Systemy ociepleń

W zakresie złożonych systemów izolacji cieplnej ścian zewnętrznych budynków (ETICS) renomowani dostawcy oferują rozwiązania oparte na różnorodnej gamie materiałów izolacyjnych. Wśród nich znajdziemy systemy najbardziej popularne, w których funkcję izolacji pełni styropian, styropian grafitowy, wełna mineralna w płytach oraz wełna lamelowa. Oferta liderów w branży zawiera jednak również rozwiązania premium oparte na polistyrenie ekstrudowanym oraz na płytach z piany fenolowej. Rodzaj materiału, jego grubość oraz sposób zamocowania powinny zostać określone w projekcie technicznym.

Na co należy zwracać uwagę przy doborze systemu? Jakimi kryteriami należy się kierować, wybierając takie a nie inne rozwiązanie? Jaki materiał izolacyjny wybrać, aby izolacja była trwała i skuteczna?

Poniższe informacje z pewnością pomogą w bardziej świadomym wyborze. 

Fot. 1. Ocieplanie płytami ze styropianu (fot. K. Wiśniewska)

Systemy oparte na styropianie białym (EPS)

Styropian, czyli polistyren ekspandowany (EPS), to materiał izolacyjny wykonany metodą spieniania polistyrenu. Swoje właściwości izolacyjne styropian zawdzięcza temu, że w 98% jest zbudowany z powietrza. Jest to najtańszy na rynku produkt do złożonych systemów izolacji cieplnej budynków (ETICS). Systemy oparte na styropianie są bardzo rozpowszechnione z uwagi na prostotę montażu oraz atrakcyjną cenę. Styropian nie starzeje się, nie butwieje i nie gnije. Wbrew obiegowym opiniom styropian nie zanika w wyniku naturalnego starzenia. Bardzo ważnym parametrem charakteryzującym styropian jest współczynnik przewodzenia ciepła λ, który dla EPS 70 wynosi minimum 0,040 W/m.K. W związku z powyższym skuteczna izolacja z płyt styropianowych powinna mieć grubość od 12 cm do około 16 cm. Przy wykonywaniu ociepleń z płyty ze styropianu należy bezwzględnie unikać jego kontaktu z rozpuszczalnikami oraz zawierającymi je preparatami, np. z oleistymi impregnatami do drewna czy papą smołową. Płyty styropianowe nie są odporne na promieniowanie UV. Dlatego po przyklejeniu płyt do ściany nie należy zostawiać niezabezpieczonych płyt dłużej niż dwa miesiące.

Styropian dociera na budowę w dwóch odmianach:

– z krawędziami prostymi,

– z krawędziami frezowanymi.

Teoretycznie płyty frezowane pozwalają na bardzo precyzyjne ocieplenie ścian budynku z całkowitą eliminacją mostków termicznych. Praktycznie okazuje się jednak, że prace na styropianie frezowanym przysparzają wielu trudności i często w pośredni sposób stają się przyczyną występowania wielu błędów. Ściany zewnętrzne budynków bardzo często posiadają liczne krzywizny, a sam styropian rzadko ma idealnie wykonany frez. Problematyczne zatem staje się ułożenie płyt tak, aby frezy na krawędziach płyt stworzyły idealnie dopasowane połączenie. Taki stan znacznie spowalnia prace i powoduje zwiększenie odpadów. Warto nadmienić, że płyty styropianowe, niezależnie od tego czy są frezowane czy mają krawędzie proste, powinny być sezonowane, a ich krawędzie nie powinny posiadać wyszczerbień.

Systemy oparte na EPS zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, mogą być stosowane na wszystkich budynkach do wysokości 25 m od poziomu terenu. Powyżej tej wysokości system ETICS powinien być złożony z materiałów niepalnych. Systemy oparte na styropianie są sklasyfikowane jako nierozprzestrzeniające ognia (NRO). Zgodnie z dotychczasowymi doświadczeniami w zakresie właściwości ogniowych systemów ociepleń stwierdzono, że optymalnym sposobem klejenia płyt styropianowych do podłoża jest metoda plackowo-pasmowa. Taki sposób w przypadku pożaru w znacznym stopniu eliminuje penetrację gorących produktów spalania pomiędzy podłożem a ociepleniem, wpływając jednocześnie na czas topnienia płyt EPS.

