Wielu z nas zastanawia się dlaczego w domach izolowanych wełną jest tak ciepło latem choć zimą ten materiał spełnia swoją rolę. Czy wełna mineralna zawsze tak samo izoluje niezależnie od warunków w których pracuje ? Oczywiście, że nie!

Winna temu wszystkiemu jest konwersja na temperaturę. Dach czy też poddasze możemy izolować termicznie za pomocą wielu materiałów. Tradycyjnie wełną mineralną czy to skalną lub szklaną, modną obecnie celulozą a także poliuretanami – pianką natryskową lub też nowoczesnymi sztywnymi płytami PIR. Dachy płaskie dodatkowo styropianem EPS i/lub styrodurem XPS.

Co to jest lambda materiału izolacyjnego ?

 
Współczynnik przewodzenia ciepła – lambda (λ) jest to właściwość materiału w kontekście przewodzenia ciepła. Parametr ten pokazuje ile ciepła przeniknie przez przegrodę z danego materiału. Zatem im ten parametr jest niższy tym mniej ciepła nam ucieka (zimą) bądź wnika do pomieszczenia (latem). Wartość współczynnika przewodzenia ciepła podaje się w W/mK który to współczynnik podawany jest w kartach technicznych wyrobu jako lambda deklarowana – λdekl.

Czy lambda materiału izolacyjnego jest stała ?

 
Niestety nie – o czym “zapominają” mówić nam producenci materiałów izolacyjnych.
Lambdę bada się w ściśle określonych – zdefiniowanych warunkach temperatury i wilgotności.
Niestety laboratorium swoje – a życie mówi swoje. W laboratorium bada się materiały w stałej – ściśle określonej temperaturze. Zazwyczaj jest to 10 lub 20 st C zależnie od stosowanej normy. Bada się właściwości materiałów budowlanych – w tym izolacyjność, paroprzepuszczalność, nasiąkliwość czy też twardość. Na dachach jednak te same materiały pracują w szerokiej gamie temperatur od -30 do +60 st C i zmieniają swoje właściwości wraz ze zmianą tej temperatury! Nas jako użytkowników interesuje lambda użytkowa – nie deklarowana. Jaka ona jest i jak się zmienia dla poszczególnych materiałów o tym poniżej w artykule.

Jak zmienia się lambda materiałów termoizolacyjnych wraz z temperaturą.

Lambda deklarowana – jak wspomnieliśmy podawana jest przez producentów w ściśle określonej temperaturze. Dla materiałów izolacyjnych jest to 10 st C. Oczywiście takie warunki w realnej pracy izolacji z wełny czy też poliuretanu nie występują w sposób ciągły. W Polsce w zimie materiały te pracują w przedziale od -30 st, Celsjusza zimą do 60 st. latem. W przypadku pokryć blaszanych tj. blachodachówek, blach trapezowych czy blach na rąbek nawet wyższych.

Na poniższym wykresie przedstawiono lambdę deklarowaną przez producentów materiałów izolacyjnych (przy 10 st C) oraz lambdę rzeczywistą osiąganą przez materiały latem przy 50 st. Celsjusza.

Jak zmienia się lambda wełny skalnej i szklanej oraz drzewnej – celulozy

W przypadku wełny mineralnej konwersja na temperaturę jest bardzo wysoka. Poniżej estymowany wykres od -30 stopni Celsjusza do 60 st. Celsjusza.
Jak widać przy 10 st. C wełna i celuloza ma swój deklarowany parametr lambda λdekl. wynoszący między 0,33 W/mK (dla bardzo dobrej wełny) przez 0,36-0,37 dla standardowej aż po 0,40 W/mK. Ten parametr jest nawet lepszy zimą – i choć jest on nadal o 30% gorszy od płyt PIR (0,22-0,23) i wynosi 0,28 to wełna dobrze nadaje się do izolacji przy ujemnych temperaturach zewnętrznych. Spójrzmy jednak co dzieje się pod dachem jeżeli mamy +60 st. C. Otóż lambda po konwersji na temperaturę wynosi przy bardzo dobrej wełnie mającej lambdę deklarowaną 0,33 ponad 043 czyli o 30% gorzej. Zatem w dużym uproszczeniu z izolacji wełnianej o grubości 15cm robi nam się izolacja 10 cm. Tak spada parametr izolacyjności cieplnej wełny latem. I to jest odpowiedź na pytanie. Wełna sprawdzi się w Skandynawii i wszędzie gdzie są niskie temperatury zarówno w zimie jak i latem, ale totalnie nie zdaje egzaminu w krajach (takich jak Polska) w których latem mamy ponad 30 st C w powietrzu a pod dachem 60 st. C lub więcej.  Dlatego w domach izolowanych latem jest ciepło – wełna nie izoluje tak dobrze latem jak zimą.

