Ekologiczne izolacje termiczne
Przez większość ubiegłego wieku do ocieplenia domów wykorzystywano włókniny szklane, takie jak wełnę mineralną. Jednak materiał ten bywa szkodliwy dla zdrowia a czasy się zmieniły. Zrównoważony rozwój budownictwa stał się faktem. Do wykonania izolacji termicznej budynków, zamiast materiałów tradycyjnych, można zastosować ekologiczne, takie jak np. włókna drzewne czy wełna konopna. Dzięki temu nie tylko uzyskujemy oszczędność energii, ale także i obniżamy emisje dwutlenku węgla oraz chronimy środowisko naturalne. To element walki z globalnym ociepleniem
Zrównoważony rozwój budownictwa
Zrównoważone budownictwo to szereg różnych działań, które mają na celu ograniczenie negatywnego wpływu budownictwa na środowisko w całym cyklu ich życia: od wykonania projektu, poprzez proces budowy aż po eksploatację budynku. Zrównoważony rozwój budownictwa oznacza głównie minimalizację ingerencji w lokalny ekosystem oraz unikanie szkód środowiskowych. Pamiętajmy, że lekceważenie lokalnych warunków klimatycznych doprowadziło do znacznego wyeksploatowania surowców naturalnych oraz ogromnego zapotrzebowania na energię. Jednym z elementów tego zrównoważonego rozwoju jest skuteczna izolacja termiczna budynków, która powoduje ze ich zapotrzebowanie na energię dla celów ogrzewania może być bardzo niskie.
Ekologiczne materiały termoizolacyjne
Obowiązujące w Polsce prawo budowlane stanowi, że budynki muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby ilość energii cieplnej potrzebnej do ich ogrzania była utrzymana na racjonalnie niskim poziomie. Według Standardu WT 2021 Ep, czyli roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną potrzebną do ogrzewania, przygotowania c.w.u., wentylacji, chłodzenia oraz oświetlenia wynosi dla nowego budynku jednorodzinnego 70 kWh/m2. Natomiast wartość U, czyli współczynnika przenikania ciepła, dla ścian zewnętrznych i stropów, może wynosić maksymalnie 0,2 W/m2K. Cel ten można osiągnąć za pomocą odpowiedniej termoizolacji budynku. Jednak, zamiast tradycyjnego styropianu czy wełny mineralnej, warto rozważyć wykorzystanie materiałów termoizolacyjnych, które są uznawane za ekologiczne i zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju. Taka inwestycja może się nam opłacić. Do ekoligicznych izolacji termicznych należą:
Włókna drzewne (wełna drzewna). Materiał produkowany z drzew iglastych, w procesie mokrym lub suchym. Stosowane w postaci mat do termoizolacji ścian i dachów oraz w postaci luźnych włókien do bezpośredniego wdmuchiwania w przegrody. Materiały wytwarzane w procesie mokrym są bardziej ekologiczne i zdrowsze, ponieważ włókna łączy się za pomocą naturalnej ligniny i bez użycia klejów. W drugim przypadku materiał łączący stanowią poliolefiny z dodatkiem fosforanu amonowego, który powoduje, że materiał termoizolacyjny nie rozprzestrzenia ognia. Włókna drzewne posiadają bardzo dobre parametry termoizolacyjne (lambda 0,036...0,038 W/m*K; dla porównania dla wełny mineralnej jest to 0,036 W/m*K) oraz dużą pojemność cieplną (2100 J/kg*K; dla porównania wełna mineralna zaledwie 800...1000 J/kg*K). Zapobiegają kondensacji wilgoci na elewacji budynku, a tym samym również rozwojowi pleśni i grzybów. Wpływają korzystnie na regulację poziomu wilgotności w pomieszczeniach. Materiał termoizolacyjny może być wykorzystany powtórnie oraz jest biodegradowalny i magazynuje CO2. Do jego produkcji wykorzystywane są przede wszystkim odpady z tartaków, zaś sam proces nie powoduje emisji gazów cieplarnianych.
