Ocieplanie przegród zewnętrznych celulozą w świetle nowych wymagań cieplnych

Izolacyjność cieplną przegród reguluje rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, którego nowelizację ogłoszono w 2013 r. [1]. Określono w niej m.in. niższe niż dotychczas maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła U_c(maks.).

Wskazano też, kiedy wymagania te zostaną zaostrzone (TABELA 1).

Wprowadzenie nowych, zaostrzonych wymagań izolacyjności cieplnej sprawia, że bardzo ważne staje się poprawne zaprojektowanie odpowiedniej grubości warstwy izolacji. W artykule zostaną przedstawione wyniki obliczeń wymaganej grubości izolacji celulozowej w wybranych przegrodach zewnętrznych.

W obliczeniach wzięto pod uwagę jedynie materiały celulozowe, które mają certyfikat CE i są produkowane zgodnie z europejskimi aprobatami technicznymi.

Zgodnie bowiem z zapisem Rozporządzenia UE nr 305/2011 (CPR) [2] jedynym prawnie ważnym potwierdzeniem, że materiał celulozowy ma deklarowane parametry, jest właśnie certyfikat CE. W przypadku producentów działających długo na rynku dodatkowym potwierdzeniem są wyniki dotychczasowych badań przeprowadzanych w ramach procesu kontroli produkcji.

Właściwości celulozy

Izolacja celulozowa (FOT. 1) jest materiałem pochodzenia organicznego, wytwarzanym z makulatury gazetowej. Surowcem do wytwarzania tej termoizolacji jest materiał pochodzący z włókien drzewnych – celuloza.

W trakcie produkcji odpowiednio wyselekcjonowany papier gazetowy (w Europie przede wszystkim z gazet codziennych, a na innych kontynentach także z kartonu i papieru fotograficznego) poddawany jest rozdrobnieniu oraz impregnacji m.in. związkami boru oraz wodorotlenkiem glinu w postaci drobnoziarnistego granulatu w ilości 10–18% masy wyrobu gotowego w zależności od producenta. Dodatek ten podnosi odporność ogniową materiału.

Celuloza trafia na miejsce budowy zapakowana w worki. Skompresowany materiał jest następnie rozdrabniany i napowietrzany w maszynie do wdmuchiwania. Jego ostateczne rozwłóknienie i napowietrzenie zachodzi w wężach instalacyjnych, którymi materiał dostarczany jest z maszyny wdmuchującej bezpośrednio do ocieplanej przegrody (FOT. 2, 3, 4).

Pęd powietrza unoszący materiał w wężach do wdmuchiwania nadaje prędkości włóknom tworzącym izolację celulozową. Dzięki temu wszystkie zakamarki, nawet w niewidocznej części przegrody, są szczelnie wypełniane izolacją termiczną.

W praktyce wyróżnia się trzy metody wbudowania izolacji celulozowej w przegrodę.

Pierwsza to metoda wdmuchiwania – tym sposobem materiał może być wbudowywany np. w ściany, w przestrzeń międzykrokwiową dachu czy w przestrzeń podpodłogową. W takiej konstrukcji materiał musi być zagęszczony, co uniemożliwi osiadanie materiału w okresie użytkowania budynku.

Metoda otwartego nadmuchu – z reguły jest ona wykonywana na powierzchniach horyzontalnych, najczęściej w przestrzeniach stropodachów i poddaszy nieużytkowych.

Zadmuchaną w ten sposób powierzchnię można użytkować, jeśli materiał zostanie wbudowany pomiędzy elementy konstrukcyjne pokryte np. deskami podłogowymi. W obu metodach można zainstalować dowolną grubość izolacji, nawet do uzyskania standardu budynku pasywnego.

Natrysk na mokro – jest możliwy dzięki naturalnemu występowaniu kleju we włóknach celulozy. Klej aktywowany jest pod wpływem wody. W zależności od zastosowania do wody można dodać także domieszkę kleju w ilości do 10%.

Natrysk może być stosowany w różnego rodzaju przegrodach, pod warunkiem że celuloza zostanie natryśnięta na element o dobrej przyczepności (np. płytę OSB lub inną płytę drewnopochodną, mur). W przypadku natrysku na strop betonowy grubość warstwy nie powinna przekraczać 5 cm. Grubość izolacji natryśniętej na ścianę może wynosić maks. 20 cm.

Natrysk jest metodą pracochłonną i dlatego rzadko jest stosowany do instalacji celulozy jako izolacji termicznej. Na rynku dostępne są materiały celulozowe, które z powodzeniem wykorzystywane są do natrysków akustycznych jako warstwa pochłaniająca dźwięk w zakresie grubości 2–6 cm.

Należy zwrócić uwagę na to, że nie każda izolacja celulozowa może być wbudowana w przegrodę metodą natrysku, ponieważ aprobata techniczna może nie dopuszczać takiego zastosowania.

Celuloza cechuje się następującymi parametrami¹:

• niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła – λ_d = 0,037–0,041 W/(m·K), dzięki czemu skutecznie ogranicza straty ciepła w budynkach już przy minimalnych grubościach zastosowanej warstwy;
• wysokim ciepłem właściwym – nawet do c = 2,15 kJ/kg, dzięki któremu tworzy przyjazny mikroklimat we wnętrzach w miesiącach letnich i zapobiega przegrzewaniu pomieszczeń;
• optymalną opornością na przepływ powietrza – r > 6 kPa, choć należy zaznaczyć, że nie wszystkie materiały spełniają to kryterium; dzięki tej właściwości celuloza jest bardzo dobrym izolatorem akustycznym i uszczelnia budynek na przenikanie powietrza (zapobiega przewiewom i przedmuchom);
• klasą reakcji na ogień – w zależności od zastosowania zawiera się ona w przedziale B,s2-d0–E. Wiele z tych materiałów to materiały klasy NRO. Włókna celulozy wystawione na działanie ognia zachowują się podobnie do drewna – powierzchnia termoizolacji opalana płomieniami zostaje zwęglona. Zwęglona warstwa wierzchnia chroni dalsze włókna celulozy i elementy konstrukcyjne przed destrukcyjnym działaniem ognia;
• gwarancją trwałości użytkowej min. 50 lat, co stanowi duży wyróżnik na tle innych materiałów izolacyjnych.

