Strona główna Skontaktuj się z nami

Docieplenia metodą wdmuchiwania izolacji, wełny mineralnej, celulozy.
THERMOHOUSE.pl, Generalska 16, 14-520 Pieniężno

NOWOCZESNE DOCIEPLENIA

WDMUCHIWANIE IZOLACJI

Kontakt z nami

telefon stacjonarny:
55 / 244-61-78

telefon komórkowy:
887-317-929

e-mail:
marcin.thermohouse@gmail.com

Celulozowe izolacje termiczne (cz. 1)

Jacek Sawicki
O ocieplaniu budynków włóknocelulozą było głośno w krajach zachodnioeuropejskich w czasie kryzysu energetycznego w latach 1970–1980. Już wówczas tamtejsze społeczności szybko dostrzegły i doceniły zdrowotne, ekologiczne i ekonomiczne wartości tej izolacji, dzięki czemu systematycznie zdobywała popularność. W owym czasie gospodarka socjalistyczna na polskim rynku skutecznie blokowała jej stosowanie (technologia była za droga). Praktycznie więc polski klient musiał na nią czekać dopiero aż do ostatniej dekady XX w.

Geneza ocieplania budynków z wykorzystaniem impregnowanej włóknocelulozy wytwarzanej z makulatury gazetowej sięga okresu I wojny światowej. Na Uniwersytecie Saskatoon w Kanadzie prowadzono wówczas badania zmierzające do uzyskania nowego materiału termoizolacyjnego na bazie "sproszkowanego papieru" (maskerated paper) w oparciu o angielski patent z końca XIX w. Zakończono je w 1919 r. uruchomieniem produkcji na skalę przemysłową(1). Dzięki wielu zaletom cellulose fiber insulation (CFI) – bo tak nazwano ten materiał – już przed II wojną światową stał się popularnym wyrobem termoizolacyjnym w USA i Kanadzie(2) i zdobywał rynki krajów skandynawskich.

W 2000 r. prof. Marek Bomberg(3) – nasz rodak, który po emigracji do Kanady zyskał międzynarodowy autorytet w budownictwie – na sympozjum w Kielcach proponował, aby w polskim przekładzie nazwa określająca ten materiał brzmiała "izolacja termiczna" (CIT). Do dzisiaj nie udało się jej upowszechnić, co sprawia, że wciąż ten materiał nie zawsze kojarzy się z budownictwem, a szkoda. U wielu odbiorców polskiego rynku budowlanego izolacja z celulozy utrwalała się głównie za sprawą firmy Nordiska Ekofiber Polska, która w 1994 r. w Kielcach uruchomiła produkcję celulozowego materiału termoizolacyjnego o nazwie handlowej "ekofiber". Wkrótce na krajowym rynku obecność zaznaczyły podobne produkty innych marek. Te najbardziej znane to: "thermocel", "termex" i "thermofloc".

EKOLOGICZNOŚĆ surowca Wspólną cechą izolacji celulozowych jest ich proekologiczny charakter, który pozwala nie tylko uzyskiwać wymierne efekty energooszczędne w eksploatacji budynków i utrzymywać w ich wnętrzach zdrowy, higieniczny klimat, lecz także już na etapie produkcji zachowywać relatywnie mniejsze zużycie energii niezbędnej do wytwarzania innych rodzajów termoizolacji. Ilość energii, jakiej wymaga wyprodukowanie 1 m3 celulozowej izolacji (ok. 5 Wh/m³), jest wielokroć mniejsza od potrzebnej do wytworzenia analogicznej ilości innej izolacji(4).

Surowcem przetwarzanym jest materiał pochodzenia organicznego wprost wywodzący się z włókien drewna przerobionych na miazgę papierniczą – celulozę, która po wykorzystaniu jako makulatura poddawana jest wtórnemu zagospodarowaniu. Znika w produkcji problem utylizacji odpadów, bo w procesie technologicznym można je wielokrotnie przetwarzać (nawet opróżnione papierowe worki po izolacji celulozowej stanowią materiał do jej wytwarzania). Nie istnieją też uciążliwe dla otoczenia surowce odpadowe (ścieki, pyły i szkodliwe wyziewy).

