Wpływ warunków atmosferycznych w trakcie montażu i sezonowania styropianu białego i grafitowego w systemach ETICS

Poprawa efektywności energetycznej w obszarze instalacji energetycznych, przemysłowych oraz w budownictwie jest jednym z kluczowych zadań na najbliższe lata. Stopniowo zwiększają się wymagania prawne w tym zakresie.

1 stycznia 2017 r. weszły w życie zmiany w warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 1422/2015 z dnia 18 września 2015 r.). Ustalone poziomy wymagań w tym zakresie w poszczególnych latach przedstawiono w TABELI 1.

I tak od 2017 r. wynosi on 0,23 W/(m²·K), a od 2021 r. parametr ten będzie na poziomie 0,20 W/(m²·K). Dla dachów skośnych i stropów pod nieogrzewanymi pomieszczeniami od 2017 r. wymagane U wynosi 0,18 W/(m²·K), a dla stropów nad pomieszczeniami nieogrzewanymi 0,25 W/(m²·K).

Zmiana wymagań w tym zakresie wymaga wyznaczenia niezbędnej grubości izolacji termicznej, dzięki której uzyskana ściana będzie spełniać zaostrzone wymogi techniczne. W TABELI 2 przedstawiono przykładowe wartości obliczeniowe wyznaczone dla materiałów izolacyjnych o określonym współczynniku przewodzenia ciepła.

Nowoczesne materiały izolacyjne

Jak wynika z TABELI 2, obniżanie współczynnika przewodzenia ciepła stosowanych materiałów jest niezbędne, aby uniknąć stosowania bardzo grubych warstw materiału izolacyjnego. W związku z tym ciągle trwają prace i badania zmierzające do zastosowania w ociepleniach nowych rozwiązań i materiałów mogących zagwarantować spełnienie coraz bardziej rygorystycznych wymagań i uzyskanie lepszego poziomu efektywności izolacji przy minimalizacji grubości stosowanej powłoki.

Nowoczesne materiały są przede wszystkim najczęściej znacznie droższe od tanich stosowanych dotąd rozwiązań. Oczywisty wydaje się więc trend zmierzający do zastosowania styropianu grafitowego o niższym współczynniku przewodzenia ciepła.

Lepsze właściwości izolacyjne wyrobu wynikają z zastosowania do produkcji składnika zapewniającego dodatkową absorpcję promieniowania cieplnego. Rynek nadal jednak opornie przyjmuje stosowanie tego względnie taniego materiału, ponieważ utarły się niepochlebne opinie na temat jego trwałości na elewacjach.

Jak pokazały doświadczenia, stosowanie styropianu grafitowego wymaga zachowania szczególnego reżimu przy wykonywaniu elewacji w systemie bezspoinowym z uwagi na jego deformacje pod wpływem nasłonecznienia. Wynika to z faktu, że ciemny kolor powoduje nagrzewanie się powierzchni płyt do wyższych temperatur pod wpływem narażenia na bezpośrednie działanie promieniowania słonecznego.

Nie należy jednak szczególnie demonizować tego problemu, gdyż stosowanie osłon przeciwsłonecznych w postaci siatek to podstawowa zasada przy montażu ocieplenia w technologii mokrej bezspoinowej, która powinna być przestrzegana niezależnie od rodzaju zastosowanego materiału izolacyjnego.

Większa wrażliwość tego materiału na czynniki atmosferyczne jest niestety powodem mniejszej popularności styropianu grafitowego w Polsce w stosunku do krajów Europy Zachodniej, w których sprzedaż styropianu grafitowego stale rośnie. W ostatnim czasie obserwuje się jednak ponowne zwiększenie zainteresowania tym materiałem. Coraz częściej wykonawcy i inwestorzy oczekują potwierdzenia możliwości zastosowania takiego styropianu w konkretnych systemach ociepleń poprzez udokumentowane wyniki badań z zastosowaniem grafitowego EPS.

Konsekwencje zmian prawnych

Z uwagi na brak dostępnych porównań w zakresie przyczepności przeprowadzono serię badań pod kątem oceny wpływu zróżnicowanych warunków atmosferycznych na trwałość, w tym przypadku przyczepność zapraw klejowych do styropianu grafitowego i białego.

Z serii badań dla dziesięciu dostępnych na rynku zapraw klejowych przedstawiono wyniki dwóch zapraw, dla których uzyskano największe różnice wyników w badaniach normowych na białym EPS. Wyniki te przedstawiono na RYS. 1 i 2.
W kilku przypadkach próbki płyt styropianowych przed nałożeniem kleju poddano działaniu wysokiej temperatury, promieniowaniu UV oraz promieniowaniu podczerwonemu. Przypadki te na wykresach opisane są jako EPS 70°C, EPS UV, EPS IR.