Docieplanie stropodachów celulozą

Stropodachy to przegrody budowlane, których docieplanie może być wyzwaniem ze względu na utrudniony dostęp do wnętrza przegrody i małe wymiary przestrzeni wewnątrz. Dlatego do ociepleń stropodachów wentylowanych dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie celulozy metodą wdmuchiwania.

Co ciekawe, celuloza ma długą tradycję w ocieplaniu tego typu przegród – pierwsze docieplenia stropodachów w Polsce były wykonane właśnie przy użyciu celulozy. Najważniejsze korzyści z wykorzystania metody wdmuchiwania to krótki czas wykonania robót dociepleniowych, niski nakład pracy oraz skuteczna, ciągła warstwa jednorodnej izolacji termicznej.

Decydującym czynnikiem przy wyborze materiału izolacyjnego jest jego jakość oraz dokumenty, takie jak europejska aprobata techniczna, które potwierdzają, że produkt został legalnie wprowadzony do obrotu.

Należy pamiętać o tym, że nie wszystkie dostępne na rynku izolacje celulozowe mogą zostać wbudowane w przestrzeń stropodachu wentylowanego, jeśli ich aprobata techniczna nie przewiduje takiego zastosowania.

W celu ułatwienia projektantom i inwestorom planowania ocieplenia stropodachu dokonano obliczeń przykładowej konstrukcji stropodachu wentylowanego. Przyjęty układ warstw przegrody przedstawiono na RYS. 1.

Grubości izolacji celulozowej zostały obliczone przy zastosowaniu metody obliczania współczynnika przenikania ciepła U w odniesieniu do przegród jednorodnych zgodnie z normą PN-EN ISO 6946:2008 [3]. Do obliczenia współczynnika U przyjęto następujące wartości współczynnika λ oraz oporu cieplnego R:

• celuloza – λ_obl. = 0,037–0,041 W/(m·K) –  z europejskich aprobat technicznych producentów celulozy;
• strop gęstożebrowy DZ-3 – R = 0,23 (m²·K)/W [10];
• tynk cementowo-wapienny – λ_obl. = 0,82 W/(m·K) (według PN­‑EN ISO 6946:2008 [3]).

Przy projektowaniu ocieplenia powierzchni horyzontalnych, a więc także stropodachów, należy uwzględnić fakt, że materiał celulozowy osiada w ciągu 50 lat użytkowania budynku. Dlatego wbudowana grubość materiału musi uwzględniać wskaźnik osiadania, a jej wartość jest większa niż grubość nominalna, w odniesieniu do której został obliczony wymagany współczynnik przenikania ciepła.

Wyniki obliczeń zaprezentowano w TABELI 2.

Poniżej przedstawiono przykład obliczeniowy (TABELA 3).

Całkowity opór cieplny przegrody:

R_T = R_si + R₁ + R₂ + … + R_n + R_se
R₁, R₂,…, R_n – opory cieplne poszczególnych warstw,

 – opór przejmowania ciepła na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni przegrody,

Współczynnik przenikania ciepła:

Docieplanie dachów skośnych celulozą

O skuteczności termoizolacji dachów decydują nie tylko grubość i parametry warstwy izolacyjnej, ale przede wszystkim dokładność jej montażu. Największy wpływ na dokładność ma metoda, z jaką ocieplenie jest wbudowane w połać dachu.

Można pracowicie, długotrwale i mozolnie docinać płyty izolacyjne, by dopasować je do szerokości krokwi i kształtu ich powierzchni, jednak praktyka wykonawcza pokazuje, że nie da się przy tym uniknąć błędów instalacji w postaci nieszczelności i niedopasowania izolacji oraz strat materiału. Natomiast niewłaściwe zamocowanie płyt izolacyjnych w ocieplanym dachu sprawia, że po kilku latach osuwają się, co powoduje nieszczelności w warstwie ocieplenia.

Korzystniej jest ocieplić poddasze izolacją celulozową ze względu na metodę wdmuchiwania, która ułatwia szczelne wypełnienie docieplanych przestrzeni poddasza. Włókna celulozy wdmuchiwane są pod ciśnieniem i docierają do miejsc, które byłyby trudne do prawidłowego ocieplenia inną metodą. Wdmuchiwany materiał zachowuje ciągłość warstwy izolacyjnej. Eliminuje się w ten sposób powstawanie mostków termicznych odpowiedzialnych za nadmierne straty ciepła.

W każdej połaci dachowej materiał musi zostać zagęszczony zgodnie z kartą charakterystyki produktu i wytycznymi instalacji producenta, co wyeliminuje osiadanie celulozy. Trzeba pamiętać, że materiał celulozowy w zależności od producenta, technologii produkcji, obecności frakcji pyłowych i udziału właściwej celulozy będzie wymagał różnych gęstości, dlatego należy oczekiwać, że wykonawca będzie legitymował się potwierdzeniem odbycia szkolenia i autoryzacją wystawioną przez zakład produkcyjny lub upoważnionego przedstawiciela.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!