Ciepły jak wełna

Wełna mineralna jest jednym z najpopularniejszych materiałów izolacyjnych stosowanych w budownictwie. Dzięki swoim unikalnym właściwościom zapewnia nie tylko odpowiedni komfort termiczny, lecz także dba o dobrą akustykę pomieszczeń oraz przyczynia się do zwiększenia odporności ogniowej zaizolowanych nią przegród.

Termoizolacyjność wełny

W przypadku termoizolacji najważniejsza jest maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła U. Zależy ona od wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ i grubości zastosowanego materiału. Od współczynnika przewodzenia ciepła λ zależy współczynnik przenikania ciepła U przegrody. Im współczynnik przewodzenia ciepła λ materiału jest mniejszy, tym więcej energii można zaoszczędzić przy takich samych grubościach produktów ociepleniowych. W przypadku wyrobów z wełny mineralnej producenci deklarują wartość współczynnika przewodzenia ciepła w odniesieniu do konkretnej grubości produktu. Podają ten parametr jako wartość deklarowaną współczynnika przewodzenia ciepła, λd. Oznacza to, że żaden pomiar tego współczynnika nie będzie gorszy niż deklarowana wartość. Dla wełny mineralnej waha się ona między 0,030 a 0,042 W/(mK).

Oprócz izolacyjności materiału ważna jest jego grubość, bo razem decydują o współczynniku przenikania ciepła U, jaki ma ocieplona przegroda. Niekiedy zastosowanie grubej warstwy izolacji o standardowym współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,03-0,04 W/(mK) może nie być możliwe. Należy wtedy sięgnąć po materiały, które da się ułożyć w cieńszej warstwie. Na rynku jest coraz bogatsza oferta produktów umożliwiających takie rozwiązania.

 Opór cieplny materiału R (rezystancja). Czasem płyty tego samego typu mają inny parametr λ, zależnie od grubości elementu, dlatego w kartach technicznych producenci podają wartości deklarowanego oporu cieplnego Rd, który jest odwrotnością współczynnika U. Im większy jest opór cieplny, tym więcej ciepła zatrzyma produkt.

Rodzaj wełny

Wełna mineralna, czyli skalna i szklana, to jeden z najpopularniejszych materiałów gwarantujących izolację termiczną, akustyczną i przeciwogniową. Różnią się one przede wszystkim składem surowcowym oraz sposobem wytwarzania. Wełna szklana produkowana jest z mieszanki stłuczki szklanej, piasku kwarcowego oraz sody, które w piecu (tzw. wannie szklarskiej) są roztapiane w temperaturze 1200-1500°C. Surowcami wykorzystywanymi do produkcji wełny skalnej są natomiast bazalt, gabro, dolomit lub kruszywa wapienne.

Wełna szklana, dzięki elastycznej strukturze włókna, jest bardzo sprężysta, dzięki czemu możliwa jest nawet kilkukrotna jej kompresja, bez obaw o zniszczenie materiału, a także idealne wypełnienie przestrzeni pomiędzy elementami konstrukcyjnymi (np. w dachach skośnych, ścianach działowych czy fasadach wentylowanych). Wełny skalne mają natomiast wyższą gęstość, co trzeba brać po uwagę, gdy konstrukcja nie może być za bardzo obciążona. W przypadku wełny skalnej łatwiej też osiągnąć bardzo dobre parametry wytrzymałościowe.

Oba rodzaje wełny odznaczają się podobną, bardzo dobrą paroprzepuszczalnością, a także mają bardzo zbliżone parametry, jeśli chodzi o nasiąkliwość. Zarówno wełna szklana, jak i skalna są materiałami niepalnymi.

Co ważne, wełna mineralna jest produkowana z powszechnie występujących w przyrodzie surowców, z zachowaniem wszelkich norm ochrony środowiska naturalnego. Jest produktem, który całkowicie poddaje się recyklingowi. W praktyce oznacza to, że wszystkie odpady produkcyjne mogą być powtórnie wykorzystane.

Wełna mineralna produkowana jest w różnych postaciach. Są to przede wszystkim maty i płyty o różnej gęstości i grubości, ale także granulat.

Ocieplenie ścian zewnętrznych wełną

Do ocieplania ścian od zewnątrz służą głównie płyty. Najpopularniejsze są te o szerokości 50 lub 60 cm i długości 100 lub 120 cm, o różnych grubościach.