Jak przedstawiono na RYS. 1 w badaniach normowych obu zapraw (pierwsze trzy wyniki) uzyskano spełnienie wymagań ETAG 004:2013.

Wyniki niespełniające wymagań ETAG uzyskano tylko w przypadku próbek podanych działaniu promieniowania ultrafioletowego (promiennik UV) oraz promieniowania podczerwonego (promiennik IR).

Należy zwrócić uwagę, że o ile obserwuje się tendencję do obniżenia przyczepności badanych zapraw do styropianu grafitowego w porównaniu ze styropianem białym, to różnice te wydają się być mniejsze w przypadku zaprawy wyższej jakości, na którą wskazują wyniki badań w warunkach znormalizowanych przez ETAG.

Jednakże różnice te zazwyczaj nie przekraczają wartości niepewności wykonywanych pomiarów równej ±  0,01 N/mm2. Nie można nie zauważyć, że oddziaływanie destrukcyjne zarówno promieniowania ultrafioletowego, jak i podczerwonego ujawnia się również w przypadku badań na styropianie białym.

Niewątpliwie jednak istotnie różni się zachowanie płyt grafitowych pod wpływem bezpośredniego naświetlenia promieniowaniem podczerwonym, które pod jego wpływem ulegają całkowitemu zniszczeniu, co zobrazowano na FOT. 1. Zjawisko to nie występuje w przypadku płyt białych oraz grafitowych zabezpieczonych powłoką z farby lub zaprawy klejowej (FOT. 2 i 3).

Poza badaniami przyczepności przeprowadzono również próby naświetlania płyt z EPS grafitowego, którego powierzchnię pokryto farbą w kolorze białym. Jak przedstawiono na FOT. 2, zabezpiecza to płyty styropianowe przed szkodliwym działaniem promieniowania IR. Wykonane pomiary wymiarów płyt nie wykazały żadnych różnic po naświetlaniu.

Jak potwierdziły kolejne próby również nałożona warstwa kleju cementowego zabezpiecza styropian grafitowy przed destrukcyjnym działaniem tego promieniowania (FOT. 3).

Należy oczywiście pamiętać, że wysoka temperatura (nasłonecznienie) podczas wiązania i twardnienia zaprawy może powodować obniżenie przyczepności z uwagi na przyspieszone odsychanie zaprawy klejowej.

Nie ma żadnych wytycznych czy wskazań dotyczących wartości maksymalnego nasłonecznienia, jakie można dopuścić dla zapewnienia trwałości ocieplenia. Należy więc założyć, że elewacje należy chronić przed dużym, bezpośrednim promieniowaniem słonecznym występującym zwłaszcza w okresie letnim.

O ile styropian grafitowy jest bardziej narażony na destrukcyjne działanie tego promieniowania, o tyle jego negatywny wpływ również ujawnia się w przypadku ocieplania styropianem białym, zarówno jeśli chodzi o sam materiał izolacyjny, jak i kolejne warstwy systemu ETICS. Dotyczy to wiązania oraz twardnienia zapraw klejowych i tynków elewacyjnych. Należy więc stosować siatki osłonowe bez względu na to, czy płyty styropianowe są białe czy grafitowe.

Podsumowanie

Dla przeprowadzonych badań serii klejów nie stwierdzono istotnego pogorszenia przyczepności zapraw klejowych w warunkach sezonowania zgodnych z zalecanymi przez producentów systemów ociepleń ETICS. Jedynie w przypadku narażenia powierzchni styropianu na działanie bezpośredniego nasłonecznienia potwierdzono kurczenie się styropianu grafitowego, co w przypadku zastosowania na elewacji może skutkować różnorodnymi defektami (spękania, odspojenia, mostki termiczne).

W toku badań potwierdzono również, że samo zastosowanie powłoki malarskiej w kolorze białym i zabezpieczenie w ten sposób powierzchni styropianu przed działaniem promieniowania słonecznego jest skutecznym sposobem eliminacji zmian wymiarów płyt styropianu grafitowego.

Jak pokazują wyniki przedstawionych badań, sam styropian w zakresie badań normowych nie różni się istotnie przyczepnością do zapraw klejowych. Rozróżnianie go w specyfikacjach technicznych przy obowiązujących obecnie wymaganiach normatywnych wydaje się być nieuzasadnione. Natomiast zastosowanie tego materiału w budownictwie wymaga rzeczywiście rygorystycznego przestrzegania podstawowych zasad praktyki budowlanej, jakie zostały określone również dla popularnego od lat białego EPS, tj. stosowania siatek osłonowych przy wykonywaniu prac budowlanych.   

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!