Nowe wymaganie podstawowe dotyczące zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych.
Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 r., które ustanawia zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchyla w tym zakresie dyrektywę Rady 89/106/EWG, stanowi m.in., że obiekty budowlane, jako całość oraz ich poszczególne części, muszą nadawać się do użytkowania zgodnie z ich przeznaczeniem przez cały przewidywany okres ich eksploatacji, pod warunkiem zapewnienia w tym czasie ich normalnej konserwacji. Rozszerza się przy tym zakres wymagań podstawowych, jakie muszą spełniać te obiekty. Dotychczasowe wymagania nośności, stateczności, bezpieczeństwa pożarowego, higieny, zdrowia, środowiska, bezpieczeństwa użytkowania i dostępności, ochrony przed hałasem, oszczędności energii i izolacyjności cieplnej uzupełniono o dodatkowe odnoszące się do zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych.
Zgodnie z tym nowym wymaganiem obiekty budowlane muszą być zaprojektowane, wykonane i rozebrane w taki sposób, aby zapewnić:
– ponowne wykorzystanie lub recykling obiektów budowlanych oraz wchodzących w ich skład materiałów i części po rozbiórce;
– trwałość obiektów budowlanych;
– wykorzystanie w obiektach budowlanych przyjaznych środowisku surowców i materiałów wtórnych.
Formalnie rzecz biorąc, postanowienia rozporządzenia nr 305/2011 weszły w życie w Unii Europejskiej od dnia 1 lipca 2013 r. i będą obecnie wdrażane w poszczególnych krajach członkowskich.
Potwierdzeniem przydatności wyrobów budowlanych do stosowania w budynkach spełniających powyższe wymaganie mogą być m.in. odpowiednie deklaracje środowiskowe, w których zawarte są potwierdzone orzeczenia dotyczące takich zagadnień, jak:
– zapewnienie możliwości łatwego recyklingu wyrobu,
– wykorzystanie w nich materiałów pochodzących z recyklingu.
Informacje o możliwości recyklingu mogą być również umieszczane w założeniach tzw. zielonych zamówień publicznych, do których wdrożenia w poszczególnych krajach zachęca Komisja Europejska.
Rys. Wykres wartości współczynnika przewodzenia ciepła betonów zawierających granulat polistyrenowy w zależności od gęstości, na podstawie PN-EN 1745
Potrzeby w zakresie recyklingu styropianu
Styropian jest jednym z najczęściej stosowanych materiałów do izolacji cieplnej przegród budowlanych, zwykle w postaci produktów ujętych normą PN-EN 13163 Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby ze styropianu EPS produkowane fabrycznie – Specyfikacja. Norma ta dotyczy wyrobów z polistyrenu ekspandowanego, czyli materiału o budowie komórkowej, uzyskanego w wyniku uformowania granulek spienionego polistyrenu lub jednego z jego kopolimerów, o strukturze komórek zamkniętych, wypełnionych powietrzem. Wyroby te są produkowane fabrycznie, z okładzinami, powłokami lub bez nich, w postaci płyt, rulonów lub innego wstępnie przygotowanego wyrobu. Norma obejmuje wyroby o oporze cieplnym nie mniejszym niż 0,25 m2K/W lub współczynniku przewodzenia ciepła nie większym niż 0,060 W/(mK).
Płyty styropianowe wykorzystuje się przede wszystkim do ocieplania ścian zewnętrznych budynków tzw. systemem bezspoinowym (BSO), który ostatnio coraz częściej określa się jako złożony system izolacji cieplnej ścian zewnętrznych budynków (angielski skrót ETICS od External Thermal Insulation Composite System). Istotnym elementem podanego wymagania podstawowego w zakresie zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych jest zagadnienie trwałości. Według instrukcji ITB nr 447/2009 dotyczącej zasad projektowania i wykonywania ociepleń metodą ETICS trwałość takich systemów oceniono na co najmniej 30 lat, pod warunkiem systematycznych okresowych przeglądów i niezbędnych napraw wyprawy tynkarskiej, której trwałość wynosi co najmniej pięć lat, w czasie których w warstwie tej nie powinny powstawać rysy, spękania czy odpryski. Obecnie przeprowadza się już powtórną termomodernizację budynków ocieplanych w latach 90. XX w. ze względu na ich stan lub z powodu małej, w porównaniu z dzisiejszymi standardami, grubości zastosowanej warstwy izolacji cieplnej.
Styropian stosuje się również powszechnie do izolacji stropów, podłóg na gruncie i innych przegród oraz jako rdzeń płyt warstwowych, do przegród w budynkach niemieszkalnych, głównie przemysłowych, handlowych, magazynowych itp.
Odpady ze styropianu powstają już w czasie prowadzonych prac ociepleniowych. Ocenia się, że w przypadku skomplikowanych powierzchni elewacji budynków, np. z dużą liczbą otworów okiennych, z płytami balkonowymi, loggiami, ścinki stanowić mogą nawet do 15% użytego materiału.
Oprócz zastosowań budowlanych styropian wykorzystywany jest powszechnie w całej gospodarce, głównie do produkcji opakowań lub wypełnień chroniących transportowane towary oraz do wytwarzania różnego rodzaju pojemników, jednorazowych naczyń itp., z czego znaczna część po wykorzystaniu pozostaje praktycznie niezanieczyszczona.