Systemy, w których funkcję materiału izolacyjnego pełnią płyty styropianowe, mogą być wykańczane praktycznie każdym rodzajem tynku. Rodzaj użytej wyprawy jest uzależniony od zaprojektowanego koloru, usytuo­wania budynku, warunków pogodowych oraz środków finansowych, jakie inwestor zamierza przeznaczyć na nową elewację.

Fot. 2. Ocieplanie płytami XPS (archiwum firmy Weber)

Systemy oparte na styropianie grafitowym

Oprócz zwykłych białych płyt EPS na rynku sprzedawany jest również styropian z dodatkiem grafitu. Grafit zawarty w płytach styropianowych podnosi ich właściwości izolacyjne poprzez dodatkową absorpcję promieniowania cieplnego. Dzięki temu współczynnik przewodzenia ciepła λ jest niższy i wynosi około 0,035 W/m.K. Takim styropianem zaleca się ocieplać ściany zewnętrzne, zwłaszcza kiedy konieczna jest redukcja grubości termoizolacji.

Przy prowadzeniu prac ociepleniowych z wykorzystaniem styropianu grafitowego należy pamiętać, że przyczepność tradycyjnych zapraw klejowych do styropianu z grafitem jest gorsza. W takich przypadkach zaleca się wykorzystywać mocniejsze zaprawy klejowe.

Systemy oparte na polistyrenie ekstrudowanym (XPS)

Strukturę płyt z polistyrenu ekstrudowanego (XPS) tworzą zamknięte komórki o ściśle do siebie przylegających krawędziach i bardzo małych rozmiarach (w przeciwieństwie do płyt ze styropianu, EPS który zbudowany jest ze sklejonych ze sobą granulek, między którymi znajduje się dużo wolnej przestrzeni). Współczynnik przewodzenia ciepła λ dla polistyrenu ekstrudowanego XPS wynosi około 0,035 W/ m.K.

Płyty z XPS mają bardzo małą nasiąkliwość i dużą wytrzymałość na ściskanie. Stąd ich główne zastosowanie to ściany fundamentów oraz piwnic. Systemy oparte na XPS doskonale sprawdzają się również we wszystkich strefach budynku, które narażone są na stałe zawilgacanie wodą odbitą. Są to strefy cokołowe stykające się bezpośrednio z gruntem bądź z konstrukcją balkonu lub tarasu, strefy nad poziomo usytuowanymi profilami ozdobnymi, połączenia dachów budynków niższych ze ścianami szczytowymi budynków wyższych.

Przy doborze płyt z XPS szczególną uwagę należy zwrócić na powierzchnię płyt. Nie powinna być ona gładka, gdyż utrudni to w znaczący sposób przyczepność systemowych zapraw klejowych i klejowo-szpachlowych. Na rynku dostępne są płyty z polistyrenu ekstrudowanego tzw. fasadowego. Posiadają one chropowatą powierzchnię, dzięki czemu uzyskanie prawidłowej przyczepności nie stanowi problemu.

Fot. 3. Ocieplanie wełną mineralną

Systemy oparte na wełnie mineralnej

Wełna mineralna fasadowa jest produkowana z niepalnych surowców (głównie bazalt), a zatem w przeciwieństwie do płyt z EPS i XPS jest produktem niepalnym. Wyroby z wełny  mineralnej bez problemu uzyskują najwyższą i najbezpieczniejszą klasę ogniową – klasę A1. Wełna jest materiałem elastycznym mającym dużo lepsze od płyt z EPS i XPS właściwości akustyczne. Współczynnik przewodzenia ciepła λdla wełny mineralnej jest porównywalny do płyt z EPS i wynosi 0,042 W/m.K. Dostępne są jednak produkty posiadające korzystniejsze współczynniki λ. Powyższe właściwości wełny wyznaczają jej główne obszary zastosowań.