Należy dodać, że fabrycznie jest to produkt biologicznie czysty, który na wiele lat pozostaje neutralny na działanie tak destrukcyjnych czynników biologicznych, jak: bakterie, pleśnie, glony, grzyby, szkodniki drewna (insekty, gryzonie) i absolutnie nie stanowiący dla nich pożywki. Obecność odpowiednio dobranych retardantów i impregnatów (uwodnione związki soli boru) stanowi o jego odporności ogniowej i skutecznie zabezpiecza przed butwieniem. Jednocześnie substancje te są nieszkodliwe chemicznie: nie emitują niebezpiecznych związków (również przy wyższych temperaturach), nie sublimują, nie wywołują alergii u wykonujących roboty budowlane. Produkt nie zawiera cząsteczek włókien drażniących płuca, a więc nie stwarza ryzyka dla zdrowia w przypadku przedostania się do układu oddechowego. Z przewodu pokarmowego ich cząstki organizm łatwo usuwa. Nie stosuje się w nim lepiszczy (np. klejów zawierających formaldehyd) i innych substancji chemicznych, które wywoływałyby reakcje chorobowe czy wydzielały nieprzyjemne zapachy (produkt bezzapachowy). Jest to również materiał biologicznie czysty z uwagi na jego elektrostatyczną i elektryczną neutralność, co przejawia się w nieprzyciąganiu do siebie drobin kurzu i pyłu będących zwykle siedliskiem bakterii.

Obecność izolacji celulozowej w konstrukcjach budynku (zwłaszcza drewnianych) nie tylko zapobiega rozwojowi mikroorganizmów w warstwie termoizolacyjnej, lecz także działa hamująco i aseptycznie na kolonie grzybów i pleśni pasożytujące na drewnianych konstrukcjach, szybko osusza zagrzybione podłoża i jednocześnie je konserwuje.

WŁAŚCIWOŚCI dyfuzyjne i wentylacyjne Izolacje celulozowe na tle innych wyróżniają się rzadko spotykanymi właściwościami absorpcji, kumulacji i dyfuzji wilgoci oraz pochłaniania ciepła. Jest to poniekąd cecha wspólna dla wszystkich izolacji biologicznych. "Wyposażone" w mądrość natury regulują klimat otoczenia w zależności od warunków cieplno-wilgotnościowych. Obok włókien celulozy takimi właściwościami charakteryzują się m.in. izolacje z korka, włókien lnianych, konopnych, sizalu, słomy, trocin, trzciny, a także na nieco innej zasadzie izolacje z wełen zwierzęcych, puchu i pierza. Kluczem do zrozumienia tego fenomenu jest tkanka po żywym organizmie (porowata powierzchnia włókna i jego gąbczasta struktura), która odpowiednio zakonserwowana nie traci zdolności dyfuzyjnych i izolacyjnych oraz stale pozostaje higroskopijna, wiąże wilgoć, a jej nadmiar przemieszcza do miejsc o mniejszym nasyceniu. Włókna celulozy mogą ją chłonąć nawet w ilości masy dziesięciokrotnie przekraczającej ciężar izolacji. W porównywalnych warunkach dyfundują ją w tempie o 30% szybszym niż trwa proces odparowania wody stojącej (większa powierzchnia parowania). Ta właściwość sprawia, że przy ociepleniach nie trzeba stosować folii paro- i wiatroizolacyjnych, co obniża koszty materiałowe i robocze. Włókna celulozowe chłoną wilgoć przedostającą się z powietrzem z ciepłego do zimnego miejsca i – w zależności od różnicy poziomów wilgoci – także w kierunku odwrotnym. Powietrze, które wpływa do konstrukcji, oddaje część wilgoci wraz z energią. W warunkach budowlanych ta właściwość "oddychania" izolacji eliminuje konieczność jej osłaniania wraz z izolowaną konstrukcją przed przypadkowym zamoczeniem, bo przy znacznie rozwiniętej powierzchni parowania i zapewnionej wentylacji nadmiar wilgoci bardzo szybko wyparowuje. Ten fakt wiąże się też z inną charakterystyczną dla celulozy właściwością izolacji klimatycznej obiektu, tj. ochroną jego pomieszczeń: 1) zimą przed mrozem, 2) w gorące letnie miesiące przed przegrzaniem, co szczególnie dotyczy pomieszczeń usytuowanych na poddaszach (rys. 1 a, b). Włókna celulozowe mogą bowiem pobierać z otoczenia zarówno wilgoć, wiązać ją w sobie i odparowywać, jak i ciepło, które kumulują w sobie i opóźniają jego reemisję do otoczenia, co w warunkach gorąca zewnętrznego czyni z nich barierę przeciwdziałającą przedostawaniu się wyższej temperatury do środka. Tę cechę zobrazowano na rys. 2.



