiem aluminium. Najlepsze właściwości refleksyjne, pozwalające uzyskać do 98% odbicia, mają folie z czystego aluminium. Maty refleksyjne są najskuteczniejsze, jeśli bezpośrednio przed izolacją znajduje się szczelina powietrzna. Poprawia ona właściwości refleksyjne materiału, a w niektórych zastosowaniach zapobiega kondensacji pary wodnej na jego powierzchni.

Refleksyjne maty izolacyjne to materiał szczelny, nieprzepuszczający wilgoci. Nie dochodzi w nim też do kondensacji pary wodnej, ponieważ suche powietrze jest zamknięte w bąbelkach polietylenu. Aluminiowa (lub z napylonym aluminium) folia tworząca miękką okładzinę może być zgrzana termicznie z warstwami z polietylenu, sklejona bądź połączona z nimi mechanicznie. W foliach zgrzanych termicznie wewnętrzna warstwa jest najlepiej zabezpieczona przed rozszczelnieniem, więc nawet po długim czasie nie wniknie do niej wilgoć. Najczęściej matami refleksyjnymi dociepla się dach skośny z izolacją między krokwiami. Nie obciąża to więźby, ponieważ 1 m2 materiału o grubości 1 cm waży tylko 0,8 kg. Układanie mat refleksyjnych poleca się między innymi w miejsce paroizolacji. Tym sposobem zapewnia się szczelność powietrzną oraz izolacyjność termiczną porównywalną z dołożeniem 8 cm styropianu.

Aby izolacja działała prawidłowo, między matą refleksyjną a okładziną skosów z płyt g-k oraz wełną mineralną należy zachować dwie szczeliny wentylacyjne o szerokości minimum 2 cm. Poddasze docieplone folią refleksyjną jest też chronione w lecie przed przegrzewaniem się. Podczas dużych upałów ciepło z energii słonecznej, które gromadzi się w warstwie tradycyjnej izolacji (najczęściej z wełny mineralnej), dzięki właściwościom refleksyjnym folii znajdującej się pod wełną w niewielkim stopniu przenika do wnętrza.

Maty refleksyjne stosuje się też często do docieplania, na przykład glifów okiennych – cienką warstwę maty układa się wówczas pod warstewką styropianu tworzącego węgarek. Używa się ich do izolowania posadzek pod ogrzewaniem podłogowym (wykorzystuje się wtedy właściwości refleksyjne maty) oraz do korygowania błędów wykonawczych. Dobrze nadają się do ocieplania skrzynek na rolety, bo są miękkie i można je dowolnie docinać.

Można też docieplać nimi ściany trójwarstwowe, pamiętając o zachowaniu niezbędnej szczeliny powietrznej. W budynkach wielorodzinnych mat używa się do docieplania szachtów wentylacyjnych graniczących ze ścianami mieszkań lub docieplania stropów garaży podziemnych. Izolacyjne maty refleksyjne mają klasę palności B lub C (w zależności od producenta). Są sprzedawane w rolkach.

Piany zamkniętokomórkowe są odporne na wilgoć i wodę. Nadają się do izolowania fundamentów

fot. TECH-SPRAY

W Polsce refleksyjne maty izolacyjne wykorzystuje się głównie do docieplania poddaszy. W wielu krajach ich zastosowanie jest bardziej wszechstronne

fot. ALUTHERM
Wydanie: Murator 4/2017 Tekst Zuzanna Podwysocka
warto przeczytać
tematy z okładki
Co nowego w oknach drewnianych
Producenci okien stale udoskonalają swoje wyroby, aby sprostały zarówno wymaganiom technicznym - termoizolacyjności, bezpieczeństwu - jak i obowiązującym trendom. Współczesne...
OKNA