Systemy oparte na wełnie mineralnej zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, muszą być stosowane na wszystkich budynkach powyżej wysokości 25 m od poziomu terenu. Wyjątek stanowią budynki do 11 kondygnacji włącznie wzniesione przed 1.04.1995 r. W tym konkretnym przypadku dopuszcza się zastosowanie ocieplenia z płyt EPS, pod warunkiem że zastosowany system został sklasyfikowany jako nierozprzestrzeniający ognia.

Systemy z wełną mineralną wykorzystuje się również wszędzie tam, gdzie z uwagi na liczne krzywizny ścian inne materiały izolacyjne nie zdałyby egzaminu. Elastyczność wełny pozwala na ocieplanie budynków nawet o bardzo skomplikowanych kształtach.

Bardzo ważnym parametrem wełny mineralnej jest jej wysoka paroprzepuszczalność. Pozwala ona jednocześnie na odprowadzenie wilgoci będącej efektem kondensacji pary wodnej oraz wilgoci, która z różnych względów nie została usunięta do końca ze ściany zewnętrznej. Z tego względu budynki, które dotknięte zostały powodzią, po odcięciu dopływu wody i osuszeniu ścian zdecydowanie lepiej jest ocieplać systemami opartymi na wełnie mineralnej. Wysoka dyfuzyjność wełny warunkuje zastosowanie systemowych produktów o równie dobrej paroprzepuszczalności. Mają tu wobec tego zastosowanie tynki polimerowo-mineralne malowane farbami silikonowymi oraz tynki silikatowe i silikonowe.

Wełna stosowana w złożonych systemach izolacji ścian zewnętrznych budynków występuje w dwóch odmianach:

– wełna mineralna o prostopadłym do ściany układzie włókien (tzw. lamela),

– wełna mineralna o rozproszonym układzie włókien.

Oba produkty pod względem cieplnym posiadają podobne parametry. Różnią się jednak sposobem wbudowania. Wełnę lamelową przykleja się do ściany całopowierzchniowo, natomiast wełnę o rozproszonym układzie włókien przykleja się podobnie do płyt ze styropianu metodą plackowo-pasmową. Warto jest dodać również, że o ile płyty z wełny mineralnej o prostopadłym do ściany układzie włókien można mocować do ściany tylko za pomocą kleju (mocowanie mechaniczne jest opcjonalne i jego zasadność jest określona w projekcie technicznym), o tyle płyty o rozproszonym układzie włókien oprócz połączenia klejowego zawsze muszą być zamocowane dodatkowo za pomocą łączników mechanicznych. Łączniki mechaniczne każdorazowo powinny mieć trzpień wykonany z metalu. Przed przyklejeniem wełny mineralnej do ściany należy ją zagruntować, gruntowanie wykonać systemowym klejem rozrobionym w większej ilości wody zarobowej. Przy wykonywaniu ociepleń z wykorzystaniem wełny mineralnej należy pamiętać o dodatkowych środkach ochrony osobistej, tj. rękawicach ochronnych, masce oraz okularach. Wełna mineralna bowiem przy obróbce kruszy się i pyli.

Systemy oparte na płytach z pianyfenolowej

Płyty fenolowe to materiał o zamkniętej budowie komórkowej, dzięki czemu osiągają najlepsze właściwości termoizolacyjne wśród produktów oferowanych na rynku (λ = 0,021 W/m.K). Wymagana wartość U przegrody jest osiągana przy niemal dwukrotnie mniejszej grubości płyty w porównaniu do tradycyjnych izolacji. Rdzeń płyty to sztywny, fenolowy materiał izolacyjny klasy premium, z obustronną okładziną z welonu szklanego. Płyty fenolowe posiadają stabilne właściwości termoizolacyjne przez lata. Piana fenolowa jest odporna na przenikanie i chłonięcie wilgoci, charakteryzuje ją wysoka wytrzymałość na ściskanie 100 kPa (przy 10-procentowym odkształceniu), jest nieszkodliwa, łatwa w obróbce i instalacji, przyjazna w użyciu i bezpieczna dla środowiska.

