Admin
Jak wykonywano ocieplanie domu drewnianego, zanim powstał styropian?
Warunki klimatyczne panujące na wysokich północnych i południowych szerokościach geograficznych zawsze zmuszały ludzi do zajmowania się kwestią izolacji cieplnej. Od tysięcy lat człowiek wykorzystuje zasadę niskiej przewodności cieplnej statycznych warstw powietrza do izolacji cieplnej. To brzmi bardzo ‘naukowo’, ale taka jest prawda: im ‘rzadszy’ w sensie gęstości/ilości cząsteczek/jednostkę objętości izolator, tym niższa przewodność cieplna. Idealnym izolatorem byłaby próżnia, ograniczająca formę wymiany ciepła tylko to promieniowania, bez przewodności cieplnej ciał stałych i konwekcji termicznej płynów, ale to w ziemskich warunkach kompletnie nieopłacalne.
Mur dwuwarstwowy stosowano już w epoce brązu. Styropian i wełnę zastępowała sucha trawa.
Już w epoce brązu na terenach gęsto zalesionych budowano domy z bali, kryte trzciną lub strzechą, które miały dobrą izolację cieplną. Zadziwiające jest to, że w epoce brązu nawet mury były zbudowane z dwóch skorup. Dzięki dwóm ścianom z wikliny wypełnionej i pogrubionej/wyrównanej gliną, pomiędzy którymi przestrzeń wypełniona była suchą trawą, osiągnięto doskonałe wartości izolacyjne, które oficjalnie zostały wprowadzone, jako obowiązujące w budownictwie, dopiero pod koniec ubiegłego wieku! Zasada nieaktywnych warstw powietrza była wielokrotnie stosowana, z dzisiejszymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi, takich jak np. mur z podwójnymi okładzinami, włącznie.
Dedykowane materiały izolacyjne już na początku ubiegłego stulecia. Ociepleniu domu zmniejszyło grubość ścian i zapobiegało wilgoci.
Zastosowanie dedykowanych, specjalnych materiałów izolacyjnych pojawiło się na początku XX wieku, kiedy dzięki rozwojowi technologii chłodniczych, pojawiły się magazyny z kontrolowaną temperaturą, chłodnicze potocznie mówią. Pierwszymi stosowanymi materiałami izolacyjnymi były korek, wełna szklana i włókno wulkanizowane (po polsku: fibra rodzaj sztucznej skóry, która jest otrzymywana przez sprasowanie papieru bawełnianego bądź celulozy, nasycona chlorkiem cynku.
Znaczenie strukturalnej izolacji cieplnej zdecydowanie wzrosło przez to, że umożliwiało znaczące ograniczenie grubości/wielkości/objętości, czyli kosztów bezpośrednich, stropów, ścian i przegród zewnętrznych budynku, wynikające z wymagań statyki budowlanej. Rozpoczęcie powszechnego jej stosowania w praktyce oznaczało wyjście naprzeciw rosnącym powszechnym/przeciętnym wymaganiom dotyczącym komfortu życia i ochronie przed wilgocią.
Ocieplenie domu wełną jedną z pierwszych metod izolacji w XX wieku.
Głównymi stosowanymi materiałami były wełna drzewna, korek, włókna lniane, wełna celulozowa i owcza, lekkie materiały budowlane na bazie pumeksu lub żużla (metalurgicznego) oraz włókna mineralne. Następnie, na początku lat 40. XX wieku, zaczęto przemysłowo produkować pierwsze pianki syntetyczne (żywiczne). Obecnie materiały izolacyjne są stosowane w wielu różnych działaniach renowacyjnych, począwszy od materiałów zaawansowanych technologicznie, poprzez sprawdzone klasyki, aż po liczne naturalne materiały izolacyjne. Każdy materiał ma swoje mocne strony w określonych obszarach zastosowań.
Styropian, wełna czy XPS to jedne z wielu materiałów izolacyjnych.
Materiały do ociepleń to cała gama produktów. Pochodzenia naturalnego czy też syntetycznego.
Główne grupy budowlanych materiałów izolacyjnych.
