Pytanie Czytelnika
Pytałem znajomych, mających domy jednorodzinne. Jednak nie potrafili mi jednoznacznie podpowiedzieć, czy skuteczniejszym ociepleniem jest styropian czy wełna mineralna. A jest to dla mnie bardzo ważne, ponieważ w tej chwili mogę nawet zmienić technologię ścian. Dom dopiero jest w sferze pomysłu!
Podpowiedzcie, co wybrać.
Do ocieplania wszystkich elementów budynku, a nie tylko ścian zewnętrznych, stosuje się dwa podstawowe materiały – styropian oraz wełnę mineralną. Jednak nie wszędzie – mimo zbliżonych własności ciepłochronnych – materiały te mogą być stosowane zamiennie. Często, oprócz własności izolacyjnych, trzeba też brać pod uwagę odporność materiału na wysoką temperaturę, wytrzymałość na ściskanie, zdolność tłumienia dźwięków.
Redakcja
Współczynnik przewodności cieplnej λ – informuje, jaka moc cieplna przeniknie przez 1 m2 przegrody grubości 1 m, wykonanej z określonego materiału. Jednostką jest W/(mK). Dla materiałów termoizolacyjnych jego wartość powinna być mniejsza niż 0,05 W/(mK).
Ponieważ współczynnik przewodności cieplnej jest często mylony z współczynnikiem przenikalności cieplnej U, przypomnijmy że ten drugi określa, jaka ilość ciepła przenika przez konkretną ścianę lub inną przegrodę. Jednostką jest W/(m2K).
Nasiąkliwość – charakteryzuje materiał izolacyjny pod kątem wchłaniania wody. Wysoka nasiąkliwość powoduje istotne obniżenie własności termoizolacyjnych i może prowadzić do niszczenia innych materiałów stykających się z izolacją.
Dyfuzja pary wodnej – podawana jest najczęściej jako współczynnik m [czyt. mi]
określający paroprzepuszczalność materiału w stosunku do paroprzepuszczalności powietrza. Współczynnik m bliski 1 świadczy o wysokiej zdolności materiału do przepuszczania pary wodnej.
Ściśliwość – określa wielkość obciążenia materiału, przy której następuje zmniejszenie jego grubości o 3 lub 10%. Parametr ten jest ważny przy doborze materiału do ocieplenia podłogi i tarasu.
Do czego nadają się wełna mineralna i styropian?
Oba te materiały mają wiele odmian o różnym przeznaczeniu.
Wełna mineralna
- miękka (12-40 kg/m3) – ocieplenie dachów nad poddaszami mieszkalnymi, wypełnienie szkieletowych ścianek działowych;
- półtwarda (60-100 kg/m3) – izolacja cieplna w ścianach trójwarstwowych, termoizolacja w metodzie lekkiej suchej, izolacja cieplna i akustyczna podłóg na legarach;
- twarda (130-160 kg/m3) – ocieplenie w metodzie lekkiej mokrej (BSO), izolacja cieplna i akustyczna stropów, ocieplenie dachów płaskich;
- lamelowa – ocieplenie metodą lekką suchą.
- EPS 50 (dawniej FS 12) – izolacja cieplna w zewnętrznych ścianach trójwarstwowych, ocieplenie pod okładzinami z płyt gipsowo-kartonowych i pod boazerią;
- EPS 70 (FS 15) – ocieplenie ścian zewnętrznych przede wszystkim metodą lekką mokrą;
- EPS 100 (FS 20) – izolacja cieplna podłóg na gruncie, tarasów, ocieplenie stropodachów;
- EPS 200 (FS 30) – izolacja cieplna podłóg mocno obciążonych (garaże, pomieszczenia gospodarcze);
- akustyczny – izolacja akustyczna stropów międzypiętrowych;
- PSN – ocieplenie cokołów domów, ścian piwnic, dachów;
- polistyren ekstrudowany XPS – ocieplenie fundamentów, izolacja cieplna dachów odwróconych i podłóg obciążonych.
Można się też spotkać z bardziej dokładnym oznaczeniem styropianu – np. EPS 50-042, co oznacza materiał o minimalnej wytrzymałości na ściskanie 50 kPa oraz współczynniku przewodzenia ciepła l = 0,042 W/(mK).
| Co potrafi wełna mineralna? Pod tą nazwą kryją się wełna skalna i wełna szklana. Wełnę skalną otrzymuje się w procesie stapiania i rozwłókniania skał bazaltowych, a następnie sklejania oraz prasowania uzyskanych włókien. Natomiast wełna szklana powstaje ze stopienia szkła (stłuczki szklanej); włókna są następnie sklejane. Znacznie dłuższe niż w wełnie skalnej włókna sprawiają, że materiał ten charakteryzuje się większą elastycznością i łatwiej dopasować go do izolowanego miejsca. Przewodność cieplna wełny mineralnej zależy od stopnia jej sprasowania, ale również od wilgotności otoczenia. W warunkach suchych współczynnik l dla różnych odmian wełny zawiera się w granicach 0,035-0,042 W/(mK). Istotną zaletą wełny mineralnej jest jej niepalność i odporność na wysoką temperaturę. Wełna mineralna ma bardzo wysoką paroprzepuszczalność, zbliżoną do powietrza. Para wodna może więc swobodnie przenikać przez ocieplenie, ale wiąże się to możliwością jej wykraplania wewnątrz materiału izolacyjnego. Dlatego przy izolowaniu przegród od środka pomieszczenia konieczne będzie ułożenie izolacji paroszczelnej, np. z folii. Wełna mineralna ma bardzo dobre własności tłumienia dźwięków, wykorzystywana jest więc również do wyciszania ścian i stropów. Jaki jest styropian? Styropian jest materiałem izolacyjnym otrzymywanym przez spienienie polistyrenu. W procesie produkcyjnym powstają granulki wypełnione powietrzem, które następnie wtłaczane są do formy, gdzie następuje ich zestalenie w monolityczny blok. Standardowe płyty styropianowe powstają w wyniku pocięcia takiego bloku na płyty o wymaganej grubości. Produkowany jest również styropian odmiany PSN – kształtowany w formach. Powstały na powierzchni płyty „naskórek” zmniejsza jej nasiąkliwość. Innym materiałem izolacyjnym otrzymywanym z polistyrenu są płyty ekstrudowane (tzw. polistyren ekstrudowany), charakteryzujące się znikomą nasiąkliwością i dużą odpornością na ściskanie. Istotne znaczenie dla stabilności wymiarów płyt styropianowych ma sezonowanie materiału. Zwłaszcza przy ocieplaniu metodą lekką mokrą, warto dodatkowo przechować styropian przez 4-6 tygodni od daty produkcji, co pozwoli na ostateczne ustabilizowanie się wymiarów płyt. Badana w warunkach laboratoryjnych ciepłochronność określana jest na poziomie od 0,027 W/(mK) dla polistyrenu ekstrudowanego i 0,036 W/(mK) dla zwykłych płyt styropianowych. Jednak w praktyce przewodność cieplną l przyjmuje się zgodnie z wartością deklarowaną przez producenta, czyli z reguły ok. 0,04 W/(mK). Ze względu na znikomą nasiąkliwość, izolacje styropianowe mogą być stosowane przy podwyższonej wilgotności otoczenia. Jednak przy bezpośrednim kontakcie z wodą należy stosować odmianę PSN lub polistyren ekstrudowany. Istotnym ograniczeniem stosowania spienionego polistyrenu jest jego niewielka odporność na wysoką temperaturę oraz działanie rozpuszczalników organicznych. Choć wszystkie wyroby kwalifikowane są jako nierozprzestrzeniające ognia, to jednak pod wpływem wysokiej temperatury (ponad 120°C) miękną, a przy wyższej topią się, tworząc krople. Przy układaniu izolacji nie można używać np. lepików na zimno, klejów kontaktowych, farb rozpuszczalnikowych. Wbrew ogólnej opinii styropian nie jest dobrym materiałem do izolacji akustycznej, a w niektórych warunkach może nawet przyczynić się do pogorszenia zdolności tłumienia dźwięków przez przegrodę. Jedynie miękki styropian akustyczny może być użyty jako izolacja wyciszająca dźwięki uderzeniowe. Izolacje z wełny mineralnej Wełnę mineralną stosuje się do ocieplania i wyciszania ścian szkieletowych (zewnętrznych i wewnętrznych), ścian murowanych metodą lekką mokrą lub lekką suchą oraz poddaszy. W ścianach szkieletowych wykorzystuje się odmiany wełny mineralnej o gęstości ok. 40 kg/m3, w postaci płyt lub mat. W ścianach wewnętrznych izolację można bezpośrednio pokryć płytami gipsowo-kartonowymi lub gipsowo-włóknowymi. Z kolei w ścianach zewnętrznych konieczne będzie – od strony wnętrza domu – ułożenie na izolacji folii paroizolacyjnej. Ochroni to wełnę przed zawilgoceniem w wyniku kondensacji pary wodnej. Do ocieplenia ścian metodą lekką suchą używa się wełny o gęstości ok. 80 kg/m3. Najlepiej układać ją w dwóch warstwach – jedną pod rusztem, drugą zaś między profilami. Izolację należy od zewnątrz przykryć folią paroprzepuszczalną (tzw. wiatroizolacją), chroniącą przed wodą, która może przeniknąć przez okładzinę elewacyjną. Konieczne jest też pozostawienie pustki wentylacyjnej, umożliwiającej odparowanie wilgoci spod pokrycia. Z tej samej odmiany wełny mineralnej korzysta się przy ocieplaniu ścian trójwarstwowych. Najczęściej izolację układa się po postawieniu ściany nośnej, mocując płyty kotwami z talerzykami dociskowymi. Równolegle z ociepleniem muruje się ściankę elewacyjną, pozostawiając pustkę wentylacyjną szerokości ok. 3 cm. Niekiedy ocieplenie układa się równocześnie z wznoszeniem ścian nośnych, ale rozwiązanie to nie jest wskazane. Będzie trudno szczelnie ułożyć płyty, można zapchać szczelinę wentylacyjną zaprawą. Istnieje też niebezpieczeństwo zamoczenia wełny w przypadku niespodziewanych intensywnych opadów. W przypadku ocieplania ścian metodą lekką mokrą do wyboru mamy dwie odmiany wełny – droższą, twardą o gęstości ok. 140 kg/m3 lub – tańszą – wełnę lamelową o gęstości ok. 90 kg/m3. Zaletą wełny lamelowej jest możliwość mocowania jej tylko na klej, choć sposób ten niesie ryzyko odspajania się ocieplenia od podłoża. Dlatego, niezależnie od rodzaju wełny, warto ją dodatkowo zamocować kotwami w liczbie 4-6 szt./m2. Do ocieplania poddaszy wykorzystuje się najczęściej odmianę wełny szklanej o dużej elastyczności. Dzięki temu łatwo dopasowuje się ona do przestrzeni między krokwiami i jednocześnie nie obciąża zbytnio więźby dachowej. Często wełnę układa się w dwóch warstwach – jedną między krokwiami, a drugą na całej powierzchni poddasza; łączna grubość to 18-20 cm. Od strony zewnętrznej izolację chroni folia paroprzepuszczalna, a od środka – szczelnie ułożona folia paroizolacyjna. |
| Izolacje ze styropianu Typowe zastosowania izolacji cieplnej z różnych odmian spienionego polistyrenu obejmują ocieplenie ścian zewnętrznych metodą lekką mokrą BSO oraz izolacje ścian warstwowych, fundamentów i piwnic oraz podłóg. Do ocieplenia ścian zewnętrznych metodą BSO używa się styropianu odmiany EPS 70, najczęściej grubości 10-12 cm. Korzystne są płyty z fazowanymi krawędziami, dzięki czemu uzyskuje się równą powierzchnię ocieplenia, bez mostków cieplnych na łączeniach płyt. Styropian można tylko przykleić do podłoża odpowiednią zaprawą, ale lepiej zamocować go również mechanicznie kołkami z talerzykami dociskowymi. Przy ocieplaniu domów o konstrukcji szkieletowej należy używać styropianu ryflowanego. Rowki wyfrezowane na tylnej powierzchni umożliwiają bowiem spływ wody, która może kondensować pod ociepleniem oraz wentylację tej przestrzeni. Przy ociepleniu ścian warstwowych można używać tańszej odmiany styropianu – EPS 50. Izolację układa się dwuwarstwowo, np. z płyt o grubości 6 i 8 cm. Styki płyt w poszczególnych warstwach powinny być wzajemnie przesunięte o ok. 10 cm. Do izolacji ścian piwnic, fundamentów oraz cokołów najlepiej nadaje się styropian odmiany PSN lub polistyren ekstrudowany. Płyty przykleja się bezrozpuszczalnikowym lepikiem asfaltowym bezpośrednio do izolacji przeciwwilgociowej. Materiał nie wymaga dodatkowego zabezpieczenia przed wilgocią. W przypadku układania wokół domu drenażu, warto zastosować płyty ryflowane, ułatwiające odpływ wody przedostającej się w pobliże ściany. Do izolacji podłóg na gruncie nadają się płyty styropianowe EPS 100 lub EPS 200. Układa się je w dwóch warstwach, z przesunięciem styków. Grubość ocieplenia standardowo wynosi ok. 10 cm. Przy ogrzewaniu podłogowym warto zwiększyć ją do 15 cm. Właściwa grubość izolacji W większości przypadków granicę opłacalności wyznacza współczynnik przenikania ciepła U na poziomie 0,2 W/(m2K), ale najczęściej przyjmuje się ok. 0,25 W/(m2K) – wymagania normatywne to 0,3 W/(m2K). W ścianach