lupa_lupa

Eksperci MIWO – Stowarzyszenia Producentów Wełny Mineralnej: Szklanej i Skalnej dokonali rzetelnego porównania materiałów izolacyjnych dostępnych na polskim rynku. Porównanie dotyczy takich cech materiałów jak: izolacja cieplna, odporność ogniowa i klasa reakcji na ogień, właściwości akustyczne, trwałość, właściwości mechaniczne oraz wpływ na zdrowie.

Dane zawarte w tabelach zostały zebrane na podstawie najlepszej wiedzy ekspertów oraz danych deklarowanych przez producentów izolacji w ich materiałach informacyjnych.
Ze względu na dużą liczbę typów produktów, tabele mogą nie uwzględniać wszystkich właściwości opisanych rodzajów izolacji.

 


 Trwałość

TWAŁOŚĆ w rozumieniu potocznym odnosi się do sposobu zachowania się wyrobu w czasie, tego czy nie zmienia on swojego koloru, zapachu itd. W przypadku materiałów izolacyjnych, przez pojęcie TRWAŁOŚCI rozumie się niezmienność i stałość parametrów fizycznych i chemicznych materiału będącego izolacją termiczną oraz tego, jaki jest wpływ ewentualnych zmian na sposób funkcjonowania przegrody budowlanej, w której znajduje się taki materiał. Na co należy zwrócić uwagę w przypadku doboru materiałów termoizolacyjnych pod kątem ich trwałości?

Zdecydowanie najważniejszym parametrem jest stałość wartości współczynnika lambda (λ) i wartości oporu termicznego (R).

W przypadku zmian wartości lambda (zwiększenie tej wartości) sprawa jest oczywista  – wyższa wartość lambda to pogorszenie własności termicznych przegrody w stosunku do parametrów projektowych. Zmniejszenie oporu termicznego może wynikać z dwóch przyczyn: zmian wartości współczynnika lambda lub zmniejszenia grubości warstwy izolacyjnej, a także występowania tych obu przypadków naraz. Pogorszenie własności termoizolacyjnych ma bezpośredni wpływ na potrzeby energetyczne obiektu, co wpływa na koszty jego utrzymania. Pogarszająca się izolacyjność przegród może prowadzić do ich degradacji.

Kolejnym ważnym aspektem jest trwałość i niezmienność parametrów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo pożarowe. Ich zmiana w czasie może wiązać się konicznością wprowadzania dodatkowych zabezpieczeń umożliwiających bezpieczne użytkowanie obiektu. W skrajnych przypadkach może wymagać poważnych zmian w konstrukcji lub nawet konieczności zmiany sposobu użytkowania obiektu. Mówiąc o trwałości, należy wymienić też możliwości zmiany wymiarów liniowych i geometrii wyrobu, wchłaniania wody, zmiany reologiczne (skurcz i pełzanie) oraz degradację biologiczną materiału.

W zależności od aplikacji (miejsca wbudowania) izolacji termicznej zmiany cech samego materiału mogą również oddziaływać na zmiany cech materiałów bezpośrednio lub pośrednio z nimi współpracujących. Jeśli takie zmiany występują, ich obecność i skutki przez nie wywoływane powinny być brane pod uwagę przy projektowaniu i użytkowaniu obiektu budowalnego.

Należy zauważyć, iż w wielu przypadkach producenci mają możliwość deklarowania zmian niektórych parametrów w czasie. Jest to szczególnie ważne, kiedy wiadomo, że takie zmiany mają miejsce. Są jednak przypadki, kiedy zmiany takie nie występują i fakt ich niewystępowania jest wyraźnie potwierdzony w odpowiednich dokumentach (np. normach EN). Tym samym należy podkreślić, że odpowiedzialne stosowanie materiałów na podstawie właściwie wydanych, zawierających komplet informacji o wyrobie Deklaracji Własności Użytkowych powinno być pierwszym i najważniejszym obowiązkiem wszystkich uczestników procesu budowalnego.

WEŁNA MINERALNA: SZKLANA I SKALNA

Wyroby z wełny mineralnej wytwarzane przez producentów stowarzyszonych w MIWO składają się zasadniczo w 90-100% (wagowo) z wełny mineralnej: szklanej lub skalnej i 0-10% lepiszcza. Główny składnik wyrobów: szkło, stłuczka szklana i skała są materiałami naturalnymi, które podlegają zmianom w czasie, jednak zmiany obserwowane w naturalnym stanie występowania tych komponentów obserwować można na przestrzeni setek czy milionów lat. Zmiany zachodzące w czasie lub ich odwrócenie w warunkach rzeczywistych, czyli występujących na Ziemi, musiałyby wymagać czasu liczonego w setkach lat i więcej.

