Piana poliuretanowa w termoizolacji dachu skośnego

Niestabilna sytuacja na rynku surowców energetycznych, rosnące ceny energii i, co za tym idzie, zwiększające się koszty utrzymania budynków sprawiają, że energochłonność to obecnie temat numer jeden w branży budowlanej, zwłaszcza jeśli chodzi o budynki mieszkalne. Konsumenci doskonale wiedzą już, że dobrze zaprojektowany i skutecznie zaizolowany dom pozwala na znaczne ograniczenie kosztów eksploatacyjnych związanych z ogrzewaniem w okresie jesienno-zimowym oraz klimatyzacją w okresie letnim. Newralgicznymi obszarami, które sprzyjają ucieczce ciepła z budynku zwłaszcza w przypadku niewłaściwej izolacji, są przegrody (dach, strop, ściany, okna). Dlatego tak istotne przy pracach projektowych jest obliczenie współczynnika przenikania ciepła U dla każdej z tych przegród oraz dobranie odpowiedniej metody termoizolacji.

Fot. Piana poliuretanowa jako izolacja dachu skośnego

Dach skośny – przegroda dachowa oraz izolacja pianą PUR

Rozważmy przypadek izolacji metodą natrysku pianą poliuretanową otwartokomórkową dachu skośnego z jedną szczeliną wentylacyjną i zabudową gipsowo-kartonową. Prezentowane obliczenia są oparte na najbardziej niekorzystnych warunkach klimatycznych występujących w Polsce, czyli strefie klimatycznej V zgodnie z normą PN-EN 12831:2006. Czy piana PUR okaże się skutecznym izolatorem? Czy ta metoda izolacji pozwoli na uzyskanie parametrów zgodnych z aktualnie obowiązującymi przepisami prawa budowlanego? Sprawdźmy.

Analizę cieplno-wilgotnościową przeprowadzono dla dachu drewnianego skośnego z jedną szczeliną wentylacyjną, krytego dachówką (obliczenia wykonała mgr inż. Joanna Pulajew, projektant konstrukcji, specjalista mykologiczno-budowlany PSMB). Piana poliuretanowa była aplikowana od strony wewnętrznej pomiędzy krokwie oraz na krokwie, do uzyskania określonej grubości w zależności od zastosowanego rodzaju systemu poliuretanowego. Uwzględniono przekrój krokwi 8 x 18 cm z rozstawem co 80 cm. Zamknięcie przegrody stanowiły folia paroizolacyjna oraz zabudowa z płyt g-k.

Rys. Przekrój przez dach skośny z jedną szczeliną wentylacyjną, kryty dachówką. Źródło: katalog techniczny Purios „Systemy poliuretanowe w budownictwie”

Zastosowana membrana dachowa wysoko paroprzepuszczalna powinna charakteryzować się oporem dyfuzyjnym na poziomie S_d < 0,4. Przenikająca przez membranę para wodna jest usuwana na zewnątrz przez powietrze przepływające w szczelinie (co ważne, membrana nie może być zbyt luźna, aby nie doszło do wypchnięcia jej w stronę pokrycia dachowego i zawężenia światła szczeliny wentylacyjnej).

Warunkiem prawidłowego działania rozpatrywanej przegrody jest odpowiednio zaprojektowana i wykonana szczelina wentylacyjna. Głównym jej zadaniem jest odprowadzenie wilgoci pochodzącej z wnętrza budynku, a równocześnie zabezpieczenie przed zawilgoceniem z zewnątrz.

Warstwa paroizolacji stanowi zabezpieczenie przed wnikaniem w warstwy dachowe wilgoci bytowej z pomieszczeń. W opisywanym przypadku zastosowano folię paroizolacyjną o współczynniku oporu dyfuzyjnego S_d > 20.

Ważną kwestią jest również zapewnienie efektywnej wentylacji pomieszczeń, która pozwala eliminować nadmiar pary wodnej wytwarzanej przez użytkowników budynku i utrzymać optymalną wilgotność pomieszczeń na poziomie 40–60%. Skuteczna będzie tu zarówno wentylacja mechaniczna (rekuperacja), jak i prawidłowo zaprojektowana wentylacja grawitacyjna połączona z wietrzeniem pomieszczeń. Zastosowane rozwiązanie przedstawiono na rysunku.