Podstawowe rodzaje płyt fasadowych z wełny mineralnej stosowane w systemach ETICS to płyty zwykłe – twarde, potocznie nazywane po prostu płytami oraz płyty lamelowe, określane jako lamele. Płyty zwykłe bywają jedno- lub dwugęstościowe, czyli takie w których grubsza warstwa z wełny, bezpośrednio przylegająca do ocieplanej ściany, ma wyraźnie mniejszą gęstość niż pozostała. Cienka warstwa, skompresowana do 15-25 mm, stanowi utwardzone podłoże przeznaczone do zamocowania mechanicznego izolacji i wykonania na nim wierzchniej warstwy systemu ociepleń ETICS.

Płyty zwykłe i lamelowe różnią się wytrzymałością na rozciąganie prostopadle do powierzchni czołowych, przy czym lamele charakteryzują się kilkakrotnie większymi wartościami. Dzięki temu można je stosować w systemach jedynie klejonych, podobnie jak płyty styropianowe. W przypadku lameli wymaga się, by klejenie odbywało się na całej powierzchni płyty. Sposób nakładania kleju i jego ilość są częścią specyfikacji systemu. Lamele klejone są metodą grzebieniową, z zastosowaniem pacy zębatej, po wcześniejszym przeszpachlowaniu powierzchni płyty klejem. W przypadku niepylących, nośnych podłoży mineralnych, do wysokości 20 m, do mocowania lameli nie są wymagane dodatkowe łączniki mechaniczne.

Stosując termoizolację o wysokiej paroprzepuszczalności, taką jak wełna mineralna, należy dobrać do niej właściwy rodzaj tynku. Niestety tynki akrylowe z dodatkiem żywic zamykają dyfuzyjność ściany w ostatniej warstwie muru, przez co przenikająca przez ścianę na zewnątrz wilgoć napotka barierę, a to doprowadzi do uszkodzenia przegrody. Dlatego do systemów bazujących na wełnie kamiennej odpowiednie są tynki mineralne lub silikatowe, gwarantujące zachowanie parametrów izolacji.

Drugim sposobem izolacji ścian zewnętrznych jest metoda lekka sucha. Metoda ta polega na wypełnieniu wełną drewnianego lub stalowego rusztu konstrukcyjnego, a następnie osłonięciu ocieplenia wiatroizolacją i okładziną elewacyjną np. z desek. W tym rodzaju izolacji używamy sprężystych płyt z wełny o niewielkiej gęstości (wełny miękkiej, gdyż wełna nie musi przenosić żadnych obciążeń poza ciężarem własnym).

Elewacja z cegieł

Wybierając materiał na fasady domu, najlepiej stawiać na klinkier wypalany z wysokiej jakości gliny, produkowany w warunkach kontrolowanych komputerowo i objęty wieloletnią gwarancją.

Cegła klinkierowa lub licowa. Uznaje się, że cegła klinkierowa to ta, która charakteryzuje się niską nasiąkliwością (mniej niż 6%), dużą wytrzymałością mechaniczną oraz wyjątkową odpornością na surowe warunki atmosferyczne. Te szczególne właściwości zależą od składu surowca użytego do produkcji oraz oczywiście od bardzo wysokiej temperatury wypalania (powyżej 1000⁰C). Niższa nasiąkliwość cegieł klinkierowych powoduje, że są one bardziej niż elewacyjne odporne na bezpośrednie działanie wody. Dzięki niskiej nasiąkliwości i twardości cegły klinkierowe są też mniej podatne na przebarwienia czy porastanie glonami, co w przypadku domów jednorodzinnych warto wziąć pod uwagę na terenach o wyższej wilgotności, np. blisko lasu.

Tradycyjna cegła klinkierowa ma wymiary 240 x 115 x 71 mm. Nadal jest chętnie wykorzystywana do wznoszenia elewacji w budynkach o tradycyjnej architekturze. Natomiast w nowoczesnych budynkach coraz częściej używa się wydłużonych formatów LDF (290 x 115 x 52 mm) i XLDF (365 x 115 x 52 mm). Stanowią one oryginalny element wykończeniowy. Łączenie różnych formatów cegieł jest stosowane przy minimalistycznej architekturze, dzięki czemu budynek zyskuje dekoracyjną fasadę.

Cegły ręcznie formowane. To cegły klinkierowe, którym spatynowany, postarzany wygląd nadaje się świadomie. Są dziś szczególnie pożądane ze względu na to, że doskonale imitują wiekowy mur, sprawdzają się w budynkach industrialnych lub na takie stylizowanych. Zastosowane na elewacji nadają bryle wyjątkowego charakteru, wydając się być nadgryzionymi zębem czasu. Lico cegieł ręcznie formowanych ma matową strukturę. Oryginalna jest nie tylko ich faktura, ale też kolor, który odbiega od barwy produktów wytwarzanych masowo – za barwę odpowiada tu  dodatek wyselekcjonowanych gatunków piasków, a nie jak w przypadku cegieł maszynowych rodzaj gliny.