Zatem, wychodząc z takiego założenia, można przyjąć że przy obecnej długości życia obiektów budowlanych zmiany w wełnie mineralnej praktycznie nie zachodzą. Wełna szklana i skalna powstaje w wyniku mechanicznego (przy ekstremalnie wysokich temperaturach) przetworzenia materiału z postaci zwartej w postać włóknistą zespoloną. To nie prowadzi do zasadniczej zmiany składu materiału, a jedynie jego formy ze zwartej na włóknistą. Podchodząc racjonalnie do zachodzących procesów starzenia i ewentualnych towarzyszących im zmian właściwości wyrobu, można stwierdzić, iż czas nie jest parametrem branym pod uwagę w przypadku określania zmian wyrobu wełny mineralnej. Brak zmian lub ich zmiana w czasokresie liczonym w setkach lat nie może wpływać tym samym na zmiany własności przegród budowalnych, w których materiały z wełen mineralnych są stosowane.

Na tej podstawie można stwierdzić, iż materiały, wyroby i przegrody budowalne wykonane z wełny mineralnej nie zmieniają swoich właściwości w czasie w wyniku starzenia się tego wyrobu. Warto podkreślić, że dokument odniesienia EN 13162 określa również, iż najważniejsze parametry materiału, tzn. klasa reakcji na ogień, opór cieplny oraz wartość współczynnika przewodzenia ciepła nie zmieniają się w czasie. Co równie istotne, wełna jest materiałem oddychającym, który nie stanowi bariery dla przepływającego powietrza, także dla powietrza nasyconego parą wodną. Nie dochodzi wiec do kumulacji i odkładania się wody w materiale, co może być przyczyną powstawania lokalnych mostków termicznych lub biodegradacji materiałów bezpośrednio sąsiadujących z wełną mineralną, np. w konstrukcjach drewnianych.

POLIURETAN (PUR)

Wpływ na wartość współczynnika przewodzenia ciepła wyrobów PUR (wartość lambda) ma stosowany do ich spienienia gaz rozprężający. Wartość współczynnika przewodzenia ciepła powietrza atmosferycznego w temperaturze 26°C wynosi 0,0259 W/(m·K). W miarę upływu czasu przez ścianki porów następuje wymiana gazu rozprężającego zawartego w PUR na powietrze atmosferyczne. Proces starzenia (zmiany wartości lambda w czasie) polega, więc na wymianie gazów spieniających na zewnątrz materiału i tym samym na zmianie składu gazu „uwięzionego” w porach materiału. Izolacje wykonane z PUR najintensywniej starzeją się w ciągu pierwszych kilku lat. Proces ten przyspiesza w wyniku podwyższenia temperatury pracy izolacji. Efektem jest wzrost, czyli pogorszenie wartości współczynnika przewodzenia ciepła lambda. W ciągu kilku lat może on urosnąć nawet o 30%. Proces wymiany (dyfuzji) gazów pomiędzy porami PUR a otaczającym powietrzem w wyrobach PUR spienianych CO2 następuje od kilku dni do kilku miesięcy.

Wyroby PUR nie mogą być narażone na bezpośrednie działanie promieni UV, zatem przy ich montażu trzeba jak najszybciej zabezpieczać je foliami przekładkowymi, które są warstwą ochronną przeciw UV lub stosować materiały firmowo zabezpieczone foliami ochronnymi. W przypadku ekspozycji na działanie UV może dochodzić z czasem do degradacji wyrobu i zmian jego postaci i charakterystyki (źródło: strona SIPUR).

POLIURETAN (PIR)

Wykonane na bazie pianek PIR warstwy izolacji termicznej mogą zmieniać swoje cechy termiczne w czasie użytkowania i może to być z dwóch przyczyn: zmiany wartości parametru lambda i zmian wynikających z pracy konstrukcji budowli.

Wpływ na wartość współczynnika przewodzenia ciepła lambda dla pianek PIR ma stosowany do ich spienienia gaz rozprężający. Wartość współczynnika przewodzenia ciepła powietrza atmosferycznego w temp. 26°C wynosi 0,0259 W/(m·K). W miarę upływu czasu przez ścianki porów następuje wymiana gazu rozprężającego zawartego w PIR na powietrze atmosferyczne. Proces starzenia się pianek PIR (zmiany wartości lambda w czasie) polega więc na wymianie gazów spieniających na zewnątrz materiału i tym samym – zmianie składu gazu „uwięzionego” w porach materiału. Izolacje wykonane z PIR najintensywniej starzeją się w ciągu pierwszych kilku lat. Proces ten przyspiesza w wyniku podwyższenia temperatury pracy izolacji. Efektem jest wzrost (pogorszenie) wartości współczynnika przewodzenia ciepła lambda. W ciągu kilku lat może on urosnąć nawet o 30%. W przypadku najczęściej stosownego gazu rozprężającego (pentanu) zasadnicze zmiany zachodzą w ciągu pierwszych 5 lat, a wartość współczynnika przewodzenia ciepła wzrasta o ok. 3,5–5 W/(m·K) w zależności od składu gazu w komórkach w odniesieniu do pianek o gęstości pozornej 34 kg/m³.