Celuloza. To dość popularny materiał izolacyjny, stosowany na dachach i ścianach nowoczesnych budynków, zarówno nowych, jak i istniejących. Włókna celuluzowe stosowane są w postaci granulatu bez lepiszczy i aplikowane metodą wdmuchiwania. Produkcja izolacji celulozowej zużywa 30 krotnie mniej energii, niż produkcja wełny mineralnej. Celuloza to wysoce przyjazny dla środowiska i biodegradowalny materiał, wytwarzany z przetworzonej makulatury lub denimu. Dobre właściwości termoizolacyjne (lambda = 0,039 W/m*K) związane są z wysoką zawartością powietrza we włóknach oraz w przestrzeniach pomiędzy nimi. Termoizolacja z celulozy potrafi regulować poziom wilgotności w budynku. Materiał wiąże wilgoć, jednak jego izolacyjność cieplna nie pogarsza się, gdyż wypełnione powietrzem przestrzenie między włóknami stanowiące ok. 70-80% materiału nie zostają wypełnione wodą. Higroskopijność termoizolacji celulozowej powoduje, że zastosowanie folii paroizolacyjnej może nie być konieczne. Wykorzystywanie go, jako izolacji cieplnej domu oznacza zmniejszanie ilość odpadów na wysypiskach śmieci, a to z kolei zmniejszy uwalnianie szkodliwych gazów cieplarnianych. Chociaż izolacja celulozowa znana jest już od ponad 100 lat, popularność zaczęła zyskiwać dopiero w latach 50-ch ubiegłego wieku. Wtedy to do materiału dodano ognioodporne substancje chemiczne. Obecnie izolacja celulozowa jest impregnowana nietoksycznymi substancjami chemicznymi, takimi jak kwas borowy i siarczan amonu, które powodują, że materiał staje się odporny na owady, pleśń oraz w pewnym stopniu na ogień.
Wełna konopna. To materiał termoizolacyjny składający się ponad 80% z konopi. Jako środek wiążący używany jest krochmal ryżowy bądź kukurydziany. Izolacja zabezpieczana jest sodą w celu ochrony przeciwpożarowej. Wełna konopna posiada zdolność regulacji poziomu wilgotności w pomieszczeniach. Pochłania wilgoć oraz oddaje ją bez efektu skraplania pary wodnej wewnątrz izolacji. Charakteryzuje ją niska wartość współczynnika przewodzenia ciepła, a także zdolność akumulowania ciepła. Wełna konopna sprzedawana jest w postaci płyt, pasów lub luzem. Wszystkie materiały wykorzystywane do jej produkcji są naturalne i biodegradowalne, zaś po demontażu mogą być kompostowane. Podobnie jak w przypadku włókien drzewnych, konopie mają bardzo dużą zdolność magazynowania CO2, przez co ograniczają jego ilość w atmosferze. Szczególną zaletą konopii jest bardzo szybki wzrost tej rośliny – nieporównywalny z czasem potrzebnym do wytworzenia ekwiwalentnej ilości drewna.
Kompozyt wapienno-konopny. To materiał produkowany z rozdrobnionych paździerzy konopnych, czyli zdrewniałych części ich łodyg, łączonych spoiwem wapiennym. Może być wykorzystany zarówno na elementy konstrukcyjne budynku, jak i jego termoizolację: wypełnienie ścian w drewnianych domach szkieletowej oraz, jako warstwa dachu lub podłogi. Kompozyt charakteryzuje się dość niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła (0,078...0,151 W/m*K) oraz paroprzepuszczalnością, dzięki czemu reguluje wilgotność w pomieszczeniach. Do produkcji wykorzystuje się paździerze, które w innym przypadku byłyby odpadem. Sama produkcja wapna budowlanego nie jest obojętna dla środowiska, gdyż powoduje uwalnianie do atmosfery znacznych dwutlenku węgla. Jednak przy produkcji kompozytu wapienno-konopnego pewna ilość CO2 pochłaniana jest przez samo spoiwo, natomiast inna część przez konopie. Dlatego wykorzystywanie kompozytu wapienno-konopnego powoduje ograniczenie emisji CO2 do atmosfery. Ponadto, podobnie jak w przypadku wełny konopnej, kompozyt po demontażu może być ponownie wykorzystany.
