Dlaczego szary styropian jest lepszy od białego?

Czego dowiesz się z artykułu?

• Dlaczego szary styropian jest cieplejszy od białego?
• Dlaczego musimy zwracać uwagę na cenę podczas wyboru styropianu do ocieplenia?
• Na co uważać podczas układania szarego styropianu?
• Jak zapobiec uszkodzeniu ocieplenia z szarego styropianu?
• Jakie wyróżniamy grupy jakościowe szarego styropianu?

Styropian to najpopularniejszy w naszym kraju materiał termoizolacyjny, znany i sprawdzony od lat. Ale wymagania odnośnie izolacji budynków wciąż rosną. Dlatego producenci szukają sposobów na poprawienie jego parametrów, przede wszystkim obniżenie współczynnika przewodzenia ciepła lambda (λ). Bo niższa lambda to mniejsze straty ciepła przy tej samej grubości ocieplenia, albo możliwość zastosowania jej cieńszej warstwy, żeby osiągnąć ten sam efekt.

Już od 2021 r. czeka nas kolejne zaostrzenie przepisów. Za kilka miesięcy maksymalna wartość współczynnika U ścian nie będzie mogła przekraczać 0,20 W/(m2·K). Co w przypadku typowego białego styropianu o lambdzie 0,040 oznacza w praktyce konieczność zastosowania warstwy nawet 20 cm (szczególnie, jeżeli uwzględnimy mostki cieplne). A jeżeli myślimy o wyższym standardzie domu, potrzeba będzie jeszcze więcej (np. 30 cm). Jednak bardzo grubą warstwę trudniej jest solidnie umocować na elewacji, zdarzają się też problemy z jej stabilnością, a przecież zwykle stanowi podłoże tynku cienkowarstwowego (w najpopularniejszych w Polsce ścianach dwuwarstwowych).

Jeszcze jeden ważny praktyczny aspekt dotyczy niewielkich okien. Nie wyglądają najlepiej schowane we wnękach utworzonych przez bardzo grubą izolację. Ponadto wpuszczają do wnętrza mniej światła. Czasem nazywa się to efektem okienka strzelniczego.

Odpowiedzią na te problemy stał się właśnie szary styropian.

Nie zawsze cieńsza warstwa styropianu o niskiej lambdzie jest pożądanym rozwiązaniem. Czasem jej duża grubość pozwala ukryć kanały i rury w izolacji. (fot. A. Papliński)

Szary styropian, czyli cieplejszy

Dlaczego szary styropian izoluje lepiej niż biały? Jego skład powoduje, że mniej ciepła ucieka w postaci promieniowania, co przekłada się na obniżenie współczynnika lambda. Najczęściej stosowanym dodatkiem jest grafit, chociaż używa się też innych substancji. Warto jednak pamiętać, że nie każdy szary styropian będzie miał identyczną izolacyjność!

Tak samo jak i białe nie są przecież identyczne. W pewnym stopniu izolacyjność poprawia np. zwiększenie gęstości materiału. Charakterystyczne jest chociażby to, że styropian typu dach/podłoga ma zwykle nieco niższą lambdę niż fasadowy - właśnie z racji większej gęstości. Przykładowo, dobry biały produkt typu dach/podłoga może mieć gęstość aż 18 kg/m3, czyli nawet o 6 kg/m3 więcej niż przyzwoity styropian fasadowy. Zwiększenie gęstości daje jednak λ zaledwie 0,036 W/(m·K). Oczywiście, porównujmy pod tym względem wyroby tego samego rodzaju, a nie białe z szarymi.

Warto mieć na uwadze, że styropiany o większej gęstości mają zwykle także lepsze parametry wytrzymałościowe - odporność na ściskanie i na rozciąganie (rozerwanie) oraz większą spoistość (mniej się kruszą). Nic dziwnego, że część producentów eksponuje więc gęstość, podając np. wagę paczki, chociaż nie wymaga tego żadna obowiązująca norma. Ale jest o jeden z niewielu parametrów, które łatwo można sprawdzić amatorskimi metodami. A większa gęstość przekłada się na wyższą jakość.

To trochę tak jak słynna "zawartość cukru w cukrze" - mniejsza gęstość to ostatecznie mniej kosztownego surowca zużytego na wytworzenie takiej samej ilości metrów sześciennych styropianu, a klient płaci przecież za 1 m3 (objętość). Na tym więc najłatwiej oszczędzić. Z drugiej strony, wyraźnie widać, że produkty klasy premium mają nie tylko lepszą izolacyjność, ale też parametry wytrzymałościowe i gęstość właśnie.

