Porównanie różnych materiałów izolacyjnych.

 

TERMOIZOLACYJNOŚĆ materiału

Podstawowym kryterium doboru termoizolacji są jej właściwości izolacyjne określane wartością współczynnika przewodzenia ciepła λ [W/(m*K)]. 

 

GRUBOŚĆ izolacji i OBCIĄŻENIE konstrukcji

Aby uzyskać wymaganą izolacyjność, należy zastosować termoizolację o odpowiedniej grubości. W zależności od materiału grubości te będą się różnić, co ma znaczenie w miejscach, w których należy zmniejszyć warstwę izolacji czy ograniczyć obciążenie konstrukcji. Grubość warstwy izolacyjnej materiałów dostępnych na rynku przedstawiono w tabeli 2. 

 

Cieńsza izolacja wykonana z pianki poliuretanowej jest efektywniejsza od styropianu i wełny mineralnej. Jeżeli chodzi o obciążenie konstrukcji, to ciężar poliuretanu i styropianu jest zbliżony, kilkakrotnie zaś mniejszy niż wełny mineralnej. A zatem izolacja poliuretanowa daje najkorzystniejszy efekt izolacyjny przy najmniejszej grubości i małym obciążeniu konstrukcji. 

 

Własności MECHANICZNE izolacji

Wytrzymałość mechaniczną materiałów izolacyjnych charakteryzuje się przez określenie ich odporności na siły ściskające i rozciągające. Porównanie zawarto w tabeli 3. Jak wynika z przedstawionych danych, poliuretan jest znacznie bardziej wytrzymały mechanicznie, co ma duże znaczenie przy montażu izolacji i dla jej trwałości w dłuższym czasie.

 

Odporność na CHEMIKALIA i odporność BIOLOGICZNA

Poliuretan jest odporny na większość rozpuszczalników organicznych oraz kwasy i zasady, a także odporny na grzyby, pleśnie, bakterie, owady i gryzonie. 

 

Styropian nie wykazuje się odpornością na chemikalia, jednak nie jest odporny na działanie rozpuszczalników organicznych, olejów i smarów. Jeśli chodzi o odporność biologiczną, materiał ten jest odporny na pleśnie i zagrzybienie, ale nieodporny na owady i gryzonie. Wełna mineralna cechuje się odpornością na chemikalia. Nie jest odporna biologicznie – jeśli ulegnie zawilgoceniu, na jej powierzchni łatwo powstaną pleśń i zagrzybienie. 

 

Zachowanie się materiałów w CZASIE i EKOLOGIA

Poliuretan i styropian mają porowatą, zamkniętokomórkową strukturę, wełna zaś ma strukturę włóknistą, otwartą. Decyduje ona o nasiąkliwości materiału: poliuretan i styropian cechują się niską nasiąkliwością, wełna mineralna zaś wysoką. Jeśli chodzi o stabilność i trwałość w czasie, to:

• poliuretan wykazuje bardzo wysoką stabilność – wytrzymuje zwykle tyle ile sam budynek

• styropian cechuje się stabilnością, jednak np. w gotowym pokryciu dachowym, szczególnie z warstwą zewnętrzną ciemnego koloru absorbującą energię słoneczną, może nastąpić zjawisko mięknięcia i topienia materiału

• wełna wykazuje stabilność (o ile nie ulegnie zawilgoceniu).

Wszystkie te materiały poddaje się recyklingowi przez zmielenie i zastosowanie w produkcji. 

 

 

Dom Pasywny

 

 

Pasywny dom – nie jeden z nas spotkał się z tym pojęciem i zadawał sobie pytania: co to jest dom pasywny? Czy to się opłaca? Jak go zbudować?

 

Dom pasywny to budynek, który z założenia ma być jak najbardziej energooszczędny, czyli taki, który ma ograniczone do minimum zapotrzebowanie na energię grzewczą, w którym wszelką wytworzoną energię cieplną (z pasywnych źródeł) np. z kuchenki, lodówki czy telewizora, wykorzystuje się do ogrzania budynku. Sam człowiek jest pewnego rodzaju emiterem ciepła, które również jest wykorzystywane w budynku pasywnym.