Rys. 1. Zasada działania izolacji klimatycznej w budynku, gdzie ściany zewnętrzne i dach ocieplono materiałem celulozowym: a) ogrzewanie zimą: 1 – ciepło bytowe (ciepło i para wodna) unosi się do su?tu; 2 – poprzez płytę su?tową dyfunduje ono do pomieszczeń poziomu poddasza; 3 – wkrótce dociera do ściany szczytowej poddasza ocieplonej celulozą, która je wchłania, wilgoć ulega rozproszeniu; 4 – włókna celulozy, akumulując ciepło, blokują jego emisję do atmosfery.

b) chłodzenie latem: 1 – promienie słoneczne nagrzewają dach ocieplony celulozą, która akumuluje ciepło i blokuje jego emisję do środka; 2 – ciepło bytowe dyfunduje przez strop płyty su?towej do pomieszczeń poziomu poddasza aż do jego ściany szczytowej; 3 – wilgoć wchłaniana jest przez włókna celulozowe (nie stosuje się paroizolacji), a tam w zetknięciu z zakumulowanym ciepłem zewnętrznym wytwarza dodatkową barierę termiczną chroniącą wnętrze budynku przed inwazją ciepła. 



Rys. 2. O właściwościach izolacyjnych włókien celulozowych stanowią: skuteczna izolacja termiczna i zdolność kumulowania ciepła. a) Filiżanka z drewna po napełnieniu jej wrzątkiem nie parzy i daje się łatwo uchwycić. Słabe przewodzenie ciepła, ponieważ powietrze zamknięte jest między włóknami celulozy oraz w ich strukturach. Włókna słabo przewodzą ciepło. b) Filiżanka ze szkła napełniona wrzątkiem parzy w ręce. Silne przewodzenie ciepła, gdyż powietrze zamknięte jest tylko między włóknami. Włókna nadal mogą dobrze przewodzić ciepło.

Jego mechanizmy termowilgotnościowe przeciwdziałają też niekorzystnym zjawiskom kondensacji pary wodnej w tzw. mostkach termicznych, która natychmiast jest wchłaniana w celulozę i w niej rozpraszana. Jest to cecha szczególnie ważna przy skomplikowanym geometrycznie kształcie ocieplanej konstrukcji. Izolacja celulozowa jednocześnie skutecznie filtruje powietrze, zatrzymując w sobie pył i kurz. Nie bez przyczyny mówi się więc o niej, że jest wentylatorem i klimatyzatorem ciepła, bo przepływ powietrza przez izolowane nią konstrukcje eliminuje potrzebę użycia oddzielnego systemu wentylacyjnego. Na styku z detalami konstrukcji drewnianych i metalowych działa też jak bibuła (możliwość przejmowania wilgoci, co jest istotne np. przy kompleksowej termorenowacji budynku, jego ścian zewnętrznych i stropodachu. Przyspieszone odparowanie wilgoci z konstrukcji metalowych działa antykorozyjnie, chroniąc ją przed rdzą, w czym pomaga również odczyn zasadowy izolacji (pH ≈ 7,8–8,1). Izolacje zachowują też stałość wymiany gazowej (dwukierunkowe przenikanie powietrza z i do pomieszczeń) oraz regulują wilgotność nie tylko warstwy ocieplonej, lecz także wnętrz budynku.