Wybór styropianu: ile znaczy cena?

Szary styropian jest lepszym izolatorem, ale jak to zwykle w życiu bywa, ma też wady. I nie chodzi tylko o wyższą cenę, bo ta akurat w ostatnich latach wyraźnie spadła. Nadal szary jest droższy, ale różnica się wyraźnie zmniejszyła względem stanu sprzed dekady, kiedy to "grafit" był nowością.

Tym bardziej, że właściwie nie powinniśmy się ograniczać do porównania kosztu 1 m3. Ostatecznie interesuje nas przecież efekt w postaci odpowiednio niskiego współczynnika U (przenikania ciepła) danej przegrody, a nie sama grubość izolacji. Dlatego porównując oferty na różne produkty, musimy uwzględniać izolacyjność materiału. Tylko z pozoru różnica współczynnika λ na poziomie 0,01 W/(m·K) jest niewielkim ułamkiem. Zmiana z typowego 0,040 na 0,031 W/(m·K) odpowiada praktycznie 1/4 grubości materiału.

Oczywiście, są i takie sytuacje, kiedy podwyższona izolacyjność nie jest do niczego potrzebna i nie warto za nią dopłacać. Jeżeli np. będziemy mieć do ocieplenia podłogę na gruncie, ale obrysu fundamentu jeszcze nie wypełniono zagęszczonym piaskiem i nie wylano "chudziaka", to nic nie stoi na przeszkodzie, żeby przewidzieć 20 cm tańszego, białego styropianu zamiast 15 cm grafitowego. Po prostu zrobimy podbudowę cieńszą o parę centymetrów. Tak samo, gdy izolujemy płaski dach. Sytuacja jest inna, gdy grubość izolacji musi być ograniczona.

Wracając do poprzedniego przykładu - dom w stanie surowym już stoi, albo wykonujemy nową podłogę w ograniczonej przestrzeni. Tak samo, jeżeli zechcemy docieplić istniejącą płytę balkonową, wtedy grubość materiału ma znaczenie. Po prostu musimy się zastanowić, czy w konkretnej sytuacji potrzebujemy akurat produktu o jak najlepszej izolacyjności, czy może wystarczy, aby miał on dostatecznie dobre inne parametry - choćby wytrzymałość lub odporność na zawilgocenie. Jeżeli grubość nas nie ogranicza, dopłacanie do szarego styropianu nie ma uzasadnienia.

Porównując ceny styropianu, powinniśmy uwzględniać nie tylko koszt 1 m3, ale także uzyskiwaną izolacyjność warstwy o danej grubości.

Układanie szarego styropianu: uwaga na słońce!

Szary styropian ma jeszcze jedną cechę, o której musimy pamiętać, układając go na elewacji oraz w innych miejscach wyeksponowanych na słońce. Znacznie bardziej i o wiele szybciej od białego nagrzewa się pod wpływem słońca. Wynika to wprost z faktu, że jest szary lub prawie czarny. O ile białe płyty w większości odbijają padające promienie słoneczne, to szare je pochłaniają. A pochłonięta energia słoneczna zamienia się w ciepło. To powszechne zjawisko fizyczne. Chyba każdy zauważył, że przedmioty o ciemnej barwie nagrzewają się na słońcu dużo bardziej niż jasne, nawet jeżeli są z tego samego materiału. Wystarczy porównać biały i czarny samochód stojące na nasłonecznionym parkingu, albo jasne i ciemne ramy okien, albo płytki tarasowe.

W przypadku styropianu, problem pogłębiają inne cechy tego materiału. Jest bardzo lekki, a niewielka masa oznacza, że jego temperaturę wyraźnie podnosi już niewielka porcja energii. Dlatego promieniowanie słoneczne nie musi być wcale bardzo intensywne, ani długotrwałe. Ponadto styropian bardzo słabo przewodzi ciepło, przez co jego wierzchnia warstwa nagrzewa się znacznie szybciej i bardziej, niż strefa w głębi.

Podstawową metodą zabezpieczenia szarego styropianu przed przegrzaniem jest zacienienie elewacji. Jednak wykonawcy nie lubią rozpinać siatek na rusztowaniach. (fot. Austrotherm)

No dobrze, ale co właściwie wynika z tego, że nieosłonięty szary styropian mocno nagrzewa się pod wpływem słońca? Najbardziej widowiskowym skutkiem są wytopienia materiału. Zdarzają się, bo temperatura powierzchni nasłonecznionych płyt potrafi przekroczyć 100°C. Jednak to nie jest najpoważniejszy problem, bo występuje niezbyt często, ponadto takich ewidentnych uszkodzeń nie sposób zignorować.