Dodatkowe potrzeby cieplne, uzupełniane są poprzez odzysk ciepła z powietrza w rekuperatorze, będącym elementem w systemie wentylacji wymuszonej. Konstrukcja samego budynku ma być tak zaprojektowana, żeby wykorzystać zewnętrzne źródła ciepła takie jak słońce. Przegrody zewnętrzne w takim budynku muszą odznaczać się wysoką szczelnością i izolacyjnością termiczną, ograniczającą emisję ciepła na zewnątrz, czyli straty cieplne do minimum. Aby uzyskać efekt budynku pasywnego, musimy uzyskać wysoką izolacyjność przegród zewnętrznych o współczynniku przenikania ciepła U na poziomie minimum 0,15 W/(m²•K). Najlepiej gdy uda się osiągnąć współczynnik U równy 0,1 W/(m²•K).

 

 

 

Najtańszą metodą otrzymania budynku pasywnego jest wdrożenie odpowiednich procedur już na etapie projektowym nowo budowanego domu. Pozwala to na odpowiednie skonstruowanie, wszystkich jego elementów oraz zgranie ich z materiałami termoizolacyjnymi, zgodnie ze standardami budownictwa pasywnego w taki sposób, żeby uniknąć błędów podwyższających koszty budowania.

 

 

 

 

Zaledwie 10 - 20% wzrost nakładów na budowę domu pasywnego w porównaniu z tradycyjnym, skutkuje oszczędnościami w rachunkach za energię grzewczą na poziomie 80 - 90%.

Zapotrzebowanie na energię, potrzebną do ogrzania takiego domu nie powinno być wyższe niż 15 kWh/(m²•rok), co odpowiada zużyciu 1,7m³ gazu ziemnego, 1,5 l oleju opałowego czy 2,3 kg węgla na m² rocznie. Łączne zapotrzebowanie na energię, niezbędną do ogrzania pomieszczeń, działania urządzeń domowego użytku i przygotowania ciepłej wody w budynku pasywnym nie może być wyższe niż 120 kWh/(m²•rok).

Podsumowując w sposób bardziej jasny i czytelny w domach pasywnych, łączne końcowe zapotrzebowanie energetyczne jest 10-krotnie mniejsze niż w domach tradycyjnych, budowanych zgodnie z podstawowymi wymogami Norm Budowlanych. I tak przykładowo w budynku nowobudowanym, według standardowych Norm Budowlanych, zapotrzebowanie na energię grzewczą wynosi 120 kWh/(m²•rok), w budynkach powstałych w latach 80-tych 220 kWh/(m²•rok) a w starszych pochodzących z lat 60-tych 350 kWh/(m²•rok).

 

 

 

Budownictwo pasywne w największym tempie rozwija się w Niemczech, Austrii, Szwajcarii i Skandynawii. Jest wspierane przez specjalne programy rządowe, które w komórkach ochrony środowiska, dążą do jak największego ograniczenia zużycia energii ze źródeł nieodnawialnych. W krajach tych założone zostały organizacje, zajmujące się problematyką ekologii, pozyskiwania źródeł odnawialnej energii, pasywnego budownictwa i innych. Instytucje te prowadzą badania teoretyczne, co finalnie prowadzi do certyfikowania projektów, materiałów budowlanych i firm wykonawczych, zajmujących się realizacją i upowszechnianiem wiedzy na wyżej wymieniony temat.

Definicję domu pasywnego oraz jego parametry, zdefiniowano i ustalono pod koniec lat 80-tych. W ogromnym skrócie, pasywny dom to taki, w którym zachowanie komfortowego klimatu wnętrza, realizowane jest bez aktywnego systemu ogrzewania i chłodzenia, reasumując dom ogrzewa się i wychładza sam w sposób bierny.

 

Istotne elementy budynku, na które należy postawić ogromny nacisk a żeby uzyskać jak najlepszy efekt pasywności.