Systemy oparte na płytach z piany fenolowej doskonale nadają się do nowych budynków i do renowacji, pozwalają na spełnienie najwyższych wymogów stawianych materiałom przeznaczonym do budownictwa energooszczędnego i pasywnego. Systemy są szczególnie polecane wszędzie tam, gdzie jest zbyt mało miejsca na wykonanie prawidłowej grubości ocieplenia. Prawie dwukrotnie lepszy współczynnik przewodzenia ciepła sprawia, że system wykonany z płyt izolacyjnych z piany fenolowej może mieć prawie dwukrotnie mniejszą grubość w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań. Spróbujmy wyobrazić sobie budynek, który na całej wysokości ściany ma odchyłkę od pionu równą 15 cm.
Takich krzywizn na budynkach budowanych w latach 70. i 80. nie brakuje. Punktem wyjścia na takim budynku będzie miejsce najbardziej wypukłe. Tutaj powinniśmy wbudować obliczeniową grubość izolacji. Przyjmijmy, że jest to 12 cm styropianu. W związku z tym we wszystkich miejscach, w których mamy zagłębienie, grubość izolacji powinna mieć wartość 27 cm! Większość producentów określa maksymalną grubość izolacji ze styropianu jako 25 cm. Zastosowanie systemu opartego na płytach izolacyjnych z piany fenolowej w miejscach największych wypukłości na elewacji pozwoli na prawidłowe zaizolowanie budynku.

Miejscami, w których bardzo często występuje problem z wbudowaniem izolacji o odpowiedniej grubości, są z pewnością ościeża okienne oraz drzwiowe. Brak możliwości pełnego docieplenia obwodowego otworu okiennego lub drzwiowego jest przyczyną powstawania lokalnych mostków termicznych. Z problemem braku miejsca na wbudowanie systemu ociepleń opartego na tradycyjnym materiale izolacyjnym spotkamy się w budynkach, w których okapy są zbyt krótkie, aby zapewnić prawidłowe zaizolowanie ścian. Pocienienie izolacji pozwala uniknąć dodatkowych kosztów związanych z kłopotliwym i czasochłonnym przedłużeniem więźby dachowej. Kolejnym obszarem zastosowań systemów opartych na płytach z piany fenolowej są małe balkony lub wnęki balkonowe. Tutaj cieńsza izolacja pozwala na zwiększenie przestrzeni balkonów, tarasów i loggii nawet o 8%. We wnękach balkonowych zyski są jeszcze większe! Wnęka balkonowa o wymiarach 1,2 m na 2,1 m będzie o 12% większa od takiej samej wnęki ocieplonej tradycyjnymi materiałami izolacyjnymi.

Ograniczeniem stosowania systemów opartych na płytach izolacyjnych z piany fenolowej jest ich cena. Płyty fenolowe są najdroższym materiałem izolacyjnym do zastosowań w ETICS.

Bardzo ważnym ogniwem łańcucha złożonego ze wspomnianych systemów jest wykonawca robót. Dobrze wykonany projekt oraz prawidłowo dobrany system elewacyjny to tylko połowa sukcesu. Właśnie wykonawca prac dzięki swoim doświadczeniom oraz kwalifikacjom będzie gwarantem prawidłowego wbudowania całego złożonego systemu izolacji cieplnej. Warto zadbać o to, aby wybrany wykonawca pokazał nam wykonane przed kilku laty obiekty, aby posiadał autoryzację wystawianą i aktualizowaną co roku przez producenta systemu. Tymczasem ciągle najważniejszym – lub wręcz jedynym – kryterium, jakie brane jest pod uwagę przy wyborze firmy wykonawczej, jest cena. Kierowanie się wyłącznie ceną często jest przyczyną powstawania dodatkowych kosztów poprawiania tego, co zostało zaniedbane przez niesolidną ekipę.

mgr inż. Paweł Kielar

kierownik produktu – systemy ETICS

Saint-Gobain Construction Products Polska Sp. z o.o.