SKUTECZNOŚĆ izolacji termicznej Izolacja celulozowa charakteryzuje się stałością właściwości termoizolacyjnych. Przystosowuje się do wahań wilgotności i temperatury powietrza, zachowując właściwości termiczne aż do wilgotności na poziomie 12%. Według badań przeprowadzonych przez Nordiska Ekofiber Polska w budynkach wilgotność materiału w warunkach normalnej wilgotności powietrza 50% wynosi ok. 5%, a przy nieprzyjaznej wilgotności powietrza w pomieszczeniach sięgającej 70–80% wynosi zaledwie 11%. Dobre własności izolacji cieplnej uzyskuje się dzięki dużej ilości powietrza (70–80% objętości) zamkniętego wewnątrz włókien oraz w przestrzeni międzywłóknowej, dzięki temu nawet niewielkie zawilgocenie izolacji nie pogarsza znacząco jej właściwości termicznych.

Dla większości wyrobów izolacji celulozowej współczynnik przewodzenia ciepła kształtuje się na poziomie γ ≈ 0,037– 0,043 W/(m·K) (dla porównania: styropian γ ≈ 0,036–0,042 W/(m²), wełna mineralna γ ≈ 0,033–0,050 W/(m·K)). Pod tym względem jest to więc materiał równorzędny.

Tak dobre wskaźniki kształtują też korzystne współczynniki przenikania ciepła U. Np. według badań Nordiska Ekofiber Polska dla ściany izolowanej ekofibrem o grubości 15 cm ta wartość oscyluje w granicach U ≈ 0,25 W/(m²), przy grubości warstwy 25 cm wartość spada do U ≈ 0,16 W/(m²), a przy grubości 42,5 cm w stropodachu można ją zmniejszyć nawet do U ≈ 0,10 W/(m²) (tabela 1). Takie parametry termoizolacji spotyka się w rozwiązaniach skandynawskich. W porównaniu z innymi materiałami straty ciepła przy zastosowaniu izolacji celulozowej są mniejsze dzięki ciągłości i szczelności izolacji oraz zmniejszeniu ryzyka punktowego zawilgocenia izolacji, co decyduje o właściwościach termoizolacyjnych przegrody.

Grubość ocieplenia przegrody izolacją celulozową [mm]	Współczynnik  przenikania ciepła U [W/m²]
150	0,28
170	0,27
200	0,23
250	0,20
300	0,18
Tabela 1. Zmiana wartości współczynnika przenikania U bez uwzględnienia mostków termicznych na przykładzie różnych grubości izolacji stropodachu wentylowanego

OGNIOODPORNOŚĆ Fot.1 Próba ogniowa przeprowadzona na izolacji celulozowej.

Celulozowe produkty termoizolacyjne zaliczane są do grupy materiałów trudnopalnych, nierozprzestrzeniających ognia. W razie zagrożenia pożarem ich zdolność do zapobiegania zapalenia się konstrukcji jest ważniejsza niż odporność na ogień. Jak wykazały badania, zaimpregnowane przeciwogniowo włókna celulozowe w kontakcie z otwartym ogniem nie wydzielają żadnych substancji trujących, nie topnieją i nie spalają się, a jedynie ulegają zwęglaniu w tempie od 5 do 15 cm grubości warstwy na godzinę przy temperaturze wewnątrz zwęgliny wynoszącej 90–95°C (tabela 2). Dzieje się tak, ponieważ obecne w celulozie retardanty termiczne (sole boru) zwiększają ochronę przeciwpożarową konstrukcji budynku. W podwyższonej temperaturze uwalniana jest woda z kryształów, które ją chemicznie wiązały; w połączeniu z ograniczoną przepuszczalnością powietrzną włókien powstaje kurtyna parowa utrzymująca wilgoć i blokująca dostęp świeżego powietrza, co utrudnia rozprzestrzenianie się gorących gazów i płomieni (drewno zapala się przy temperaturze 200–300°C, a stal zaczyna tracić właściwości konstrukcyjne powyżej 300°C). W razie pożaru prędkość rozprzestrzeniania się ognia w materiale izolacyjnym wynosi 1–2 mm/min, czyli tyle, co w konstrukcjach drewnianych. W kategorii ogniowej materiał kwalifikuje się w grupie B2 (według DIN 4102) jako trudnopalny – odporny na działanie ognia zewnętrznego, nierozprzestrzeniający ognia.

