Izolacja termiczna dachu ŁĄCZENIE MATERIAŁÓW

Dach jest tą przegrodą, od której w dużej mierze zależy to, czy budynek będzie spełniał warunki energooszczędności. Zgodnie z zasadą, według której działa ludzki organizm, najwięcej ciepła ucieka przez głowę. Dlatego warto zwrócić szczególną uwagę na jego staranną termoizolację, tym bardziej, że istnieje kilka możliwości, aby była skuteczna.

Tekst JACEK ŁAZUKA

Co do zasady w kwestii izolacyjności termicznej różne materiały – wełnę mineralną, PIR, PUR, EPS, XPS i inne – można ze sobą łączyć. Opór termiczny R jest wielkością addytywną i jego wartości można sumować dla poszczególnych warstw. Z uwagi jednak na aspekty wilgotnościowe i różny opór dyfuzyjny różnych materiałów należy trzymać się zasady – od wewnątrz w kierunku zewnętrznym montujemy materiały o coraz mniejszym oporze dyfuzyjnym.

Zgodnie z tym należy więc montować folię paroizolacyjną od strony poddasza, gdyż para wodna, która jest gazem, przechodząc ze strony ciepłej (od strony poddasza) i przedostając się przez jedną warstwę nie może natrafić na żadną blokadę spowalniającą jej dalszą dyfuzję, ponieważ wzrost jej ilości w g/cm3 może spowodować wykraplanie wskutek wychłodzenia. Pamiętajmy, że generalnie para wodna przemieszcza się w stronę coraz niższej temperatury. Powietrze zawierające pewną ilość pary wodnej wskutek schłodzenia staje się tą parą przesycone i powoduje jej „wytrącenie” w postaci kondensatu.

OCIEPLENIE PODDASZA UŻYTKOWEGO WEŁNĄ MINERALNĄ I PŁYTAMI PIR

Należy rozpatrywać dwa warianty – płyty PIR pod wełną mineralną (od strony poddasza) i płyty PIR nad wełną mineralną (czyli nakrokwiowo). Na problemy techniczne istnieją jednak rozwiązania, o których poniżej.

WARIANT 1. Płyty PIR od strony ciepłej (podkrokwiowo), wełna od strony zimnej (na przykład międzykrokwiowo).

Ten model pod względem wilgotnościowym w zasadzie jest taki sam, jak dotychczas stosowany system montażu wełny w dachu z zastosowaniem paroizolacji. Zadaniem paroizolacji jest ograniczenie strumienia pary wodnej, który przedostaje się do wełny mineralnej, gdzie wskutek dalszej migracji i schłodzenia doszłoby do powstania kondensatu. W tym połączeniu płyty PIR są bardzo dobrą paroizolacją z dodatkową funkcją ter- moizolacyjną z uwagi na niski parametr λ.

Przewaga płyt PIR nad folią paroizolacyjną to nie tylko termoizolacyjność, ale również gazoszczelność. Większość paroizolacji stosowanych w budownictwie, to papy paroizolacyjne, folie PE 0,2 mm i tym podobne materiały, które łączy wspólna cecha – niska cena. Parametrem, który określa paroizolacyjność materiału jest Sd [m]. Jest to tak zwany równoważny opór dyfuzyjny. Równoważny, gdyż podawany jest w metrach [m] i mówi nam, że dana folia/membrana ma taki sam opór dyfuzyjny, jak podana grubość [m] powietrza. Najchętniej stosowane na budowach paroizolacje z papy, folie PE itp. mają ten parametr równy 6-20 m. Najlepsze folie paroizolacyjne odznaczają się Sd o wartości 100-130 m. Jedna okładzina z płyt PIR ma Sd ≥ 1 500 m, co oznacza, że dwie okładziny mają łącznie Sd ≥ 3 000 m. Nie ma więc lepszej folii paroizolacyjnej. Jedynymi miejscami „słabszymi” są połączenia między płytami.

Dlatego przy montażu podkrokwiowym od strony poddasza należy zaklejać je taśmą aluminiową o grubości co najmniej 40 μm, która również jest materiałem gazoszczelnym o Sd ≥ 1 500 m. Zanim para wodna przeszłaby przez taką przeszkodę równoważną 1,5 km warstwie powietrza, to skończy się sezon zimowy, wzrośnie temperatura i zniknie zagrożenie powstawania wykroplenia.

Przy takim układzie – płyty PIR podkrokwiowo i połączenie ich z wełną powyżej – nie nastąpi żadna kondensacja, gdyż strumień pary wodnej przechodzący skutecznie przez płyty PIR będzie zerowy. Przy klasycznym zastosowaniu wełny z paroizolacją o słabym współczynniku Sd praktycznie zawsze dochodzi do powstania kondensatu. Ważne jest jedynie, ile go powstanie i jakie są możliwości jego odparowania.