Nowe substancje stosowane do spieniania polimerów powodują powstawanie w porach dwutlenku węgla, również o przewodności cieplnej mniejszej niż powietrza (0,0168 (m·K). Proces wymiany (dyfuzji) gazów pomiędzy porami PIR a otaczającym powietrzem w wyrobach PIR spienianych CO2 następuje od kilku dni do kilku miesięcy.

Warto zaznaczyć ze na rynku obecne są dwa rodzaje pian: PIR zamknięto i otwarto komórkowy. Mają one zasadniczo różne ”początkowe” wartości lambda, a proces wymiany gazu przebiega z rożną intensywnością i w różnym czasie.

Ze względu na bardzo wysoką sztywność materiału, PIR nie powinien on być stosowany w ustrojach budowalnych, zbudowanych w oparciu o materiały, które „pracują” w cyklach lato-zima lub cyklach mokro– sucho. Przykładem może tu być konstrukcja drewniana, która naturalnie pracuje zmieniając w niewielkich zakresach swoją geometrię. Może to prowadzić do powstawania mikro szpar lub zesztywnienia konstrukcji i wprowadzić dodatkowe nieprojektowane naprężenia. Oba przypadki mogą skutkować zaburzeniami pracy konstrukcji. W przypadku powstania szpary może to być potencjalne miejsce występowania mostków termicznych, odkładania się wody lub nasyconej pary wodnej.

Sam materiał PIR może nie doznawać zmian geometrycznych, jednak w połączeniu z innymi materiałami stosowanymi w przegrodach może z nimi nie współpracować, powodując powstawanie nieoczekiwanych problemów.

PIANA FENOLOWA (PF) Produkt zachowuje początkowe własności termoizolacyjne przez cały okres eksploatacji. Jednakże izolacyjność należy rozpatrywać w układzie całej przegrody budowlanej, w której występuje wkład izolacyjny z PF. Krytyczny może być sposób użytkowania i sposób montażu wszystkich elementów przegrody.
STYROPIAN (EPS)

Ogólne zmiany starzeniowe obserwowane są, jako zjawiska reologiczne (skurcz i pełzanie). Zjawiska takie zachodzą w materiale EPS i ich maksymalne poziomy mogą być deklarowane przez producentów.

W wyrobach z EPS w wyniku odziaływania energii słonecznej w na przegrodę budowalną, np. dach pokryty ciemnym przykryciem może dochodzić do kumulacji energii cieplej w materiale i zmian polegających na mięknięciu i topnieniu. Z tego też względu w przypadku stosowania ich w miejscu, gdzie narażone są na podwyższone temperatury, może z czasem dochodzić do zmiany ich własności i degradacji własności przegród budowalnych.

Najczęściej spotykany EPS chłonie wodę i wilgoć w bardzo małych dawkach, jednak jest to proces ciągły. Materiał, który zawiera w swojej strukturze wodę zwiększa swój średni współczynnik lambda (lambda dla wody =0,60, zatem średnio 20x więcej niż sam materiał termoizolacyjny), tym samym wartość R (oporu termicznego) będzie spadać. Może to prowadzić do powstawania lokalnych mostków termicznych oraz korozji biologicznej materiałów będących w bezpośrednim kontakcie z EPS (np. konstrukcji drewnianych). W przypadku stosowania materiału EPS w warunkach wysokiego nasycenia parą wodną lub bezpośredniego kontaktu z wodą (np. izolacja obwodowa fundamentów) może dochodzić do zmian własności materiału. W skrajnych przypadkach może dochodzić np. do pęknięć i rozsadzenia materiału w wyniku zamarzania wody w nim zawartej.

Ze względu na pochodzenie materiału konieczne jest również bardzo dokładne i skrupulatne stosowanie klejów i materiałów wiążących EPS z podłożem. Nie mogą być one stosowane w większości materiały na bazie rozpuszczalników naturalnych – organicznych. Kontakt z nimi może prowadzić do destrukcji materiału EPS.