Jak zmienia się lambda styropianu EPS i styroduru XPS wraz z temperaturą ?

Niestety podobnie jak w przypadku wełny zarówno styropian EPS jak i polistyren ekstrudowany XPS prócz wersji EPS platina bardzo mocno traci swoje właściwości izolacyjne wraz ze wzrostem temperatury. Tak samo jak przy wełnie i celulozie strata wynosi blisko 30% deklarowanego parametru lambda. I znowu fizycznie w dużym uproszczeniu to tak jakbyśmy latem tracili 1/3 izolacji którą włożyliśmy w dach.

Jak zmienia się lambda poliuretanu PIR oraz Pianek Fenolowych

Jak widać zarówno Płyty PIR jak i piany fenolowe zachowują najlepszą stabilność parametru izolacyjnego lambda w całym przedziale temperatur. Od -30st C do 60st C. Dlatego właśnie w domu docieplonym Thermano czy termPIR jest ciepło zimą…i zimno latem ! Czyli tak jak powinno być.
Dodatkowo docieplenie nakrokwiowe, a nie międzykrokwiowe pozwala ominąć błędy wykonawcze i uzyskujemy izolację opartą na tych samych zasadach co izolacja ściany styropianem EPS – szczelny termos płyt izolacyjnych położonych na krokwiach bez mostków cieplnych. Ekonomicznie zaś po ujęciu kosztów robocizny ułożenia wełny pomiędzy krokwiami izolacja z Płyt PIR wcale nie wychodzi drożej – gdyż kładzie je dekarz zamiast deskowania i papy tworząc dodatkową szczelną powierzchnię pod dachówką  czy blachą.

Czy pianka natryskowa PUR i płyty PIR to to samo?

Oczywiście, że nie! To zupełnie inne materiały. Dlatego prócz pytania: Wełna czy Piana należy zadać drugie: jaka piana ? Jaki poliuretan? Piana natryskowa PUR to piana otwartokomórkowa o gęstości 7-14kg/m3 i lambdzie nie różniącej się od wełny czy styropianu tj. 0,34-0,42 gdzie jej parametry zależą nie tylko od materiału ale także od temperatury oraz wilgotności w jakiej jest spieniana na poddaszu gdzie trudno zachować reżim i stałe parametry.
Płyty PIR z kolei jest to poliuretan zamkniętokomórkowy o gęstości 30kg/m3 i lambdzie 0,22-0,23 czyli o 50% lepszej produkowane na linii technologicznej z zachowaniem parametrów temperatury, wilgotności i gęstości gwarantowanej przez producenta. Różnica w lambdzie wynika z rodzaju gazu wypełniającego przestrzenie porowe materiału. Dla płyt PIR jest to pentan lub HFC 365/227, w przypadku wełny i styropianu oraz piany PUR (po ulotnieniu się pentanu w czasie z racji tego, że komórki są otwarte) powietrze. λ powietrza wynosi 0,25 W/mK, natomiast lambda pentanu ma wartości od 0,09 do 0,14 W/mK

Podsumowanie konwersji na temperaturę materiałów termoizolacyjnych

Poniżej umieszczone na jednym wykresie materiały izolacyjne i zmiana ich parametrów lambda przy zmianie temperatur w których pracują.
Wykres jedynie do 30st C. Estymowane wykresy do realnych warunków pracy (60st C) dla poszczególnych grup materiałów izolacyjnych.znajdują się w pierwszej części artykułu. Jak widać przy polskich warunkach klimatycznych i wysokiej amplitudzie temperatur zima (-30 st. C) lato (+60st. C) wynoszącej 90 st. C w której pracują materiały izolacyjne jeżeli chcemy zachować komfort cieplny zarówno latem jak i zimą bezkonkurencyjne są Płyty PIR (nie mylić z pianą natryskową PUR bo to zupełnie inny materiał!) i pianki fenolowe.

Zapraszamy do zapoznania się z wykładem video na ten temat z którego zaczerpnięto materiały i wykresy.