- Tworzywa spienione, głównie w postaci sztywnych arkuszy piankowych; PUR i PIR, stosowane również jako pianka in-situ
- Polistyren
- Spieniony (EPS) - kulki styropianowe są zazwyczaj nadal widoczne; Potocznie znany jako styropian
- Styroodur-wytłaczany (XPS) - o gładkiej, jednolitej powierzchni; często jasnoniebieski lub różowy
- Poliuretan (PUR)
- Poliizocyjanuran (PIR)
- Żywica fenolowa (PF)
- Polietylen
- Spienione elastomery na bazie kauczuku neoprenowego, EPDM lub zbliżonych gumo podobne materiały bazowe,
- Włókna mineralne takie jak wełna mineralna lub wełna wysokotemperaturowa,
- Pianki mineralne takie jak pumeks, keramzyt, mika ekspandowana, perlit ekspandowany (EPB), płyty z krzemianu wapnia, szkło spienione, szkło ekspandowane lub płyty i włókniny aerożelowe,
- Surowce roślinne, takie jak włókno drzewne, wełna drzewna; związane cementem lub magnezytem, włókno kokosowe, włókno konopne, włókno lniane, kapok, korek ekspandowany, sitowie, trzcina (maty), trawa morska lub łąkowa,
- Włókna zwierzęce, takie jak wełna owcza,
- Materiały pochodzące z recyklingu jak np. celuloza (z makulatury).
Rys. 1 Tabela przewodności ciepła wybranych materiałów
Różne postacie materiałów izolacyjnych, od sypkich do płyt.
W zależności od właściwości materiału te materiały izolacyjne są dostępne w postaci płyt, niektóre z piórem i wpustem lub wpustem schodkowym w postaci zrolowanej, jako arkusze lub płyty. Maty, sztywne lub półsztywne, często spotykane na rynku jako włókniny.
Luźne materiały izolacyjne są stosowane jako sypkie materiały izolacyjne, dostarczane do istniejących lub specjalnie skonstruowanych pustych przestrzeni jako (najczęściej) wdmuchiwane materiały izolacyjne lub natryskiwane na pionowe ściany, lub sufity, gdy te są (jeszcze) wilgotne. Często stosowane są materiały organiczne, takie jak kulki styropianowe (to nie pomyłka, styropian jest z punktu widzenia chemii produktem organicznym – patrz wyżej), płatki celulozy i włókna drzewnego, ceralit z sieczki żytniej, korkowej, lnianej lub konopnej oraz materiały mineralne, takie jak szkło ekspandowane, keramzyt, perlit lub płatki wełny mineralnej.
Inną formą zastosowania są materiały izolacyjne, które są spieniane tylko podczas aplikacji na placu budowy (pianki in-situ), takie jak pianka poliuretanowa (pianka PU).Z jednej strony stosuje się ją jako piankę montażową do wypełniania ubytków i szczelin-na przykład przy montażu okien-a z drugiej strony jako izolację ścian w budynkach i pojazdach.
Bardzo efektywne są próżniowe panele izolacyjne (ang.: Vacuum Insulated Panel lub Vacuum Insulation Panel, w skrócie VIP), które są wysoce skutecznymi materiałami termoizolacyjnymi, wykorzystującymi zasadę próżniowej izolacji cieplnej.Z reguły składają się one z porowatego materiału rdzeniowego, który służy między innymi jako podpora dla próżni obecnej w płycie izolacji próżniowej, oraz z otoczki o wysokiej gęstości, która zapobiega przedostawaniu się gazów (powietrza) do płyty izolacyjnej. Dzięki zastosowaniu próżniowych płyt izolacyjnych można uzyskać przewodność cieplną poniżej 0,004 W · m-1 · K-1, taka próżniowa płyta izolacyjna o grubości 2 cm może zastąpić płytę styropianową o grubości 20 cm.
Styropian jak każda izolacja chroni również przed nagrzewaniem.
Termoizolacja ma sens tylko wtedy, kiedy chronione budynki, domy, pomieszczenia i wszystko, co tego wymaga zawiera ciepło, które należy chronić (precyzyjnie oba kierunki jego przepływu – obniżanie temperatury klimatyzacją bez izolacji jest niezbyt sensowne). Od samego początku do dzisiaj źródłem ciepła jest ogień. O tym w kolejnym odcinku „Krótki opis długiej historii ognia”.
Zdjęcie w artykule: Zureks, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons