Budowlane materiały izolacyjne z surowców naturalnych - "Opowiastki Pana Wiesia o izolacji w budownictwie" cz. 15

Materiały budowlane można pod względem źródła pochodzenia i sposobu wytwarzania podzielić na cztery klasy. Treścią poniższej, również bardzo obszernej opowieści są materiały pochodzenia nie tylko naturalnego, ale i w pełni odtwarzalnego, bo organicznego, biologicznego.

Wyjątkiem jest pierwszy opisany materiał, bo jest naturalny tylko w sensie pozyskania, źródła, ale całkowicie abiologiczny, a w dodatku już ogólnie (wraz z krzemianem wapnia).  Mimo to zaczynamy właśnie od jego dokładniejszego przedstawienia, bo to ważny budowlany materiał izolacyjny

Szkło piankowe - uniwersalny materiał izolacyjny wykonany z cząstek szkła

Izolacja ze szkła piankowego jest jednym z najbardziej wytrzymałych wariantów izolacji. Ze względu na swoje właściwości szkło komórkowe może być stosowane również do wymagających prac izolacyjnych, takich jak zewnętrzna izolacja piwnic. Izolacja ze szkła piankowego jest jednak dość kosztowna - i ze względu na kruchą strukturę powinna leżeć płasko. Szkło piankowe jest niepalnym, odpornym na wilgoć materiałem izolacyjnym o dobrych właściwościach termoizolacyjnych (ʎ = 0,040 W/m·K). Środki takie jak zmniejszenie nakładu energii pierwotnej (koniecznej do wyprodukowania) i zwiększenie zawartości szkła z recyklingu znacznie poprawiają profil ekologiczny paneli ze szkła komórkowego. Po zdjęciu z betonu lub muru utylizacja paneli jest bezproblemowa; klasyfikacja jako odpad budowlany dotyczy również szkła piankowego z pozostałościami bitumicznymi. Jednak recykling gotowych do zamontowania paneli ze szkła piankowego jest zasadniczo wykluczony.

Podstawą izolacji ze szkła piankowego jest często szkło z recyklingu lub piasek kwarcowy, który jest topiony z innymi materiałami w celu utworzenia szkła. Szkło jest mielone i dodaje się do niego węgiel. W tzw. piecach do spieniania mieszanina jest następnie spieniana w temperaturze powyżej 1000 stopni C. W ten sposób powstają bloki, a w dalszym toku produkcji płyty do izolacji ze szkła komórkowego. Alternatywnie ze szkła piankowego produkuje się również materiał kruszony, który również jest wykorzystywany jako izolacja ze szkła piankowego. Zużycie energii w produkcji izolacji ze szkła komórkowego jest stosunkowo wysokie. Jednak izolacja ze szkła komórkowego może być wykorzystywana na wiele sposobów.

Obszary zastosowania izolacji ze szkła piankowego

Izolacja ze szkła piankowego służy do zewnętrznej izolacji dachów pod pokryciem lub hydroizolacją. Można ją również stosować jako izolację dachu pod krokwiami lub do izolacji wewnętrznej stropów i płyty stropowej. Przy ocieplaniu ścian izolacja ze szkła komórkowego nadaje się do:

• różnych wariantów ocieplenia zewnętrznego elewacji (za okładziną i uszczelnieniem, pod tynkiem),
• izolacji rdzeniowej dwupowłokowej ściany zewnętrznej,
• ocieplenia wnętrza oraz ocieplenia ścian działowych,
• izolacja obwodowej (zewnętrzna izolacja części domu stykających się z gruntem).

Izolacja ze szkła piankowego NIE nadaje się do izolacji ścian w konstrukcji szkieletowej lub z płyt drewnianych, ani do izolacji ścian działowych domu, jeżeli istnieją wymagania dotyczące izolacji akustycznej. W przypadku wątpliwości specjalistyczne firmy izolacyjne mogą udzielić informacji na temat możliwych, niestandardowych zastosowań tego materiału izolacyjnego.

Właściwości izolacyjne szkła piankowego

Izolacja ze szkła piankowego ma szereg dobrych właściwości: odpycha wodę, wytrzymuje duży nacisk i mróz, nie gnije i nie butwieje, jest odporna na szkodniki. Jednak jej cena jest stosunkowo wysoka.

W porównaniu z konkurencyjnymi materiałami izolacyjnym do izolacji, szkło komórkowe jest generalnie droższe i ma nieco gorsze właściwości termoizolacyjne.