Typ włókna	Realna temperatura materiału izolacyjnego utrzymywana przez badany czas oddziaływania ognia
	10 min	15 min	20 min	25 min	30 min
Izolacja celulozowa	18°C	18°C	95°C	95°C	95°C
Wełna kamienna	20°C	65°C	75°C	80°C	200°C
Wełna szklana	75°C	75°C	500°C	720°C	800°C
Tabela 2. Porównawcze próby przeciwpożarowe dla izolacji celulozowej ekofiber. Temperatury odczytane w poszczególnych odstępach czasowych. Wynik: po zakończeniu próby wełna mineralna i izolacja celulozowa znajdowały się nadal na swoim miejscu, a wełna szklana stopiła się i wyciekła

Ochrona AKUSTYCZNA Cenną zaletą włókien celulozy jest ich zdolność do pochłaniania dźwięku, dzięki czemu materiał znajduje duże zastosowanie przy wypełnianiu ścianek działowych, wygłuszaniu stropów, budowie ekranów akustycznych oraz w specjalnych tynkach pochłaniających dźwięki (tynki akustyczne)(5).

Częstotliwość [Hz]	Pogłosowy współczynnik pochłaniania dźwięku
125	0,42
250	0,67
500	0,71
1000	0,75
2000	0,83
4000	0,83
Tabela 3. Pogłosowy współczynnik pochłaniania dźwięku przez warstwę izolacji celulozowej o grubości 100 mm

Wieloletnie doświadczenia z wykorzystaniem ociepleń celulozowych doprowadziły do wypracowania i ciągłego udoskonalania technik wykonawczych wykorzystujących dwie metody: "na sucho" oraz "na mokro".

METODY wykonywania ociepleń Metoda "na sucho" ("blown-in") polega na pneumatycznym wdmuchiwaniu materiału izolacyjnego w przestrzeń między elementami konstrukcji (zwykle są to pustki w ścianach, stropach lub połaciach dachowych bądź na jego luźnym wsypywaniu bezpośrednio do przestrzeni (np. na powierzchnie stropodachu wentylowanego, w przestrzenie w poddaszu nieużytkowym – albo nasypie bezpośrednio na strop. Współczesne techniki pozwalają na prowadzenie tego typu prac na znacznych odległościach i w trudno dostępnych przestrzeniach. Agregaty do nadmuchu włóknocelulozy wraz ze zbiornikami mogą być instalowane w wygodnych na budowie miejscach (np. na platformie samochodu), a pneumatyczny przesył materiału elastycznymi wężami nie stwarza uciążliwości dla otoczenia nawet przy docieplaniu zamieszkałych budynków .



Wdmuchiwanie to najbardziej popularna metoda dociepleń. Jej atutem jest unikanie strat materiałowych, bo materiał trafia w całości do wyznaczonych stref robót. Nadmuch w warunkach wykonawczych prowadzi się aż do momentu uzyskania zalecanej przez producenta optymalnej gęstości w warstwie izolacyjnej. Sens jej wartości liczbowej wiąże się z potrzebą uzyskania skutecznej efektywności ocieplenia w zakładanym okresie eksploatacji (w docieplonym obszarze przegroda zachowuje jednorodną wartość oporu cieplnego, a wewnętrzne ciśnienie materiału (rozprężność) przeciwdziała niekorzystnemu zjawisku jego osiadania w warstwie).

Ocieplanie "na mokro" zwykle odbywa się za pomocą tego samego agregatu stosowanego przy metodzie "na sucho", z tą różnicą, że dodatkowo wykorzystuje się pompę wodną i specjalną dyszę natryskową. Włókna celulozy zwilżane są wodą bądź zdyspergowanym w niej klejem (spoiwem) . Naniesiona na powierzchnię warstwa może stanowić samoistną izolację tylko w miejscach nienarażonych na uszkodzenia mechaniczne. W innych przypadkach powinna być przykryta suchym tynkiem, sidingiem lub płytami elewacyjnymi (zastosowanie blachy z uwagi na jej nieprzepuszczalność dla pary wodnej wymaga właściwych rozwiązań technicznych zapewniających wentylację).