Cegły pełne lub drążone. Duża część oferty produktów klinkierowych dostępna jest w obu wersjach. Cegły drążone, czyli z otworami, są lżejsze od pełnych. Szczeliny mogą zajmować nawet 15-35% ich całkowitej powierzchni. Cegły drążone są też tańsze, jednak nie mogą być wszędzie stosowane, np. nie wolno budować z nich kominów czy przewodów wentylacyjnych. Sprawdzą się za to podczas wznoszenia elewacji i przy budowaniu małej architektury ogrodowej. Produkty z otworami stosuje się też we wnętrzu. Z kolei cegły pełne są uniwersalne, służą do wykonywania wszelkich konstrukcji. Są odporne na najbardziej surowe warunki atmosferyczne.

Ocieplenie dachu stromego

Do ocieplania dachu skośnego wykorzystuje się wełnę o λ ≤ 0,039 W/(mK), układaną w dwóch warstwach – 20 cm między krokwiami i 10 cm pod nimi. Na rynku dostępne są wyroby o  lepszej izolacyjności, np. 0,033 W/(mK). Najpopularniejsze do zastosowania w dachu stromym są maty z wełny skalnej lub szklanej; wełnę skalną do ocieplenia dachu można kupić też w postaci płyt.

Zamiast drugiej warstwy wełny mineralnej mocowanej pod krokwiami dodatkowe ocieplenie można ułożyć nad nimi, czyli zrobić izolację nakrokwiową. Odpowiednia do tego wełna oferowana jest w rozwiązaniach systemowych.

Ocieplenie dachu płaskiego

Kluczową kwestią w przypadku stropodachów jest prawidłowe zaprojektowanie i wykonanie konstrukcji w sposób zapewniający maksymalnie wysoką odporność na działanie wilgoci oraz obciążenia mechaniczne. Zabezpieczenie połaci dachowej zapewnia układ współpracujących ze sobą elementów, na który składa się szczelna, ciągła warstwa wodo- i paroszczelna, prawidłowo zamontowana warstwa ocieplenia o dobrych właściwościach termoizolacyjnych oraz wysokiej wytrzymałości mechanicznej i odporności na ogień, a także poprawnie wykonane spadki i odwodnienia.

Wraz z wejściem Polski do Unii Europejskiej w 2004 roku, wszystkie materiały budowlane dopuszczone do obrotu w naszym kraju muszą mieć oznaczenie CE. Oznacza ono, że dany wyrób jest zgodny z tzw. normami zharmonizowanymi, czyli normami określającymi właściwości użytkowe danego przedmiotu, przyjętymi przez europejskie organy normalizacyjne. Aby móc uzyskać znak CE dla produktu, producent wystawia dla niego Deklarację Właściwości Użytkowych (DoP).

W przypadku izolacji z wełny mineralnej (szklanej lub kamiennej), zharmonizowana norma EN 13162:2012 + A1:2015 wprowadza trzy zasadnicze kryteria świadczące o – co kluczowe szczególnie z punktu widzenia konstrukcji dachów płaskich – wytrzymałości danego rozwiązania i jego gotowości do przejmowania obciążeń mechanicznych:

• wytrzymałość na ściskanie przy 10% deformacji, CS(10) – zgodnie z normą EN 826;
• wytrzymałość na obciążenie punktowe, PL(5) – zgodnie z normą EN 12430;
• wytrzymałość na rozciąganie prostopadłe do powierzchni, TR – zgodnie z normą EN 1607.

Podstawowym wyróżnikiem wełny potrzebnej do tego rozwiązania jest bardzo wysoka wytrzymałość zarówno na naprężenia ściskające (90 kPa przy 10-procentowej deformacji), jak i obciążenia punktowe (nawet 900 N) podczas montażu i użytkowania.

Masa i gęstość wełny na dach płaski

Wymienione wcześniej kryteria pozwalają ocenić przydatność danego produktu do zastosowania np. w charakterze izolacji termicznej dachu fotowoltaicznego. Pierwsze z nich odpowiada na pytanie, jakie obciążenie należy przyłożyć, by grubość materiału uległa deformacji o 10%. Przykładowo, wartość 100 kPa oznacza, że dana płyta wytrzyma nacisk wynoszący niecałe 10 200 kg/m2.

Zanim wprowadzono w Polsce obowiązek testowania wyrobów izolacyjnych pod kątem znormalizowanych norm europejskich, powszechnie stosowaną metodą oceny przydatności wełny mineralnej była jej gęstość oraz, pośrednio, waga. Jest to kryterium nieprecyzyjne, lecz pomimo upływu blisko dwóch dekad, niekiedy wciąż można spotkać się z tego typu argumentacją.