Perlit ekspandowany. Perlit to skała pochodzenia wulkanicznego, której głównym składnikiem jest krzemionka SiO2. Zawiera ona cząsteczki wody krystalizacyjnej. W procesie produkcji perlitu ekspandowanego, woda wskutek podgrzewania do bardzo wysokich temperatur zamienia się w parę wodną, tworząc zamknięte, puste mikropory. Dzięki temu uzyskuje się dobrą izolacyjność cieplną (0,040...0,049 W/m*K). Perlit to materiał całkowicie naturalny, nietoksyczny i niepalny. Wykorzystywany w postaci płyt do izolacji ścian oraz stropów. Dzięki wysokiej porowatości reguluje wilgotność w pomieszczeniach. Odpady z termoizolacji perlitowej izolacji są obojętne dla środowiska i mogą być wykorzystywane do rekultywacji gleby.
Szkło piankowe. Produkowane w procesie recyklingu odpadów szklanych. Szkło topi się w wysokiej temperaturze i dodaje do niego specjalne środki pianotwórcze. W wyniku tego powstaje porowaty materiał o dobrych parametrach termoizolacyjnych (0,038 W/m*K). Podczas produkcji i eksploatacji szkła piankowego nie są wydzielane szkodliwe substancje. Materiał ten jest wykorzystywany w budownictwie w postaci granulatu oraz płyt. Ich odpady mogą zostać ponownie użyte do produkcji.
Wełna owcza. Owce mogą przetrwać długie, mroźne zimy na farmach i w górach, ponieważ ich ciepłe i puszyste runo jest w stanie utrzymać ciepło, bez względu temperaturę w chłodniejszych porach roku. Dlatego wełna owcza jest doskonałą opcją ekologicznej termoizolacji budynków (lambda = 0,038...0,040 W/m*K). Standardowe materiały izolacyjne z owczej wełny zawierają od 5% do 20% poliestru, które nadaje im dodatkową wytrzymałość oraz umożliwia formowanie materiału w różne kształty. Wełna owcza jest prawdopodobnie najlepszym materiałem termoizolacyjnym, jeśli chodzi o środowisko naturalne. Jest całkowicie odnawialna, ponieważ owce mogą być strzyżone co najmniej raz w roku. Runo zawsze odrasta, więc podaż wełny owczej stale rośnie. Materiał ten można również poddać recyklingowi i oczyścić do innych celów. Dodatkową zaletą wełny owczej jest to, że pochłania i oddaje wilgoć, nie tracąc przy tym swoich doskonałych właściwości termicznych.
Aerożel. Nie jest co prawda naturalnie występującym materiałem, jednak wcale nie oznacza to, że jest szkodliwy dla środowiska. Opracowany w latach 30-ch ubiegłego wieku, zawiera głównie powietrze. Izolacja całego domu za pomocą aerożelu była dawniej uważana za szalony pomysł, ale obecnie wiele osób decyduje się na ten materiał izolacyjny o rewelacyjnych właściwościach – jego współczynnik przewodzenia ciepła wynosi zaledwie 0,014 W/m*K. Szkielet strukturalny aerożelu składa się zwykle z krzemionki, jednak do produkcji można wykorzystać inne materiały, takich jak tlenek żelaza, miedź, węgiel, złoto i polimery organiczne. Te materiały stałe stanowią mniej niż 5% objętości aerożelu, a reszta jest wypełniona powietrzem. Powietrze w mikroskopijnych porach nie ma zbyt wiele miejsca na ruch, więc przewodzenie i konwekcja w fazie gazowej nie mogą wystąpić. Te cechy sprawiają, że aerożel jest ciałem stałym o najniższej gęstości, a także świetnie nadaje się do izolacji termicznej. Aerożel doskonale zatrzymuje wodę i może chronić izolację przed korozją i uszkodzeniami spowodowanymi wilgocią. Jedyną barierą przed jego masowym stosowaniem w budownictwie jest bardzo wysoka cena.