Zaletą tej metody jest równomierne przyleganie warstwy celulozy do powierzchni oraz nieosiadanie materiału izolacyjnego w warstwie, co umożliwia skuteczne i efektywne uszczelnienie nawet nierównych powierzchni i ubytków. Konstrukcje mogą być wzniesione całkowicie przed wykonaniem prac izolacyjnych. Warstwa natryskiwanego ocieplenia, która przylega do elementów konstrukcyjnych budynku, jest jednorodna i elastyczna. Wadą mogą być straty materiału powstałe na skutek rozprysku, jednak przy spełnieniu określonych warunków pracy tracony materiał może być powtórnie wykorzystywany (należy przede wszystkim utrzymać czystość na stanowisku pracy, aby uniknąć przypadków mieszania się materiału z rozmaitymi odpadami budowlanymi) .

Strefy konstrukcji budowlanych przed rozpoczęciem robót ociepleniowych wymagają przygotowania zgodnie z instrukcjami producenta materiałów izolacyjnych; przede wszystkim zapewnienia warunku dostępu do izolowanych stref; jest to konieczne, by wykonanie było sprawne i unikające strat czasu na zbędne czynności (np. zdejmowanie paneli bądź wiercenie niepotrzebnych otworów, gdy istnieją miejsca łatwego dostępu do wnętrza przegrody). Takie roboty powinno się prowadzić dopiero po ukończeniu montażu tych wszystkich instalacji, które później zostaną zakryte materiałem izolacyjnym (instalacje wodno-kanalizacyjne, okablowanie, przewody klimatyzacyjno-wentylacyjne bądź inne elementy instalowane w izolowanej ścianie).

Wybór metody nakładania izolacji i dostosowany do niej szczegółowy algorytm postępowania zależą od indywidualnych cech konstrukcyjnych izolowanej strefy w budynku oraz używanego sprzętu.

PREFERENCJE

Z uwagi na charakter materiału (środowisko jednorodne) izolacje celulozowe znakomicie sprawdzają się w budownictwie drewnianym (szkieletowym). Również w budownictwie murowym ten materiał jest akceptowany. Typowymi miejscami lokalizacji włóknocelulozy w konstrukcjach budowlanych są przestrzenie w stropach międzypiętrowych i ostatniej kondygnacji, pustki połaci dachowych, stropodachów wentylowanych i przegród ściennych wraz z ich płaszczyznami ). Szczególnie cenną zaletą wynikającą z ich zastosowań jest łatwość wykonania docieplenia trudnych miejsc, zwłaszcza pustek w kłopotliwych szczelinach (np. za ekranami bądź w pionach instalacyjnych), gdzie przy okazji izolowane są również umiejscowione w nich instalacje. W sferze zjawisk termostatycznych znacznie zredukowane zostaje też ryzyko występowania negatywnych skutków mostków termicznych (kapilarność włókien celulozy przeciwdziała kondensacji pary wodnej w zagrożonych termicznie miejscach, ponadto ich duża oporność cieplna redukuje występowanie punktu rosy na powierzchni ściany wewnętrznej przegrody).

Stosowane w dociepleniach izolacje termocelulozowe przynoszą daleko idące oszczędności ekonomiczne, do czego przyczyniają się technologie ich układania. Materiał izolacyjny łatwo można rozmieszczać, a jakość wykonywanych z jego użyciem prac na bieżąco kontrolować. Można nim skutecznie dokonywać naprawy izolacji termicznych (wypełniać uszkodzone strefy w ociepleniach) wcześniej wykonywane przy użyciu innych materiałów (tworzyw piankowych, wełen mineralnych, kruszyw ekspandowanych).

OGRANICZENIA w zastosowaniach Rys. 1–4. Typowe miejsca dociepleń włóknocelulozą:
1 – ocieplenie zewnętrznej ściany i stropu;
2 – ocieplenie ściany środkowej i stropu,
3 – ocieplenie ściany stropodachu i stropu;
4 – docieplenie stropodachu

Artykuły zaczerpnięto z serwisu www.izolacje.com.pl