Rozwiązanie to jest zaprojektowane w taki sposób, aby zapewnić użytkownikom budynku komfortowe warunki pobytu przez cały rok. Skutecznie zabezpiecza obiekt przed utratą ciepła w okresie zimowym, jak również pozwala zatrzymać chłodniejsze powietrze w budynku w okresie letnim, ograniczając ryzyko przegrzewania wnętrza.

>>> Piana poliuretanowa Purios w inwestycjach deweloperskich

>>> Montaż okna dachowego w dociepleniu nakrokwiowym płytami PIR

Skuteczność termoizolacji

Skuteczna izolacja to przede wszystkim sucha izolacja. Podczas natrysku piana rozpręża się we wszystkich kierunkach, zwiększając wielokrotnie swoją objętość i wypełniając równomiernie przestrzeń, na którą jest aplikowana, co wyklucza powstanie mostków termicznych. Układ warstw w przegrodzie oraz odpowiednio dobrana izolacja pozwalają na wyeliminowanie ryzyka gromadzenia się wilgoci kondensacyjnej wewnątrz materiału izolacyjnego, a paroizolacja blokuje możliwość przedostawania się wilgoci bytowej w struktury ocieplenia.

Jak wiadomo, wyznacznikiem izolacyjności termicznej danej przegrody jest współczynnik przenikania ciepła U. Im niższy współczynnik U, tym lepsza izolacja termiczna danej przegrody, a w konsekwencji mniejsze rachunki za energię cieplną. Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, od stycznia 2021 r. współczynnik U dla dachów powinien wynosić nie więcej niż 0,15 W/(m²·K).

Jak kształtują się wartości tego parametru w opisanym przypadku ocieplenia dachu skośnego pianą PUR? Przedstawione w tab. wartości współczynnika przenikania ciepła dachu zostały obliczone zgodnie z normą PN-EN ISO 6946 dla całej przegrody, z uwzględnieniem poszczególnych elementów. Przyjęto wilgotność wewnętrzną pomieszczenia typową dla biur i lokali mieszkalnych o normalnym obłożeniu.

Tab. Współczynnik przenikania ciepła przez przegrodę (przekrój niejednorodny z uwzględnieniem elementów przegrody) w zależności od wybranego systemu poliuretanowego

Uzyskane wyniki jednoznacznie wskazują, że zaizolowana przegroda spełnia wymagania obowiązujących warunków technicznych dotyczące izolacyjności cieplnej. Każdy z zastosowanych w obliczeniach systemów poliuretanowych miał współczynnik przenikania ciepła na poziomie nie wyższym niż 0,15 W/(m²·K), co potwierdza skuteczność piany poliuretanowej jako termoizolacji dachów skośnych.

Piana poliuretanowa w termoizolacji – zalety rozwiązania

Nie zapominajmy o innych walorach zastosowania piany PUR, takich jak minimalizacja mostków termicznych, niski współczynnik przewodzenia ciepła λ, relatywnie krótki czas aplikacji czy odporność na korozję biologiczną. Przy zastosowaniu w rozwiązaniu zabudowy z płyt g-k przegroda spełnia wymagania odporności ogniowej REI 30.

Dodatkowym atutem jest bardzo mały ciężar przedstawionych systemów poliuretanowych. Gęstość pozorna produktu wynosi 12–14 kg/m³, co ma znaczenie zwłaszcza przy docieplaniu obiektów istniejących, gdzie ograniczona nośność konstrukcji nie zawsze pozwala na jej dociążenie innym (cięższym) materiałem termoizolacyjnym.

Należy oczywiście pamiętać, że warunkiem uzyskania skutecznej termoizolacji jest staranny i prawidłowy montaż poszczególnych elementów przegrody, gdyż wykonanie jej niezgodnie z projektem lub zastosowanie materiałów o innych parametrach niż zakładane w obliczeniach cieplno-wilgotnościowych może skutkować nieprawidłowym działaniem przegrody (np. gromadzeniem się w niej wilgoci, wykraplaniem wilgoci na wewnętrznej jej powierzchni, osłabieniem izolacyjności cieplnej przegrody). Nie warto zapominać o stosowaniu zaleceń producenta oraz zasad sztuki budowlanej.

Tomasz Krzysztoń ekspert Purios

>>> Dach płaski – projektowanie, izolacja, materiały

>>> Ocieplanie dachów i stropodachów

Sprawdź: Produkty budowlane