Termoizolacje z lamusa i termoizolacje przyszłości - wełna drzewna, aerożel, foamglass i inne

Poznaj tradycyjne materiały ociepleniowe oraz termoizolacje przyszłości. Czy wełna drzewna lub owcza, które przed laty były chętnie stosowane do ocieplania domów, mają szansę i dziś? Czy aerożel i szkło piankowe zastąpią styropian lub polistyren ekstrudowany?

Zobacz galerię 9 zdjęć

Autor: Steidl Tomasz

Materiały izolacyjne z włókien lnianych modyfikowanych włóknem syntetycznym. Podstawowe cechy techniczne miękkich płyt i mat z konopi lnianych na podkładzie z włókien syntetycznych bądź lnianych to: gęstość 30-42 kg/m3, współczynnik przewodzenia ciepła λ = 0,040 W/(m.K), klasa palności B2. Ich komponentami są w 82-85% włókna konopne, w 10-15% włókna syntetyczne Bikofasern, w 3-5% soda i inne związki

Dwa elementy kształtują dziś świadomość projektantów i inwestorów oraz decydują o rozwoju technik budowania – energooszczędność i ekologia. Wszystkie ogrzewane budynki wymagają stosowania izolacji cieplnej dopasowanej do ich przeznaczenia i sposobu eksploatacji.

Tradycyjne izolacje cieplne

Zalicza się do nich:

• materiały torfowe (proszek torfowy, płyty torfowe),
• płyty pilśniowe,
• płyty wiórowo-cementowe lub wiórowo- magnezjowe,
• płyty ze słomy i z trzciny,
• płyty oraz maty z paździerzy lnianych i konopnych,
• płyty drzewne, korkowe i z kory sosnowej,
• maty i płyty z wełny owczej, 
• materiały nasypowe z celulozy.

W większości wytwarza się je, mieszając materiały pochodzenia organicznego i nieorganicznego. Niektóre, dzisiaj zaliczane do materiałów kompozytowych, wytwarzano na podstawie surowców naturalnych bez dodatków sztucznych. Można tu wymienić: płyty, maty, inne produkty z trzciny i słomy, płyty korkowe, a także mniej w Polsce znane wyroby z konopi, lnu oraz innych roślin. W okresie powojennym zostały one wyparte przez znacznie trwalsze i wytwarzane metodami przemysłowymi izolacje z polistyrenu (styropiany) oraz całą gamę wyrobów z surowców skalnych i ze szkła (wełny mineralne skalne i szklane). Zdominowały rynek materiałów termoizolacyjnych.

Unowocześnione izolacje z konopi

Przykładem renesansu materiałów pochodzenia organicznego, obecnie modyfikowanych różnymi dodatkami poprawiającymi ich trwałość, odporność na ogień i korozję biologiczną, są na przykład płyty z konopi wzmacniane elementami z w łókien sztucznych typu Bikofasern lub materiały z włókien lnianych z dodatkami z włókien syntetycznych i skrobi oraz coraz bogatsza gama produktów z wełny owczej. Te całkowicie biodegradowalne materiały charakteryzują się dobrym współczynnikiem przewodzenia ciepła λ = 0,038-0,045 W/(m^.K), są łatwe w obróbce, mają dużą elastyczność i dobrą odporność na ogień (klasa B2). Bardzo dobrze przepuszczają parę wodną, są nietoksyczne, odporne na działanie czynników biologicznych, w niewielkim zakresie regulują w ilgotność powietrza w pomieszczeniu. Nadają się głównie między krokwie lub na powierzchnię stropu nad ostatnią kondygnacją. Są konkurencyjne cenowo w stosunku do wyrobów z wełny mineralnej i szklanej.

Termoizolacje z odpadów drzewnych

Inną ciekawą grupą produktów, które można zaliczyć do tradycyjnych materiałów do izolacji cieplnej, są te wytwarzane z odpadów drewna i łączone spoiwami poprawiającymi trwałość całego wyrobu. Przykładem mogą być płyty i maty stosowane zarówno jako izolacje miękkie – do wypełniania przestrzeni w konstrukcjach szkieletowych – jak i twarde płyty wykorzystywane w systemach ociepleń typu ETICS. Ciekawym rozwiązaniem są kompozytowe płyty z materiałów pochodzenia organicznego i nieorganicznego, na przykład płyty Heraklith wytwarzane z wełny drzewnej.

Zaprawa termoizolacyjna

Zaprawa izolacyjna Pollytech jest kompozytem styropianowo-cementowym o współczynniku przewodzenia ciepła λ < 0,06 W/(m^.K) i gęstości 35-50 kg/m³. Wyroby takie w postaci wylewek lub zapraw są przygotowywane z suchych mieszanek i układane na miejscu budowy w systemie „na mokro”. Największe zastosowanie znajdują przy wykonywaniu izolacji dachów płaskich, stropów i podłóg na gruncie lub tynków. W postaci bloczków są wykorzystywane do wznoszenia ścian o bardzo dobrej izolacyjności cieplnej.

Szkło piankowe

Innym bardzo ciekawym materiałem, dziś już nieco zapomnianym, a wdrożonym przed kilkudziesięciu laty, jest szkło piankowe (foamglass). Jest produkowane w dwóch odmianach:

• szkło piankowe białe o porach otwartych, ciężarze objętościowym 240-300 kg/m³,   
• szkło piankowe czarne o zamkniętych porach, ciężarze objętościowym 100-130 kg/m³.