Znacznie bardziej niebezpieczne są deformacje płyt i ich odrywanie się od podłoża. Dochodzi do tego, gdy rozgrzane słońcem płyty rozszerzają się - jedna napiera na drugą i pojawiają się naprężenia wewnętrzne, bo wierzchnia warstwa ma nawet o kilkadziesiąt stopni wyższą temperaturę, niż część stykająca się z murem. Na domiar złego, temperatura płyt może zmieniać się bardzo szybko, wystarczy choćby przesłonięcie słońca przez chmury. A wtedy z kolei następuje skurcz i deformują się one jeszcze bardziej. Powstają wówczas szczeliny na styku płyt, a one same częściowo lub w całości odrywają się od podłoża. Typowe zjawisko to odpadnięcie elementów układanych na nasłonecznionej elewacji po pierwszej nocy.

Za dnia bowiem silnie się one nagrzewają w takim miejscu, przez co się rozszerzają. Potem nocą ich temperatura mocno spada (nawet od blisko 100 do ok. 20°C), przez co się kurczą. A takich ruchów nie jest w stanie wytrzymać żaden świeżo nałożony klej na bazie cementu. Bowiem nawet najlepszy produkt tego rodzaju osiąga deklarowana wytrzymałość dopiero po związaniu. Zaś kilka godzin po nałożeniu spoina jest najbardziej podatna na zniszczenie - klej traci już pierwotną plastyczność, a bardzo daleko mu jeszcze do końcowej wytrzymałości.

Problem pogłębia jeszcze fakt, że powierzchnia szarego styropianu daje dla kleju gorszą przyczepność niż białe płyty. A powstające naprężenia są wielokrotnie większe. I tu znów mamy swoisty paradoks. Już lepiej, jeżeli płyty odpadną lub odspoją się tak mocno, że nie da się tego zamaskować - zapiankować szczelin i przeszlifować powierzchni. Ocieplenie z częściowo odspojonych płyt, które wykonawca jakoś "naprawi", zamiast je zerwać i ułożyć na nowo, to tykająca bomba z opóźnionym zapłonem. Za parę lat i tak odspoją się one jeszcze bardziej i ocieplenie trzeba będzie wykonać na nowo. Tyle że już w całości na koszt właściciela domu i w trudniejszych warunkach, bo przecież otoczenie budynku będzie już zagospodarowane.

Większy rozmiar płyt oznacza mniej połączeń i mostków cieplnych. To kolejny sposób na poprawę jakości ocieplenia. (fot. Swisspor)

Jak zapobiec uszkodzeniu ocieplenia z szarego styropianu?

Jak zapobiec uszkodzeniu ocieplenia z szarego styropianu wskutek jego przegrzaniu przez słońce? Polecane niekiedy zastąpienie kleju cementowego poliuretanowym w postaci pianki jest tylko półśrodkiem. Faktycznie, taki klej wiąże szybko, a spoina ma dużą wytrzymałość i elastyczność. Tak więc, nawet poddane bezpośredniemu działaniu słońca, płyty szarego styropianu utrzymają się na elewacji. Jednak to nie znaczy, że nie powstaną pomiędzy nimi szczeliny. Przegrzane i ochładzające się następnie elementy i tak przecież "pracują". Ponadto właściwie nie sposób powiedzieć, czy spoiny z piankowego kleju zachowają wymaganą wytrzymałość. Fakt, że płyty nie odpadły nie znaczy jeszcze, że mocowanie nie zostało naruszone.

Dlatego producenci szarego styropianu bezwzględnie wymagają, żeby podczas ocieplania nasłonecznionych ścian zapewnić skuteczne zacienienie, np. siatkami rozpiętymi na rusztowaniach. Słusznie, ale z respektowaniem tego jest kłopot. Siatek zacieniających prawie nie spotyka się na małych budowach. Wykonawcy ich nie lubią. A jeżeli siatka nawet jest, to szczelność jej ułożenia bywa bardzo daleka od doskonałości, albo osłona bywa podwijana, bo pomiędzy murem i siatką robi się gorąco. To wszystko powoduje, że zacienienie - środek bardzo skuteczny pod warunkiem konsekwentnego zastosowania, w rzeczywistości okazuje się raczej wątpliwy.