Za „bezpieczne” przyjmuje się takie proporcje, gdy możliwości odparowania w ciągu sezonu są co najmniej trzykrotnie większe niż suma potencjalnego wykroplenia. W tym celu przy zastosowaniu wełny mineralnej zawsze jest wymagana wentylacja od strony zewnętrznej (zimnej).

Może być ona wykonana jako:

• przekrycie krokwi membraną paroprzepuszczalną, powyżej której zachodzi wentylacja pod pokryciem dachowym od okapu po kalenicę albo 

• szczelina wentylacyjna pod pełnym deskowaniem (jeżeli jest wykonane).

Zadaniem wentylacji według tych metod nie jest „oddychanie dachu”, bo to jest mit, ale osuszanie wełny mineralnej z wilgoci, która pojawiła się i skumulowała w okresie jesienno-zimowym. Nie jest jednak tak, że ten proces osuszania czy usuwania nadmiaru wilgoci następuje na bieżąco. Po odpowiednich obliczeniach i właściwym wykonawstwie wełna osuszy się skutecznie dopiero w okresie wiosenno-letnim. Stosując płyty PIR podkrokwiowo przyjmujemy w zasadzie powyższy model izolacji dachu. Jest on w naszej rzeczywistości bezpieczny jeszcze z jednego punktu widzenia.

Stosowanie wełny mineralnej do izolacji dachów i tym samym konieczność tworzenia szczeliny wentylacyjnej do osuszania pozwoliło wykonawcom w Polsce dość bezkarnie na stosowanie drewna mokrego lub w najlepszym razie sezonowanego

. W obu sytuacjach takich krokwi nie wolno szczelnie zamykać. Na przykład wyobraźmy sobie, że nie wykonamy szczeliny wentylacyjnej pod deskowaniem. Co się dzieje? Po pierwsze, niewielka ilość kondensatu się pojawi, a możliwości odparowania drastycznie spadną, wskutek czego ta wilgoć będzie się z sezonu na sezon kumulować, aż w końcu gdzieś pojawią się zacieki.

Po drugie, nawet jeżeli zastosujemy superparoizolację, to wilgoć z wnętrza naszych mokrych/wilgotnych krokwi powoli będzie przedostawać się na powierzchnię drewna, a utrzymujące się 80% wilgotności, to tak zwany „punkt zagrzybienia”, który spowoduje pleśnienie, gnicie i butwienie krokwi. Efektem będzie po kilku latach generalny remont dachu i wymiana jego konstrukcji. O tych zagrożeniach do niedawna nie myśleliśmy, bo stosowaliśmy wełnę mineralną do ocieplania dachów i wentylowaliśmy je. Czasem ktoś, gdzieś miał jakiś problem, gdyż miał zimny dach odeskowany i pokryty papą, a potem docieplił wełną mineralną i oczywiście zabezpieczył folią paroizolacyjną.

Zgniło? Zgniło! Ale – co do zasady – problemów wynikających ze stosowania mokrego drewna na więźbę dachową praktycznie nie było, bo system termoizolacji dachu wełną niwelował ten grzech budowlany.

Drewna niepochodzącego z suszarni, czyli o wilgotności większej niż 18%, nie wolno zamykać szczelnie dyfuzyjnie. Musi ono pozostać otwarte na dowolną stronę – do wnętrza budynku lub na zewnątrz. I jeszcze jedno: drewno sezonowane nie jest drewnem suchym tylko powietrznosuchym o wilgotności 19-23% (na ogół bliżej 23% niż 19%). Przy tego typu układzie często pada zarzut, że skoro płyty PIR są gazoszczelne i nic nie przepuszczają, to musi się na nich wykroplić wilgoć z powietrza!__ Nie, nie musi, a nawet nie może. Para wodna w warunkach pokojowych (temperatura +200C i wilgotność 50%) kondensuje się na elementach zimnych tj. chłodniejszych od punktu rosy (+10,70C). Tak samo, jak nie wykrapla się na folii paroizolacyjnej pod wełną, tak samo nie wykropli się na płytach PIR, których powierzchnia będzie miała około +200C

WARIANT 2. Płyty PIR od strony zimnej (nakrokwiowo), wełna od strony ciepłej (na przykład międzykrokwiowo).

Czy przy izolacji z wełny mineralnej między krokwiami można dołożyć płyty PIR nakrokwiowo? A odwrotnie – czy mając płyty PIR nakrokwiowo można dołożyć wełnę między krokwiami? Takie pytania padają bardzo często. Pierwsze z nich dotyczy głównie dachów, na których wymienia się pokrycie. Przy okazji taki bałagan kusi, aby za jednym podejściem zrobić również termomodernizację dachu. Drugie z pytań pada oczywiście ze strony klientów, którzy zastosowali płyty PIR nakrokwiowo i doszli do etapu wykańczania poddasza. Pytania są właściwe, ale odpowiedzi nie są proste, bo poruszają wiele zagadnień. W celu odpowiedzialnego udzielenia odpowiedzi należy zadać kilka pytań (Schemat 1).