 

Bardzo ważnymi elementami budynku pasywnego są przegrody zewnętrzne. Szczególny nacisk kładziony jest na szczelność (niski poziom infiltracji) i izolacyjność termiczną (ściany, dach, okna, drzwi, itd.).

Infiltracja. Niezwykle istotne w realizacji domu pasywnego jest zachowanie szczelności i odpowiedniej izolacyjności, wymaga to zaplanowania odpowiednich rozwiązań technicznych i materiałowych (termoizolacja). Skuteczność wszystkich zastosowanych w domu pasywnym rozwiązań, zmierzających do ograniczenia niekontrolowanej infiltracji (napływu, upływu) powietrza zewnętrznego oraz upływu powietrza wewnętrznego, powinna zapewniać wysoką szczelność na poziomie niższym od 0,6 wymiany powietrza - objętości budynku/h (w przypadku budynku o kubaturze 1000m3 poziom wymiany powietrza poprzez nieszczelności mniejszy niż 600m3) przy różnicy ciśnień 50 Pa. Pomiary wykonuje się za pomocą testu ciśnieniowego.

Dach. Bardzo istotny element budynku pasywnego, często bagatelizowany przez wykonawców. Według prawa fizyki ciepłe powietrze jest lżejsze od zimnego, więc kierując się tym oczywistym faktem musimy wiedzieć, że ogrzane powietrze będąc w najwyższym możliwym punkcie domu, czyli pod powierzchnią sufitu na poddaszu, będzie przenikać przez źle wykonaną izolację termiczną dachu. Dlatego ze szczególną troską, należy zadbać o jak najlepszą termoizolację poddasza. Współczynnik przenikania ciepła U dla tej przegrody powinien być niższy od 0,15 W/(m²•K).

Ściany. Aby osiągnąć efekt pasywności w budynku, ściany zewnętrzne muszą być odpowiednio izolowane termicznie. Termoizolacja musi zapewnić zminimalizowanie strat ciepła do poziomu współczynnika U poniżej 0,15 W/(m²•K) oraz odznaczać się wysoką szczelnością. Najczęstsze błędy popełniane przy konstruowaniu ścian w budynkach pasywnych to miejsce montażu okien. A chodzi tutaj o prawidłowe uszczelnienie miejsca montażu.

Okna. Kolejnym ważnym elementem w budynku pasywnym są szczelne okna. Najlepszym z możliwych rozwiązań jest zastosowanie potrójnie szklonych okien, wypełnionych argonem. Gaz ten ma niski współczynnik przewodzenia ciepła, co w tym przypadku jest bardzo ważną i istotną cechą. Potrójne przeszklenie, zapewnia mniejszy współczynnik przenikania ciepła, ponieważ w takich oknach, występują dwie komory z argonem. Okna dla pasywnego domu, powinny charakteryzować się łącznym współczynnikiem przenikania ciepła U o wartości poniżej 0,8 W/(m²•K) a dla samej szyby mniej niż 0,6 W/(m²•K). Ważna jest też wielkość okien i współczynnik przepuszczania promieniowania słonecznego (g), z którego będą wynikać zyski ciepła od promieniowania słonecznego, wpadającego od strony południowej. Poziom współczynnika g powinien być wyższy niż 50%.

 

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła.

 

 

Jako, że w budynku pasywnym należy zadbać o idealną szczelność i izolacyjność termiczną przegród, logicznym jest, że grawitacyjna wentylacja nie jest w stanie zapewnić dostatecznej wymiany powietrza oraz jest zbyt wysoko stratna energetycznie, żeby można było ją zastosować w budynku pasywnym. W związku z tym stosowana jest wentylacja mechaniczna wymuszona nawiewno-wywiewna z systemem odzyskiwania ciepła (rekuperatorem). Jej zadaniem jest zapewnienie odpowiedniej wymiany powietrza oraz odzysk ciepła z odprowadzanego powietrza. Dla zachowania odpowiedniego komfortu i wilgotności, wymiana powietrza w budynku powinna wynosić 30 m3/h na jedną osobę. W celu zapewnienia maksymalnego zysku energetycznego stosuje się system wstępnego ogrzewania powietrza z zastosowaniem wymiennika gruntowego. Jego zadaniem jest wstępne podgrzanie powietrza w zimie i schładzanie latem, co znacząco wpływa na zmniejszenie zużycia energii. Odpowiednio skonstruowany system wentylacji zapewnia odzysk ciepła do poziomu 90 procent.