Obie odmiany mają bardzo dobre właściwości termoizolacyjne, a szkło piankowe czarne – również hydroizolacyjne. Szkło piankowe w postaci płyt i granulatów znajduje szerokie zastosowanie zarówno w budownictwie, jak i przemyśle. Jest odporne na działanie środowiska, niepalne, praktycznie nie tworzy odpadów szkodliwych dla środowiska. Płyty stosowane w budownictwie charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła λ_D= 0,038-0,042 W/(m^.K), zależnie od gęstości.

Zobacz galerię 9 zdjęć

Autor: Steidl Tomasz

Materiały izolacyjne z włókien lnianych modyfikowanych włóknem syntetycznym. Podstawowe cechy techniczne miękkich płyt i mat z konopi lnianych na podkładzie z włókien syntetycznych bądź lnianych to: gęstość 30-42 kg/m3, współczynnik przewodzenia ciepła λ = 0,040 W/(m.K), klasa palności B2. Ich komponentami są w 82-85% włókna konopne, w 10-15% włókna syntetyczne Bikofasern, w 3-5% soda i inne związki

Izolacje próżniowe typu VIP

Choć materiały takie są produkowane na świecie od początku lat 90. XX w., do izolacji cieplnej przegród budowlanych zastosowano je po raz pierwszy w połowie lat 90. W Polsce są mało znane, praktycznie się ich nie stosuje ze względu na skomplikowaną technologię montażu i wysoką cenę. VIP to płyty warstwowe, które tworzy rdzeń zamknięty w specjalnym opakowaniu próżniowym. Materiał rdzenia to głównie polistyren, poliuretan oraz połączenie krzemionki, tlenku tytanu i węgla, czyli mikrokrzemionka o dość skomplikowanej nanostrukturze. Niska przewodność cieplna panelu jest efektem redukcji wpływu wszystkich mechanizmów wymiany ciepła. Zmniejszenie przewodzenia ciepła uzyskano dzięki wykorzystaniu materiałów porowatych (rdzeń), znacznemu obniżeniu ciśnienia gazu wypełniającego ich pory oraz zastosowaniu blokerów (na przykład TiO 2). Obniżenie przewodzenia przez promieniowanie zapewnia samo opakowanie panelu. Całość decyduje o wyjątkowo niskiej izolacyjności cieplnej materiału λ= 0,002-0,008 W/(m^.K), pod warunkiem utrzymania odpowiednio niskiego ciśnienia wewnątrz panelu.

WIDEO: Nowoczesne okna. Aerożele i nie tylko

Izolacje transparentne

Klasyczne izolacje cieplne to materiały nieprzezroczyste o niskim współczynniku przewodzenia ciepła. Zadaniem izolacji transparentnej jest nie tylko ograniczenie ucieczki ciepła przez zewnętrzną przegrodę budowlaną, ale również przepuszczenie światła słonecznego do wnętrza budynku – wytwarzanie zysków słonecznych. Do pozyskiwania energii słonecznej przez system izolacyjny służą:

• oszklenie trzyszybowe wypełnione kryptonem, obecnie rzadko stosowane jako forma izolacji transparentnej;
• granulat z aerożelu krzemionkowego umieszczony między dwiema zespolonymi taflami szkła;

• struktury komórkowe lub kapilarne z tynkiem szklanym z absorberem pozyskującym energię słoneczną

Transparentna izolacja cieplna odbiega znacznie swoimi właściwościami od typowych materiałów będących izolacjami cieplnymi. Nie tylko ogranicza straty ciepła przenikającego z budynku, ale również stwarza możliwość pozyskiwania ciepła bezpośrednio przez przegrodę zewnętrzną. To system specjalnie dobranych rurek kapilarnych. Izolacja transparentna (TI) dobrze przepuszcza krótkofalowe promieniowanie słoneczne, natomiast słabo promieniowanie długofalowe (podczerwone) będące główną składową promieniowania emitowanego z powierzchni różnych elementów budowlanych i instalacyjnych oraz wyposażenia pomieszczeń. Są dwa typy systemów izolacji transparentnej z kapilarami pozyskującymi energię słoneczną i przekazującymi ją na powierzchnię ściany zewnętrznej:

• typ T – absorber jest częścią ściany zewnętrznej;
• typ O – nabsorber jest zespolony z matą kapilarną.

Aerożel - transparentny i nieprzejrzysty

Aerożel krzemionkowy (nanożel) jest doskonałym izolatorem. W połączeniu z innymi materiałami przezroczystymi, na przykład jako wypełnienie przestrzeni międzyszybowych, tworzy strukturę o bardzo dobrych właściwościach cieplnych i jednocześnie przewodzi promieniowanie światła słonecznego. Doskonale się nadaje do wypełnienia przestrzeni w panelach poliwęglanowych. Izolacje z aerożelem są produkowane również w postaci technicznych izolacji nieprzezroczystych typu Spacetherm i Medium Spacelot.

Transparentne panele

Systemy izolacji transparentnej produkowane przemysłowo to głównie panele typu Okalux i Sto Solar. Ten ostatni system jest układany na powierzchni ściany konstrukcyjnej. Skuteczność takiej izolacji cieplnej charakteryzuje się inaczej niż izolacji tradycyjnej. Współczynnik przewodzenia ciepła λ, który jest miarą skuteczności izolacyjności cieplnej materiału izolacyjnego, jest w tym przypadku jedynie składową całego bilansu cieplnego. Izolację taką należy sytuować od strony południowej na powierzchni nie większej niż 25-30% całkowitej powierzchni ściany. Może zająć większą powierzchnię, jeżeli pod absorberem zastosuje się system odbierający ciepło (na przykład maty z systemem rurek z cieczą chłodzącą odprowadzającą ciepło do zbiornika akumulacyjnego).