Denim. To naturalna tkanina bawełniana, wykonana w splocie skośnym oraz specjalnie barwiona naturalnym barwnikiem Indygo, wykorzystywana do szycia popularnej odzieży dżinsowej. Bawełna to materiał zarówno naturalny, jak i odnawialny. W procesie produkcji materiałów termoizolacyjnych tkanina jest składana w maty, podobnie jak włókno szklane. Ponieważ materiały te są wytwarzane ze starej odzieży, ich wykorzystywanie w budownictwie pomaga zmniejszyć ilość odpadów wyrzucanych na wysypiska śmieci. Można również poddać recyklingowi samą termoizolację i jest to jedna z zalet, która odróżnia denim od materiałów takich jak włókno szklane. Denim nie zawiera również niebezpiecznego gazu - formaldehydu. Co więcej, nie powoduje żadnych problemów z oddychaniem i pomaga odstraszać owady w domu. Termoizolacja denimowa posiada wiele zalet, jednak są one okupione wyższą ceną, około 10% wyższą od izolacji z włókna szklanego. Jest również trudna do cięcia i nie jest plastyczna.
Korek. Jest w 100% naturalny i uważany za jeden z najbardziej przyjaznych dla środowiska materiałów budowlanych. Wytwarzany jest z dębu korkowego i może być poddany recyklingowi. Po zakończeniu produkcji materiał będzie miał ujemny ślad węglowy, dlatego jest uważany za najbardziej przyjazny dla środowiska. Chociaż dęby korkowe pochodzą z basenu Morza Śródziemnego i Afryki Północnej, termoizolacja korkowa jest produkowana głównie w Portugalii, gdzie drzewa są chronione i zbierane ręcznie od ponad 100 lat. Oprócz zapewnienia izolacji termicznej domu, korek może zapobiegać rozwojowi pleśni i wilgoci. Jest również bardzo trwały i nigdy nie będzie wymagał wymiany. Główną wadą tego materiału izolacyjnego jest jego wysoka cena.
§ Polistyren. To tworzywo sztuczne może nie wydawać się być ekologiczne, jednak w ogólnym bilansie takie właśnie jest, ponieważ umożliwia zaoszczędzenie ogromnej ilości energii, potrzebnej do ogrzania domów. Polistyren ekspandowany z dodatkiem grafitu, czyli styropian grafitowy „szary”, posiada współczynnik przenikalności cieplnej na poziomie 0,030...0,033 W/m*K. Polistyren jest często wyłożony folią aluminiową, która odbija promieniowanie cieplne. Dość łatwy w obróbce, nie podrażnia skóry. Jest również prawie bezwonny, co sprawiło, że stał się popularnym wyborem wśród profesjonalnych instalatorów. Mimo że jest to materiał przyjazny dla środowiska, często trafia on na wysypiska śmieci, ponieważ nie ma czynników biologicznych, które mogłyby go rozłożyć. Jego proces produkcyjny może również uwalniać szkodliwe zanieczyszczenia do środowiska.
Icynene. Nazwa pochodzi od kanadyjskiej firmy, która wprowadziła ten materiał termoizolacyjny na rynek w 1986 roku. Icynene to izolacja z pianki natryskowej, produkowana z oleju rycynowego. Po rozpyleniu na powierzchni, rozszerza się ona 100-krotnie w stosunku do swojej objętości. Zaletą Icynene jest to, że nie zawiera żadnych szkodliwych związków chemicznych ani środków porotwórczych, co czyni go izolacją przyjazną dla środowiska. Współczynnik przenikania ciepła U dla tego materiału wynosi 0,039, czyli tyle samo, co dla włókna szklanego. Ponieważ materiał jest oddychający, pokryte nim drewno nie gnije. Icynene zapobiega również powstawaniu pleśni i kondensacji pary wodnej.
Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki
Opracowanie redakcja : (P.H.)
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.pasywny-budynek.pl