 

Ogrzewanie.

 

Centralne ogrzewanie w domu pasywnym, redukuje się właściwie na jego dogrzewanie.

W domach tradycyjnych, większa część energii zużywana jest na jego ogrzewanie, a przygotowanie ciepłej wody użytkowej stanowi tylko jego nieznaczny procent. W pasywnym domu proporcje te są odwrotne. Jak już wspomniano wcześniej zapotrzebowanie na ogrzewanie wynosi 15 kWh/(m²•rok). Reasumując, wystarczy nieznaczne dogrzanie powietrza wlotowego, co w efekcie pozwala dogrzać cały dom. 

Elementem pozwalającym na zredukowanie kosztów przygotowania ciepłej wody oraz dodatkowe dogrzanie budynku jest system kolektorów słonecznych.

 

Różnica kosztów.

 

Obecnie różnica kosztów budowy domu pasywnego w Polsce to 8 do 20 procent więcej w stosunku do budowy domu standardowego. Uzależniona jest przede wszystkim od rodzaju materiałów użytych do budowy i sprawności przeprowadzanych robót. Należy również wspomnieć o rosnących cenach energii i o fakcie, że w związku z tym wzrostem czas amortyzacji kosztów budowy takiego budynku skraca się. Niestety musimy się pogodzić z faktem galopującego wzrostu cen energii w związku z rosnącym zapotrzebowaniem na nią przez ludzkość na świecie oraz narastającymi konfliktami międzynarodowymi na tle energetycznym. Pocieszający może być fakt, że dom pasywny to większa niezależność od dostawców energii. Podsumowując na dzień dzisiejszy jest to jeden z najlepszych sposobów na bezpieczeństwo energetyczne w budownictwie jednorodzinnym.

 

Pianka poliuretanowa - zamknięto komórkowa Doskonały materiał w nowoczesnym energooszczędnym budownictwie

 

Na sam koniec, trzeba wspomnieć o tym materiale termoizolacyjnym, który jest niezwykle użyteczny w przypadku konstruowania domów pasywnych. Posiada wszystkie wymienione cechy, jakie musi spełnić materiał termoizolacyjny dla budynku pasywnego a mianowicie są nimi szczelność i doskonała izolacyjność termiczna. 

 

Szczelność uzyskujemy, ponieważ metodą aplikacji piany poliuretanowej jest natrysk, który daje nam ciągłość termoizolacji. Reasumując nie mamy żadnych łączeń, izolacja termiczna wykonana metodą natryskową jest jednolita i szczelna odznaczająca się niskim współczynnikiem infiltracji. Izolacyjność termiczna piany poliuretanowej jest dwukrotnie wyższa od tradycyjnych materiałów termoizolacyjnych takich jak wełna czy styropian.

Pozwala to na zmniejszenie grubości izolatora, co ma ogromne znaczenie w przypadku poddaszy. Struktura zamkniętych komórek, eliminuje problem wilgoci w termoizolacji a w konsekwencji utraty izolacyjności termicznej, co skutkuje w przypadku zawilgocenia zwiększoną emisją ciepłą na zewnątrz budynku, czyli stratami ciepła. Natrysk daje nam możliwość dokładnego zaizolowania kanałów systemu wymuszonej wentylacji powietrza (rekuperatora).

Współczynnik U 0,15 W/(m²•K) dla zamknięto komórkowej pianki poliuretanowej uzyskujemy już przy 15 cm grubości a przy 25cm współczynnik U jest równy 0,09 W/(m²•K).

 

powrót do dociepleń