Łącząc w takim modelu płyty PIR nakrokwiowo z wełną mineralną należy dążyć do takich proporcji tych materiałów, aby jak największa grubość warstwy wełny (najlepiej cały jej przekrój) w statystycznych warunkach zimowych (temperatura –160C, wilgotność 85%) miała temperaturę powyżej punktu rosy (+10,70C). Rys. 1, rys. 2 i rys 3. pokazują rozkład temperatur w zależności od zastosowanej grubości wełny pod płyty PIR.

Bardzo wiele mówi temperatura na styku płyt PIR i wełny, bo obrazuje temperaturę tej wełny. Wszędzie tam, gdzie wełna ma temperaturę niższą niż 10,70C, dochodzi do powstania kondensatu. Im niższą, tym wykroplenie będzie intensywniejsze. W ekstremalnej sytuacji, gdy wełna będzie miała poniżej 00C – wilgoć będzie zamarznięta. W ostatnim przykładzie zaledwie pierwsze 6 cm wełny od strony poddasza będzie miało temperaturę powyżej punktu rosy (+10,70C), a aż 9 cm jest narażone na powstanie kondensatu, przy czym aż 3 cm na styku z płytami PIR będzie miało temperaturę poniżej 00C, czyli wilgoć tam powstała po prostu zamarznie (!).

Pomimo być może znacznych możliwości odparowania jest to sytuacja nie do przyjęcia, kiedy aż 9 cm z całości 15 cm może być w zimie wilgotne i nie będzie skutecznie chronić przed ucieczką ciepła(!).

W większości starych dachów:

• zainstalowana jest tylko wełna międzykrokwiowo – najczęściej około 15 cm;

• nieznany jest jej współczynnik λ;

• nieznany jest stan paroizolacji, ani czy w ogóle została zainstalowana;

Na potrzeby klientów remontujących takie dachy od strony zewnętrznej, przeliczyliśmy pod względem wilgotnościowym różne układy dołożenia płyt PIR nakrokwiowo. Za „bezpieczne” należy uznać zastosowanie minimum 10 cm płyt PIR, jak na rys. 3.

Relacja parametrów λ dla płyty PIR i wełny mineralnej jest taka, że przy zastosowaniu odpowiednich proporcji grubości obu termoizolacji będzie to rozwiązanie bezpieczne i nie należy obawiać się powstawania dużych, kolizyjnych ilości kondensatu. Oczywiście czasem może się zdarzyć, że takie wymuszone względami wilgotnościowymi docieplenie płytami PIR sprawi, że w efekcie dach będzie termicznie „przewymiarowany”, ale jest to niezbędne. Ponieważ można natknąć się na różne układy termoizolacji wełną w starych dachach. W Tabeli 1 podaję wyniki obliczeń odpowiedniego doboru grubości płyt PIR (nakrokwiowo) dla poszczególnych grubości wełny.

Podaję również jako ciekawostkę współczynnik U, jaki zostanie uzyskany w efekcie docieplenia. Do obliczeń przyjąłem dla tej starej wełny współczynnik λ=0,043 W/(mK). Założyłem również brak paroizolacji, gdyż w starych budynkach albo jej po prostu nie ma albo ma bardzo słabe parametry (bo taka była kiedyś dostępna), albo jest podziurawiona milionem wkrętów i gwoździ od boazerii, potem zmienionej na płyty gipsowo-kartonowe itp. Zresztą paroizolacja niewiele zmienia w poniższych obliczeniach, gdyż ogranicza nieco strumień pary wodnej, ale też ogranicza znacznie możliwości odparowania kondensatu. Bezpieczniej zatem przyjąć, że nie istnieje. Tabela 1 wyliczona została w sposób bezpieczny dla użytkownika, to jest zakłada najbardziej niekorzystne warianty pogodowe, na przykład że wszystkie najzimniejsze dni w roku ułożą się w jednej nieprzerwanej sekwencji. A przecież wiemy, że nawet w zimie zdarzają się cieplejsze dni. Energia cieplna „przechodzi” przez przegrodę w ciągu kilku godzin, podczas gdy zmiany wilgotności – nawet kilka tygodni. Wystarczy więc kilka cieplejszych dni w zimie, aby część czerwonych komórek w Tabeli 1 stała się różowa lub nawet zielona.

FOT.: BALEX METAL

Napisz komentarz