Ekofiber, izolacja celulozą: właściwości izolacyjne, przetwarzanie i koszty

Celuloza (także błonnik) to materiał, z którego zbudowane są głównie ściany komórkowe roślin. Pod względem chemicznym celuloza jest polimerem, czyli polisacharydem lub wielocukrem. Celuloza jest najobficiej występującą biomolekułą - składa się z setek do dziesiątek tysięcy nierozgałęzionych wielomolekularnych łańcuchów (jednostek), które tworzą odporne na rozdarcie włókna i pomagają roślinom osiągnąć dobrą statykę (najwyższe drzewo na świecie, sekwoja amerykańska, ma 115,5 metra wysokości, nieźle jak na bardzo tani budulec…), dlatego nazywana jest również substancją strukturalną. Celuloza jest ważnym surowcem odnawialnym, np. do produkcji papieru. Ze względu na dobre właściwości izolacyjne, izolacja celulozowa nadaje się zarówno na ściany zewnętrzne, jak i wewnętrzne, na podłogę lub na dach. Celuloza jest wykorzystywana głównie do produkcji tektury i papieru. Mniejsze ilości są przetwarzane na szeroką gamę produktów pochodnych. W przeciwieństwie do roślin zielonych, z których produkuje się biopaliwa, gdzie istotna jest zawartość łatwo przetwarzalnych fermentacyjnie na alkohole cukrów, celuloza do zastosowań przemysłowych - a więc również jako surowiec dla budowlanych materiałów izolacyjnych - jest otrzymywana głównie z pulpy drzewnej i bawełny, nie wypiera, ani nie zastępuje upraw roślin jadalnych i pastewnych.

Oto najistotniejsze z punktu widzenia budowlańca jej właściwości

• Materiał izolacyjny celuloza składa się w dużej mierze z włókien roślinnych, ponieważ jest właściwie produkowany z papieru - w najlepszym wypadku z makulatury.
• Celuloza do izolacji dostępna jest głównie w postaci sypkiej (płatki i granulaty/pellety) do izolacji wdmuchiwanych lub izolacji luźno wypełnianych, rzadziej w postaci płyt lub mat jako filc mocujący.
• Izolacja celulozowa może być stosowana jako izolacja dachu między i pod krokwiami, a także jako izolacja ścian, podłóg i sufitów.
• Cena izolacji celulozowej różni się w zależności od formy izolacji, przy czym tańsza jest izolacja luźna (od ok 45,- zł za metr kwadratowy) niż izolacja sprasowana w płyty (od ok 200 do 250,-zł za metr kwadratowy).

Występowanie, skład i właściwości celulozy

Celuloza doskonale nadaje się jako materiał izolacyjny, ponieważ jej przewodność cieplna wynosi od 0,039 watów na metr i kelwin (W/m·K) dla mat celulozowych do 0,045 W/m·K, w zależności od producenta i sposobu przetwarzania. Celuloza ma dość dobrą zdolność do magazynowania ciepła. Aby celuloza mogła być stosowana jako materiał izolacyjny, potrzebuje dodatkowej ochrony przeciwpożarowej, ponieważ nie posiada jej z natury. Producenci celulozowych materiałów izolacyjnych dodają więc do swoich produktów środek zmniejszający palność, na przykład boraks (który działa również jako fungicyd, czyli środek aktywny przeciwko grzybom i ich zarodnikom). Pod względem ochrony przeciwpożarowej celuloza osiąga więc klasę materiału budowlanego B2 i jest uważana za "normalnie palną".

Produkcja i recykling celulozy

Izolacja celulozowa jest jednym z najbardziej przyjaznych zasobów rozwiązań izolacyjnych dla wszystkiego, co można sobie wymyśleć: klimatu, ekologów  i budowlańców, a także użytkowników i ich kieszeni. A to dlatego, że w praktycznym znaczeniu i rozumieniu pod nazwą celuloza nie kryje się nic innego jak zwykła makulatura, dzisiaj raczej z opakowań i różnych papierzysk, a nie z gazet, ale ciągle uważana za symbol czegoś taniego i łatwo dostępnego. Jako materiał pochodzący wyłącznie z recyklingu, ten materiał izolacyjny już po bardzo krótkim czasie pozwala zaoszczędzić więcej energii niż było potrzebne do jego produkcji. Podczas produkcji makulatura jest rozdrabniana i zabezpieczana przed pleśnią i ogniem za pomocą dodatku soli borowej. Celuloza jest najpierw rozdrabniana mechanicznie w rębaku, a następnie mieszana ze sproszkowaną solą borową (ok. 5%) lub fosforanem amonu (do 8%) jako dodatkiem poprawiającym ochronę przeciwpożarową i trwałość.