Dlatego producenci szukali innego sposobu na ograniczenie przegrzewania się szarego styropianu. I znaleźli rozwiązanie. Niektóre rodzaje szarego styropianu mają po prostu białą warstwę zewnętrzną. Najlepszy efekt daje zespolenie grubej szarej warstwy z cienką białą. Zespolenie musi być, oczywiście, bardzo mocne, tak aby płyta się nie rozwarstwiła. Ponadto trzeba opracować taką metodę ich łączenia, żeby możliwa była produkcja na dużą skalę i w umiarkowanej cenie. Grubość tej warstwy powinna pozwalać na wyrównujące przeszlifowanie płyt. A to potrafi osiągnąć niewiele firm.

Biała warstwa zewnętrzna jest skutecznym zabezpieczeniem przed przegrzaniem. Ma przy tym wystarczającą grubość aby płyty dało się przeszlifować. (fot. Swisspor)

Biała warstwa zewnętrzna stanowi bardzo skuteczne zabezpieczenie przed przegrzaniem, bo odbija większość promieniowania słonecznego. Sama nigdy zbytnio się nie nagrzewa i nie dopuszcza do wzrostu temperatury zasadniczej, szarej warstwy. Trzeba jednak zaznaczyć, że producenci styropianu z białą warstwą zewnętrzną także wymagają stosowania osłon zacieniających w czasie ocieplania nasłonecznionych fasad.

Chociaż ryzyko przegrzania płyt jest w tym przypadku znikome. Mogą mieć dodatkowo nacięcia, zmniejszające naprężenia wewnętrzne i ryzyko odkształcenia. Technicznie to jakby odpowiednik szczelin dylatacyjnych. W ten sposób dzieli się choćby duże powierzchnie tarasów i podłóg czy długie ściany na mniejsze pola, właśnie po to, żeby rozszerzanie się i kurczenie pod wpływem zmian temperatury nie powodowało odkształceń i pęknięć.

Szary styropian: trzy grupy jakościowe

Generalnie, szary styropian izoluje lepiej niż biały. A to przecież podstawowy parametr każdej termoizolacji. Jednak trzeba sobie zdawać sprawę, że pod względem jakości szare styropiany także są bardzo zróżnicowane. Widać to szczególnie, jeśli poza samą lambdą zaczniemy porównywać inne parametry, szczególnie te związane z wytrzymałością. Można powiedzieć, że jakość konkretnego wyrobu jest odzwierciedleniem przyjętej polityki producenta. Można wyróżnić tu trzy grupy.

Solidne średniaki. Można powiedzieć, że to szary odpowiednik białych styropianów ze średniej półki, zarówno pod względem jakości, jak i ceny. W przypadku styropianu fasadowego ma typową odporność na rozciąganie (parametr TR) na poziomie 100 kPa. Odporności na ściskanie często producent nie deklaruje, bo przy zastosowaniu na fasadach nie jest to wymagane. Dodatek grafitu skutkuje jednak obniżeniem współczynnika λ. Przykładowo do 0,033 zamiast 0,040 W/(m·K).

Klasa premium. To tzw. flagowe produkty określonej marki. O najwyższej jakości, i niestety, także wyższej cenie. Poza świetną izolacyjnością (np. λ=0,031) mogą mieć także wyższą gęstość i wytrzymałość, choćby odporność na rozciąganie (TR) powyżej 100 i wysoką odporność na ściskanie. W ich przypadku producenci chętnie podają tego rodzaju parametry, bo i jest czym się pochwalić. Do tej grupy należą między innymi zespolone, dwuwarstwowe styropiany.

Produkty budżetowe. To najtańsze odmiany szarego styropianu. Mają nieco lepszą izolacyjność niż białe płyty (np. λ=0,035), ale na tym koniec zalet. Poza tym to odpowiedniki najtańszych odmian białego styropianu - o małej gęstości i wytrzymałości. W ich przypadku typowa jest choćby niska wartość TR (np. 80 kPa). To wyroby, które przede wszystkim mają być tanie.

Jak widać, szare styropiany to wcale nie jednolita grupa. Różnice pomiędzy nimi są naprawdę istotne. Nie łudźmy się, najtańsze wyroby, które znajdziemy w promocji w supermarkecie budowlanym, zwykle pochodzą z tej ostatniej, budżetowej grupy. I to w ich przypadku producentom najczęściej zdarzają się wpadki z jakością. Pamiętajmy więc, że w przypadku styropianu obowiązuje ta sama zasada co przy innych materiałach budowlanych - za wysoką jakość musimy zapłacić. Zaś jej gwarancją jest przede wszystkim renoma producenta.

Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Austrotherm