STYROPIAN EKSTRUDOWANY (XPS) Ogólne zmiany starzeniowe obserwowane w jako zjawiska reologiczne (skurcz i pełzanie). Zjawiska takie zachodzą w materiał XPS i ich maksymalne poziomy mogą być deklarowane przez producentów.

Wyroby XPS nie mogą być narażone na bezpośrednie działanie promieni UV, zatem przy ich montażu trzeba jak najszybciej zabezpieczać je foliami przekładkowymi, które są warstwą ochronną przeciw UV. Oczywiście w następnej kolejności należy wykonać pokrycie stateczne materiału XPS zależne od konkretnej aplikacji.

W przypadku ekspozycji na działanie UV może dochodzić z czasem do degradacji wyrobu i zmian jego postaci i charakterystyki.

Wyroby XPS są tez mało odporne na wysokie temperatury i powyżej 75 stopni C mogą tracić swoje cechy geometryczne lub odkształcać się. Z tego też względu, stosowanie ich w miejscu, gdzie narażone są na podwyższone temperatury, może z czasem prowadzić do zmiany ich właściwości i degradacji przegród budowalnych.

Ze względu na pochodzenie materiału konieczne jest również bardzo dokładne i skrupulatne stosowanie klejów i materiałów wiążących XPS z podłożem. Nie mogą być stosowane w większości materiały na bazie rozpuszczalników naturalnych – organicznych. Kontakt z nimi może prowadzić do destrukcji materiału XPS.

WEŁNA DRZEWNA (WW)

Należy rozróżnić dwa rodzaje produktów na bazie drewna: płyty z wełny drzewnej zgodne z normą EN 13168 oraz wyroby z włókien drzewnych zgodne z EN 13171.

Płyty z wełny drzewnej EN 13168 powstają w wyniku łączenia wiórów drzewnych spoiwem mineralnym (cement lub magnezyt) i składają się w 100% z wełny drzewnej w formie sztywnej płyty. Mogą być stosowane na zewnątrz jak i wewnątrz obiektów budowalnych. Dzięki zastosowaniu spoiwa mineralnego, płyty z wełny drzewnej są odporne na korozję biologiczną, co nie wymaga stosowania dodatkowego zabezpieczenia.

Wyroby z włókien drzewnych EN 13171 wykonane z cienkich wiórów drzewnych łączonych żywicą wymagają procesu impregnacji, który w wielu przypadkach trzeba powtarzać w określonych interwałach czasowych. Głównymi problemami są tu korozja biologiczna oraz naturalny rozkład niezabezpieczonego drewna. Materiały termoizolacyjne wykonywane na bazie włókien drzewnych łączonych żywicą muszą być specjalnie zabezpieczane przez impregnację włókien lub gotowych wyrobów. Skuteczność i trwałość zabezpieczenia będzie czynnikiem decydującym o trwałości samego wyrobu.

WEŁNA CELULOZOWA – granulat

Celuloza jest materiałem w pełni organicznym podlegającym, jak na czas użytkowania obiektów budowalnych, bardzo szybkiej degradacji biologicznej. Celuloza, jako budulec, nie jest odporna na działanie wody, wilgoci czy nasyconej pary wodnej. Kontakt z wodą może prowadzić do przyspieszenia korozji biologicznej oraz namnażania się drobnoustrojów czy mikroorganizmów. Wełna celulozowa, która stosowana jest w budownictwie do izolacji termicznej musi być specjalnie zabezpieczana przed niekorzystnym wpływem wody i wilgoci.

Stopień i skuteczność zabezpieczenia jest różny dla materiałów oferowanych przez różnych producentów i zależy w dużym stopniu od metody aplikacji oraz parametrów, w jakich użytkowana jest przegroda budowalna zwierająca wełnę celulozową. W przypadku rozpoczęcia procesu korozji biologicznej wełna celulozowa może również niekorzystnie oddziaływać na całą przegrodę budowalną.

 

 

Badanie na temat trwałości wełny mineralnej zostało przeprowadzone przez Europejskie Stowarzyszenie Producentów Materiałów Izolacyjnych (EURIMA). Badanie  potwierdziło, że właściwości cieplne wełny mineralnej nie ulegają pogorszeniu w czasie, a konstrukcje, gdzie zastosowano wełnę, zachowują wymagane parametry nawet po 50 latach używania, o ile ocieplenie jest zainstalowane zgodnie z instrukcją producenta.

Do pobrania materiały przygotowane przez EURIMA (wer. ang.) – TUTAJ
Ulotka przetłumaczona na język polski – TUTAJ


MIWO