Zależności między pianami OKPUR a paroizolacjami

Ten eksponat z materiałami izolacyjnymi na zdjęciu powyżej, prezentowany na imprezach targowych, spowodował wiele nieporozumień i problemów, które warto wyjaśnić i sprostować.

Tekst i ilustracje Krzysztof Patoka

W numerze 6/2025 Naszego Dekarza napisałem o paroizolacjach, a w numerze 1/2026 o tym, co dzieje się na połączeniu MWK i OKPUR (otwartokomórkowe pianki poliuretanowe). Oba tematy uważam za istotne dla dekarzy z powodu konsekwencji, jakie ich spotykają, gdy te materiały są niewłaściwie zastosowane. Dzięki współpracy Polskiego Stowarzyszenia Dekarzy (PSD) ze Stowarzyszeniem Wykonawców Izolacji Natryskowych (SWIN) podstawowy problem wypychania MWK przez piany OKPUR został rozwiązany (opisany w [2]), ale nadal nie wiadomo, kto ma wypromować konieczność instalowania paroizolacji pod tymi termoizolacjami. Wynika to między innymi z tego, że tak ważne dla prawidłowego działania dachów paroizolacje nie są odpowiednio nadzorowane – nikt ich prawidłowego układania nie nadzoruje ani nie promuje. Za ich układanie według Prawa budowlanego (art. 17) odpowiadają uczestnicy procesu budowlanego, ale na budowach nie jest to egzekwowane. Sprawa jest złożona, ponieważ decyzje o nieinstalowaniu paroizolacji są podejmowane przez inwestorów poza wiedzą i udziałem projektanta oraz kierownika budowy. Wynika to ze specyficznego momentu, którym jest najczęściej etap wykańczania poddasza. Jednak ewentualne negatywne skutki braku paroizolacji dotyczą dekarzy w ten sam sposób co skutki wadliwego układania paroizolacji pod wełnami mineralnymi ocieplającymi dachy (opisane w [1]). Dlatego warto uzupełnić informacje na temat paroizolacji i natryskowych pian OKPUR. W tym celu, najlepiej jest podzielić związane z tym tematem problemy na oddzielne zagadnienia.

Definicje

Równoważna (lub ekwiwalentna) dyfuzyjnie grubość powietrza – S_d – charakteryzuje właściwości dyfuzyjne warstwy materiału budowlanego o określonej grubości w ten sposób, że porównuje je do grubości warstwy powietrza o tym samym oporze dyfuzyjnym. Stąd wymiarem tego współczynnika jest metr. Współczynnik S_d jest to wielkość charakterystyczna dla konkretnego materiału o konkretnej grubości.

Współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej (współczynnik dyfuzji pary wodnej) materiału – μ – określa ile razy większy jest opór dla dyfuzji pary wodnej warstwy tego materiału od oporu warstwy nieruchomego powietrza o tej samej grubości, badanego w tych samych warunkach. Współczynnik oporu dyfuzyjnego pary wodnej jest to wielkość charakterystyczna dla poszczególnych rodzajów materiałów. Czyli S_d opisuje własności dyfuzyjne konkretnego produktu o konkretnej grubości, a μ opisuje własności dyfuzyjne rodzaju, typu materiału. Równoważna dyfuzyjnie grubość powietrza S_d łączy µ z grubością materiału – d wzorem: S_d = µ·d.

Dlaczego w dachach pod termoizolacjami potrzebne są paroizoalcje?

Jak już powszechnie wiadomo paroizolacje spełniają dwie podstawowe funkcje (z trzech):

• służą do osłony konstrukcji i termoizolacji przegród budowlanych przed napływem z wnętrza budynku pary wodnej, która po kondensacji jest powodem zawilgocenia przegrody,
• zapobiegają powstawaniu przewiewów przez przegrody powodujących duże straty ciepła, ponieważ nawet bardzo małą szparą w dachu może uciec bardzo dużo energii cieplnej z powodu powstawania przepływów powietrza (przewiewów).

Według niektórych, w tej drugiej funkcji paroizolacja może być zastąpiona przez piany natryskowe, ponieważ są one dużo szczelniej ułożone niż pozostałe termoizolacje. To właśnie chcieli pokazać autorzy eksponatów pokazywanych na targach (i na zdjęciu). Jednak nie do końca mają rację, ponieważ przewiewy powstają również w miejscach, do których piany nie docierają lub są trudne do szczelnego ułożenia. Jednak nie można ignorować tej pierwszej funkcji paroizolacji, ponieważ większość materiałów termoizolacyjnych ma właściwości dyfuzyjne – są one paroprzepuszczalne (rys. 1). Z tego powodu trzeba stwierdzić, że jeżeli nie ma paroizolacji, to do termoizolacji dostaje się para wodna, dostarczana stale przez unoszące się ciepłe powietrze (rys. 2). To wynika z naturalnych praw, które zawsze działają w pomieszczeniach, w których utrzymywane są temperatury wymagane dla przebywania ludzi. Z tego powodu powietrze zawsze dostarcza pod dach parę wodną w dużych ilościach. Ta para po dotarciu do zimnej strony dachu (np. do membrany wstępnego krycia lub papy na sztywnym poszyciu) skrapla się codziennie w ilościach zależnych od pory roku. Przy czym, w Polsce przez pół roku tych skroplin jest dużo.