Włókna są następnie rozdrabniane w specjalnych młynach (łotowych lub wieloprądowych).  Po oddzieleniu drobnej frakcji (pyłu), materiał może być sprasowany w bele lub zapakowany w worki i dostarczony jako luźny materiał izolacyjny. Alternatywnie można produkować granulki lub maty izolacyjne. Płatki są prasowane w maty celulozowe przy użyciu spoiwa lub włókien wspierających i pomocy pary wodnej pod ciśnieniem. Po wyschnięciu można je przycinać na pożądany wymiar.

Celuloza dla różnych typów i rodzajów izolacji

W zależności od tego, w jakiej formie oferowany jest materiał izolacyjny celuloza, może on być wykorzystywany do różnych celów izolacyjnych.

Ważne: Ze względu na swoje właściwości, a zwłaszcza zachowanie pod wpływem wilgoci, materiał izolacyjny celuloza jest z reguły stosowany tylko zintegrowany z elementem budowlanym. Oznacza to, że materiał izolacyjny jest zawsze otoczony przez inne materiały budowlane, takie jak drewno lub płyty gipsowo-kartonowe (płyty gipsowo-włóknowe).

Izolacja z płatków celulozy - Izolacja wdmuchiwana

Luźne płatki celulozy są po prostu wdmuchiwane do pustych przestrzeni za pomocą węży przy pomocy odpowiednich maszyn ciśnieniowych. Podczas wdmuchiwania izolacji luźne płatki ściskają się, aż powstanie rodzaj bez spoinowego bloku izolacyjnego. Wypełnia on całkowicie pustą przestrzeń.

Ważne: Wdmuchiwanie izolacji płatkami celulozowymi to sprawa dla profesjonalistów. Wymaga doświadczonych rąk i odpowiednich maszyn. W przypadku stosowania izolacji wdmuchiwanej należy chronić drogi oddechowe ze względu na narażenie na drobny pył. Dlatego też wdmuchiwanie celulozy może być stosowane do wypełniania przestrzeni i ew. ubytków w dachach (komory między krokwiami), ścianach, stropach, sufitach i podłogach.

Izolacja zbudowana z luźnych płatków celulozy jest otwarta na dyfuzję, czyli paroprzepuszczalna. Oznacza to, że izolacja celulozowa ma działanie regulujące wilgotność - co jest ważną zaletą, ponieważ izolacja może więc w pewnym stopniu pochłaniać (absorbować) wilgoć, buforować ją i oddawać w późniejszym czasie (z opóźnieniem). Ale: izolacja celulozowa nie może zamoknąć.

Ważne: Z tego powodu celuloza nie nadaje się jako materiał do izolacji rdzeniowej w wentylowanych fasadach osłonowych (w skrócie VHF).

Izolacja granulatem celulozowym - izolacja luzem

Granulat celulozowy można również kupić jako materiał sypki do izolacji podłóg i sufitów. W przeciwieństwie do celulozowej izolacji wdmuchiwanej, celulozowa izolacja wypełniająca nie jest instalowana maszynowo, lecz ręcznie. Rozróżnia się dwa rodzaje izolacji z wypełnieniem celulozowym:

• ciśnieniowych oraz
• niepodlegającego naciskowi.

Bezciśnieniowa izolacja masowa z celulozą stosowana jest głównie do izolacji stropów wyższych kondygnacji, gdy po podłodze poddasza nie będzie się chodzić.

Tam, gdzie po powierzchni podłogi będzie się chodzić, jako wypełnienie celulozowe stosuje się specjalne granulaty izolacyjne. Wielkość ich ziarna wynosi zwykle od trzech do ośmiu milimetrów. Z powodów czystko użytkowych ważne jest i to, że ponieważ gęstość nasypowa takich granulatów celulozowych jest znacznie wyższa niż zwykłych płatków celulozowych, można z nich budować sprężyste warstwy izolacyjne w obszarze podłoża, które oprócz efektu izolacji termicznej mają również dobry efekt izolacji akustycznej – taka ważna budowlana synergia.