Ocenia się, że produkcja wyrobów styropianowych na świecie rośnie w tempie do 5% rocznie, a odpady styropianowe stają się w coraz większym stopniu uciążliwe. Z tego powodu recykling tego materiału jest obecnie jednym z głównych zadań w programach zagospodarowywania odpadów w poszczególnych krajach. Dzięki odpowiednim działaniom możliwe jest uzyskanie znaczących efektów w tym zakresie, np. w Stanach Zjednoczonych w 2010 r. recykling styropianu osiągnął wartość około 28% całkowitej produkcji tego materiału. Podstawowe składowe procesu recyklingu to:
– zbiórka i segregacja odpadów styropianowych,
– oczyszczanie, np. odpylanie,
– przetwarzanie przez rozdrabnianie, mielenie, czyli regranulacja lub całkowita zmiana postaci przez topienie lub rozpuszczanie,
– wykorzystanie w produkcji nowych wyrobów, np. przez formowanie, wytłaczanie.
Fot. Powierzchnia płyty styropianowej z dużą zawartością surowca wtórnego. Widoczne są niejednorodne obszary różniące się wielkością granulek
Możliwości zastosowania odpadów styropianowych w wyrobach budowlanych
Wyroby budowlane zawierające styropian recyklingowy muszą charakteryzować się właściwościami umożliwiającymi spełnienie wszystkich wymagań technicznych, przede wszystkim z zakresu wytrzymałościowego oraz ich podatności lub odporności na działanie narażeń zewnętrznych, które wynikają z ich przewidywanego zastosowania w budynkach. Właściwości surowców stosowanych do produkcji tych wyrobów oraz sposób ich sprawdzenia powinny być określone i nadzorowane w zakładowej kontroli produkcji, co szczególnie dotyczy materiału recyklingowego.
Ze względu na zakres przetworzenia odpadów wyróżnić można wykorzystanie regranulatu, uzyskanego z rozdrobnienia odpadów lub materiału polistyrenowego, w postaci całkowicie przetworzonej.
Wyroby z regranulatem styropianowym
Na rynku surowców wtórnych powszechnie oferowany jest oczyszczony regranulat o wielkości na ogół od około 2 do 10 mm, z przewidywanym zastosowaniem jako materiał sypki lub wypełniający, dla którego wskazać można następujące możliwe zastosowania:
– jako materiał niezwiązany do izolacji cieplnych przegród budowlanych, wykonywanych metodą wdmuchiwania (szczeliny lub przestrzenie bez przewidzianego dostępu w ścianach, stropach) lub jako wypełnienia między belkami stropowymi;
– jako materiał dodawany w warstwach wyrównawczych lub podkładach, które mają charakteryzować się niską wartością współczynnika przewodzenia ciepła (w zależności od ilości zastosowanego granulatu można uzyskać przewodność cieplną nawet poniżej 0,1 W/(mK));
– jako materiał dodawany do betonów, czyli tzw. styrobetonów, o wartości współczynnika przewodzenia ciepła od około 0,14 do około 0,2 W/(mK) w zależności od gęstości betonu (rysunek);
– jako materiał mieszany z nowym granulatem styropianowym do wytworzenia nowych wyrobów. Przykład płyty o budowie niejednorodnej pokazano na fotografii.
Wyroby z odpadów całkowicieprzetworzonych
Przykładem możliwości wykorzystania odpadów polistyrenowych w postaci całkowicie przetworzonej są uzyskiwane na ich bazie roztwory gruntujące oraz masy powłokowo-klejące do wykonywania bezspoinowych izolacji wodochronnych i chemoodpornych na różnych powierzchniach, składające się ze zmodyfikowanej mieszaniny polistyrenu lub rozpuszczalnika (AT-15-5196/2004). Mogą one być stosowane m.in. do zabezpieczenia powierzchni mineralnych przed działaniem wody pod ciśnieniem hydrostatycznym, zawierającej chlorki i siarczany, skroplonej pary wodnej, dwutlenku węgla oraz gazów kwaśnych, czynników atmosferycznych i agresywnych chemicznie zanieczyszczeń powietrza, do zabezpieczenia basenów kąpielowych i zbiorników na ścieki bytowe, w tym zewnętrznych powierzchni mineralnych wymagających swobodnego przepływu pary wodnej, np. elewacji, płaszczy kominów i chłodni kominowych.
Znane są również zastosowania odpadów polistyrenowych w wytwarzaniu wyrobów, takich jak kształtowniki tworzywowe i płyty okładzinowe lub nawet pokryciowe, które jednak są obecnie w niewielkim stopniu rozpowszechnione w budownictwie na świecie. Bardziej znane zastosowania recyklingowego polistyrenu to wytwarzanie produktów mających inne zastosowanie, takich jak: ramy do obrazów, wieszaki na ubrania, ławki, zabawki, pojemniki na płyty CD/DVD lub donice i wiele innych.
Podsumowanie
Recykling styropianu jest bardzo ważny dla zagospodarowania odpadów w gospodarkach wielu krajów. Ponowne wykorzystanie lub recykling materiałów wchodzących w skład obiektów budowlanych oraz wykorzystanie w nich surowców i materiałów wtórnych wprowadzono do wymagań podstawowych, zgodnie z którymi projektuje się, wykonuje i rozbiera obiekty budowlane. Wymaganie to ze względu na swą specyfikę dotyczącą zrównoważonego wykorzystania zasobów powinno być jednak szczegółowo uregulowane, aby można je było skutecznie wdrożyć do praktyki projektowania i przeprowadzania robót budowlanych. Wprowadzenie dodatkowych uregulowań jest również konieczne w odniesieniu do wyrobów budowlanych zawierających materiał recyklingowy oraz kontroli ich produkcji i stosowania w obiektach budowlanych, ponieważ dotychczas nie jest to przedmiotem większości zharmonizowanych europejskich norm wyrobów budowlanych.
dr inż. Robert Geryło
Zakład Fizyki Cieplnej, Instalacji Sanitarnych i Środowiska
Instytut Techniki Budowlanej
