TRWAŁOŚĆ w rozumieniu potocznym odnosi się do zachowania się wyrobu w czasie, tego czy nie zmienia on swoich cech i parametrów, np. koloru, zapachu itd. i czy te zmiany będą miały wpływ, ewentualnie jak duży, na sam wyrób i otoczenie, w jakim się on znajduje.

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 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 (λ), czyli zwiększenia tej wartości, sprawa jest oczywista – wyższa lambda (λ) to pogorszenie własności termicznych (zmniejszenie wartości oporu termicznego R) przegrody w stosunku do parametrów projektowych.
Zmniejszenie oporu termicznego (R) może wynikać z dwóch przyczyn: zmian wartości współczynnika lambda lub zmniejszenia grubości warstwy izolacyjnej lub występowania tych obu przypadków jednocześnie. Pogorszenie własności termoizolacyjnych ma bezpośredni wpływ na zapotrzebowanie energetyczne obiektu, co wpływa na koszty jego utrzymania. Pogarszająca się izolacyjność przegród może prowadzić także do ich degradacji, a w konsekwencji do jeszcze większego zmniejszenia skuteczności termicznej przegrody.
Kolejnym ważnym aspektem jest trwałość i niezmienność parametrów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo pożarowe. Ich zmiana w czasie może wiązać się koniecznością 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 wspomnieć też o możliwości zmiany wymiarów liniowych i geometrii wyrobu, wchłaniania wody, zmian reologicznych (skurcz i pełzanie) oraz degradacji biologicznej materiału.
W zależności od aplikacji (miejsca wbudowania) izolacji termicznej zmiany cech samego materiału izolacyjnego mogą również oddziaływać na zmiany cech materiałów bezpośrednio lub pośrednio z nimi współpracujących. Jeśli takie zmiany występują, to ich obecność i skutki przez nie wywoływane powinny być brane pod uwagę przy projektowaniu i użytkowaniu obiektu budowlanego.

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 i Deklaracja Właściwości Użytkowych). 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 budowlanego.

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 z 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 dla wełen mineralnych stosowanych w budownictwie, jako izolacja termiczna, czyli zharmonizowana norma europejska 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 więc do kumulacji i odkładania się wody w materiale, co mogłoby być przyczyną powstawania lokalnych mostków termicznych lub biodegradacji materiałów bezpośrednio sąsiadujących z wełną mineralną, np. w konstrukcjach drewnianych.

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 oraz charakterystyki (źródło: strona SIPUR).

POLIURETAN (PIR)

Wpływ na wartość współczynnika przewodzenia ciepła lambda (λ) 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, że 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 mikroszpar 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.

W wyrobach z EPS w wyniku oddziaływania energii słonecznej na przegrodę budowlaną, 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 budowlanych.

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 oporu termicznego (R) 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.

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 st. 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.

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.

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.