Izolacja płytami i matami z celulozy

Do zewnętrznej izolacji dachów można stosować celulozę sprasowaną w płyty lub maty, do których często dodaje się rozdrobnione tkaniny w celu zwiększenia stabilności. Celulozowe płyty izolacyjne lub celulozowe maty izolacyjne mogą być stosowane pod pokryciem dachowym, pod warunkiem, że są dobrze zabezpieczone przed wilgocią spowodowaną warunkami atmosferycznymi. Również do izolacji ‘pod’ i ‘między’. Płyty/maty celulozowe nadają się na krokwie dachowe (w tzw. komorach). Układa się je na krokwi w taki sam sposób jak np. papę.

Dodatkowo ściany i sufity można ocieplić płytami i matami celulozowymi, bardzo dobrze nadają się do izolacji zewnętrznej:

• izolacji dachu,
  • izolacja między krokwiowa,
  • izolacja pod krokwiowa,
• izolacja dachu dwuwarstwowego,
• izolacji elewacji,
• izolacji wewnętrznych (izolacja ścian, sufitów i podłóg).

Płyty celulozowe są stosunkowo elastyczne. Ponadto uważa się je za dość odporne na gnicie i rozkład. Ale: płyty celulozowe zwykle nie są stabilne ciśnieniowo. To sprawia, że nie nadają się do izolacji obwodowej, ponieważ nie wytrzymują zmieniających się tam warunków ciśnieniowych, wynikających z nacisku wód gruntowych i gleby. Przewodność cieplna celulozowych płyt izolacyjnych wynosi około 0,040 W/mK.

Izolacja celulozowa metodą natrysku/rozpylania

Celuloza może być również natryskiwana w celu izolacji sufitu piwnicy od dołu lub na ściany wewnętrzne i zewnętrzne. W procesie mokrego natrysku celulozowy materiał izolacyjny jest zwilżany za pomocą dysz wysokociśnieniowych. To nawilżenie aktywuje własny klej materiału izolacyjnego, ligninę, i może być nakładane warstwowo na odpowiednie powierzchnie. Nadmiar materiału jest usuwany na płasko za pomocą tzw. skrobaka. Przy użyciu niewielkiej ilości kleju, izolacja celulozowa może być również nakładana na ścianę wewnętrzną metodą natryskową. Dzięki natryskowi można w dużym stopniu zachować krzywizny i historyczne kształty ścian, uniknąć niepożądanych wgłębień między murem a izolacją oraz zredukować nierówności. Przy grubości warstwy około 80 mm materiał osiąga przewodność cieplną 0,052 W/mK i może być stosowany - z wyjątkiem tynku - na wszystkich istniejących podłożach tynkowych.

Cena i koszty izolacji celulozą

Izolacja celulozą jest stosunkowo niedroga: ceny celulozowych materiałów izolacyjnych różnią się jednak znacznie w zależności od formy, w jakiej materiał ten jest sprzedawany:

• Jeden metr sześcienny płatków celulozowych kosztuje od 130 do 160 euro i przy grubości ubytku np. 30 centymetrów wystarcza na 3 do 4 metrów kwadratowych, w zależności od ciśnienia nadmuchu.
• Celulozowe wypełnienie izolacyjne kosztuje około 0,3 euro za litr, więc worek 100 litrów kosztuje około 30 euro. 100 litrów wystarcza na 10 m2 na 10 mm wysokości wypełnienia.
• Maty celulozowe o grubości 15 centymetrów kosztują od 50 do 60 euro za metr kwadratowy.

Ważne: Porównując ceny, koniecznie zwróć uwagę na dane producenta dotyczące zużycia, aby obliczyć ilość, której ostatecznie będziesz potrzebować.

Izolacja z włókna drzewnego: Naturalna izolacja z włókien drewna miękkiego.

Izolacja z włókna drzewnego spełnia jednocześnie dwa zadania: zapewnia zarówno izolację cieplną, jak i dźwiękową. Ale w jaki sposób naturalnie rosnący kawałek drewna staje się właściwie izolacją? W następnej opowiastce przedstawimy Państwu włókno drzewne jako materiał izolacyjny i wyjaśniamy, na co należy zwrócić uwagę przy wykonywaniu izolacji z włókna drzewnego.

W artykule wykorzystano zdjęcie  autorstwa Radomil, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9399755

Zdjęcie tytułowe jest zdjęciem prac smartbudownictwo.pl