Gęstość wełny mineralnej w pewien ogólny sposób określa jej przydatność do konkretnych zastosowań, aczkolwiek z uwagi na pewną nieprecyzyjność, nie można jej traktować jako wyznacznik wytrzymałości danego produktu. Nie bez przyczyny zharmonizowana norma europejska nie wymaga, aby producenci podawali gęstość płyt do izolacji dachów płaskich. Kluczowy wpływ na charakterystykę wełny ma jakość i stabilność produkcji, która nawet przy stosunkowo niedużej gęstości i masie, pozwala wytwarzać płyty o bardzo wysokiej wytrzymałości, klasyfikowanej zgodnie z obowiązującymi normami.

Dodatkowym argumentem przemawiającym za tym, aby nie traktować gęstości i masy wełny mineralnej jako czynnika decydującego o jej wytrzymałości, jest… odpowiedzialne podejście do kwestii zmian klimatu. W kontekście izolacji dachów fotowoltaicznych, aspekt ten nabiera na znaczeniu podwójnie.

Aby wyprodukować płytę dachową z wełny mineralnej o dużej gęstości, potrzeba nie tylko więcej surowców, ale też energii, aby je wytopić w piecach i obrobić w gotowy produkt. Innymi słowy, zwiększa się ślad węglowy wyrobu, mierzony za pomocą tzw. wskaźnika GWP. W przypadku nowoczesnych projektów budowlanych, które m.in. poprzez wykorzystanie odnawialnych źródeł energii oraz zastosowanie zrównoważonych rozwiązań pragną ograniczyć swój wpływ na otoczenie i ubiegać się o certyfikacje typu LEED czy BREEAM, czynnik ten staje się szczególnie istotny.

Ocieplenie stropu

Większość stropów stosowanych obecnie w budownictwie charakteryzuje się niewystarczającą izolacyjnością akustyczną od dźwięków powietrznych oraz uderzeniowych. Szczególnie ma to miejsce w przypadku lekkich stropów drewnianych. Dlatego też układa się w nich lub na nich dodatkowe warstwy izolacyjne. W przypadku zastosowania masywnych stropów stosuje się twarde wełny służące głównie do izolacji akustycznej podłóg pływających, pozwalające na przyrost izolacji akustycznej od dźwięków uderzeniowych. W przypadku zaś lekkich stropów belkowych (drewnianych) izolacja akustyczna w postaci sprężystych miękkich mat i płyt z wełny mineralnej będzie pełniła rolę izolacji akustycznej od dźwięków powietrznych.

Ocieplenie stropu nad pomieszczeniem nieogrzewanym

Obowiązujące wymagania dotyczące izolacyjności termicznej stropów nad przestrzeniami nieogrzewanymi lub zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi określone zostały w znowelizowanych Warunkach Technicznych w 2017 roku. Oznacza to, że wprowadzone wówczas zapisy dotyczące tego typu przegród, pomimo kolejnych dwóch aktualizacji rozporządzenia w 2019 i 2021 roku, pozostają niezmienione po dziś dzień. W przypadku stropów oddzielających zimne pomieszczenia od części użytkowych czy mieszkalnych o temperaturze wnętrz równej lub wyższej 16°C, dopuszczalna wartość współczynnika przenikania Umax wynosi 0,25 W/(m2K).

Warto w tym miejscu zauważyć, że są to wyraźnie mniej surowe wymagania, niż w przypadku ścian zewnętrznych (Umax = 0,20 W/(m2K)) oraz dachów (Umax = 0,15 W/(m2K). Jednocześnie wiele budynków wzniesionych w ubiegłym wieku lub na początku obecnego stulecia, nie spełnia nawet tych obecnych, niezbyt rygorystycznych norm, ponieważ w latach ich wznoszenia obowiązywały jeszcze lżejsze normy. To przekłada się niekiedy na znaczne straty ciepła i niższą efektywność systemów grzewczych. Zdaniem ekspertów, nie warto bagatelizować kwestii ocieplania piwnic i garaży – zarówno w dużych budynkach użyteczności publicznej i obiektach wielorodzinnych, jak i domach jednorodzinnych,

Stropy oddzielające zimne piwnice czy garaże kryją duży potencjał dla oszczędności oraz poprawy komfortu termicznego, akustycznego i bezpieczeństwa pożarowego, przy stosunkowo niewielkich nakładach finansowych i niedużym skomplikowaniu prac, także w późniejszych etapach życia obiektu.