szkieletowych, przy izolacji poddaszy oraz w ścianach trójwarstwowych o cienkich ścianach nośnych, wystarczy brać pod uwagę ciepłochronność samego ocieplenia. Dzielimy wtedy przewodność cieplną materiału l przez wymagany współczynnik U i otrzymujemy potrzebną grubość ocieplenia w metrach. Przykładowo, przy założeniu, że chcemy uzyskać ciepłochronność izolacji poddasza równą 0,25 W/(m2K) i użyjemy do tego celu wełny mineralnej o współczynniku λ 0,04 W/(mK) grubość materiału wyniesie: g = λ : U = 0,04 : 0,25 = 0, 16 m czyli 16 cm. W ścianach warstwowych wyznaczenie grubości izolacji będzie trudniejsze. Musimy bowiem znać przewodność cieplną warstwy konstrukcyjnej oraz jej grubość. Informację o ciepłochronności bloczków czy pustaków możemy uzyskać od ich producenta. Tu podajemy orientacyjne współczynniki λ najczęściej używanych materiałów:
U = λ : g = 0,13 : 0,25 = 0,6 W/(m2K). Aby uzyskać wymaganą ciepłochronność ściany, musimy następnie określić potrzebną grubość izolacji. Przy takich wyliczenia najwygodniej posłużyć się sumą oporów cieplnych poszczególnych warstw. Opór cieplny R jest odwrotnością przenikalności cieplnej U i wyznaczamy go ze wzoru R = λ : U. W przykładowej ścianie wyniesie on więc: Rm = λ : 0,8 = 1,25 (m2K)/W. Zakładamy, że chcemy uzyskać ciepłochronność izolowanej przegrody o wartości U= 0,25 W/(m2K), co odpowiada oporowi całkowitemu Rc = λ : U = λ : 0,25 = 4 (m2K)/W. Ponieważ opory cieplne poszczególnych warstw sumują się, więc opór cieplny warstwy izolacyjnej powinien wynieść: Ri = Rc – Rm = 4 – 1,25 = 2,75 (m2K)/W. Po zamianie oporu na przenikalność Ui = λ : Ri otrzymamy Ui = 0,36 W/(m2K). Taką izolacyjność uzyskamy po ułożeniu warstwy ocieplającej grubości 11 cm (gi = 0,04 : 0,36 = 0,11 m). W powyższych obliczeniach nie uwzględniono warstw tynku, ani współczynników odpływu i napływu ciepła na powierzchniach zewnętrznych oraz wewnętrznych. Rzeczywista ciepłochronność przegrody będzie więc nieco lepsza niż obliczeniowa. Podsumowanie Każdy, nawet najlepszy, materiał budowlany ma pewne ograniczenia w możliwościach zastosowania, zwłaszcza gdy warunki odbiegają od typowych lub zdarzą się trudne do przewidzenia sytuacje. Niektórych niespodzianek można uniknąć, gdy wcześniej przeanalizujemy możliwość pojawienia się poniższych zagrożeń. Styropian, ze względu na ograniczoną odporność na niektóre związki chemiczne, może przy styczności z nimi po prostu zniknąć. Dlatego trzeba unikać styczności tego materiału z wszelkimi rozpuszczalnikami do farb i lakierów, benzyną oraz wyrobami zawierającymi te składniki. Inne zagrożenie stwarzają gryzonie i ptaki, które chętnie zakładają w tym materiale nory lub gniazda, gdy natrafią na odkrytą warstwę izolacyjną. Przy izolacjach z wełny mineralnej kłopotów może przysparzać jej zamoczenie. Choć jest to materiał hydrofobizowany, to jednak przy dłuższym kontakcie z wodą traci swoje własności izolacyjne, a osuszenie jest najczęściej bardzo trudne. Dlatego wełnę mineralną trzeba starannie chronić przed zamoczeniem zarówno podczas magazynowania, jak i układania oraz eksploatacji. Szczególnie podatna na zamoczenie jest wełna układana w ścianie warstwowej lub szkieletowej, jeśli na czas przerw w budowie nie zabezpieczymy jej przed intensywnymi opadami. Niekorzystna cecha wełny, jaką jest pylenie, może ujawnić się już podczas użytkowania domu. Zwłaszcza w ociepleniach tzw. ślepych podłóg jest ono szczególnie nasilone ze względu na ruchy podłoża i prądy powietrza wytwarzane pod posadzką. Problem ten rozwiązuje obustronne pokrycie wełny tekturą falistą i uszczelnienie szczelin przy ścianach pianką lub masą elastyczną. Jak widać, każdy z omawianych materiałów ma swoje wady i zalety. Dyskusja nad tym, który jest lepszy trwa i nieprędko zostanie rozstrzygnięta. Zamiast zastanawiać się, czy stosować wełnę czy styropian, lepiej użyć ich obu, umieszczając styropian i wełnę tam, gdzie ich parametry są najlepsze. Dokonując wyboru najlepiej więc kierować się konkretnym zastosowaniem i zdrowym rozsądkiem. |