Które materiały są dyfuzyjne (paroprzepuszczalne), a które nie są?

Ten temat najlepiej jest wyjaśnić za pomocą skali porównawczej (rys. 1) dotyczącej współczynnika – μ, który określa zdolności dyfuzyjne materiałów rozumianych w kategoriach ich rodzaju. To znaczy porównuje te zdolności występujące w różnych materiałach bez uwzględnienia ich objętości (wymiarów) i miejsca oraz sposobu mocowania. Gdy rozpatrujemy konkretną konstrukcję, konkretny układ materiałów, to musimy znać inny parametr zależny od wielkości μ. Tym parametrem jest równoważna dyfuzyjnie grubość powietrza określana jako współczynnik S_d (definicje w ramce). Mając już takie kryteria podziału warto porównać przykład przegrody dachowej o konkretnych grubościach (rys. 2) dwóch rodzajów termoizolacji: wełny mineralnej i natryskowej pianki OKPUR. Porównania dokonamy według wartości współczynnika S_d określonego dla najczęściej występujących grubości tych termoizolacji w dachach pochyłych. Tak się składa, że izolacyjność termiczna obu materiałów jest podobna. Wartości ich współczynników przenikania ciepła (λ) są podobne i wahają się między 0,033 a 0,040 W/(mK). Jeżeli przyjmiemy, że ten współczynnik ma dla obu materiałów tę większą wartość, to aby termoizolacja dachu spełniała współczesne wymagania – U_max = 0,015 W/(m² K) – ich grubość powinna wynosić około 30 cm. Stąd (według tabeli z rys. 1 i wzoru S_d = µ·d) S_d dla wełny wyniesie 0,36-0,45 m, a dla OKPUR
– 0,6-1,5 m. Jak z tego wynika, wełna o tej grubości jest materiałem otwartym dyfuzyjnie, a OKPUR jest materiałem stawiającym większy opór dla pary, ale nie blokującym dyfuzji. Różnica jest większa, gdy do tak wyliczonego S_d dodamy dyfuzyjność „naskórków” występujących po obu stronach piany OKPUR
(rys. 3). Te graniczne naskórki mają różną wartość zależną od podłoża, na które piana zostanie natryśnięta. To, co wiadomo z poprzedniego artykułu [2] oznacza, że naskórek występujący pomiędzy normalnymi MWK i najprawdopodobniej również pod poszyciami (z płyt drewnopochodnych i desek) ma duży opór dla pary wodnej o wymiarach S_d między 0,8-0,9 m.

Natomiast ten drugi „widoczny naskórek” ma S_d około 0,2 m (wskazują na to badania w Marma Polskie Folie). Aby nie być posądzonym o tendencyjność przyjmijmy, że oba naskórki mają taki sam wymiar S_d= 0,8 m. Jednak musimy wziąć pod uwagę jeszcze to, że w większości sytuacji natryśnięte piany OKPUR mają grubość do 25 cm. Wtedy granice ich S_d wyniosą: 0,5-1,25 m. Teraz możemy te wielkości dodać w celu określenia (i następnie porównania) zdolności dyfuzyjnych OKPUR. Ich S_dpi będzie się zawierało między (0,5 + 2 x 0,8) m a (1,25 + 2 x 0,8) m, czyli między 2,1 m a 2,85 m. Według rys. 3 S_di = S_dnł + S_dpur + S_dw = 2,1-2,85 m.

Co z tego wynika? Ten temat najlepiej jest wyjaśnić za pomocą skali porównawczej (rys. 1) oraz stosownych norm. Według normy DIN 4108-3: 2018 [3] (tej samej, która określa zasady działania wentylacji dachów) o tym, czy warstwa materiału jest dyfuzyjna, czy nie jest, decyduje wielkość współczynnika S_d. Norma ta wprowadza następujące pojęcia rozgraniczone wielkością lub zakresem S_d:

• S_d ≤ 0,5 m – warstwa otwarta dyfuzyjnie,
• 2 m < S_d < 10 m – warstwa ograniczająca dyfuzję,
• 10 m < S_d < 100 m – warstwa hamująca dyfuzję,
• 100 m < S_d < 1500 m – warstwa blokująca dyfuzję,
• S_d ≥ 1500 m – warstwa szczelna dyfuzyjnie.

Według autorów normy te niezdefiniowane zakresy pośrednie (między 0,5 m a 2 m) są trudne do sklasyfikowania w określonej funkcji. Jak wynika z tego zestawienia i wykonanych obliczeń, wełny mineralne stanowią w dachach warstwy otwarte dyfuzyjnie (do 0,5 m), a natryskowe pianki OKPUR są materiałami ograniczającymi dyfuzję, ale znajdują się na granicy tej klasyfikacji (ich S_d > 2 m, a górna granica to 10 m), czyli ograniczają dyfuzję w sposób minimalny. Z tego jasno wynika, że powinny być osłaniane paroizolacjami, które hamują (mają S_d od 10 do 100 m) lub blokują dyfuzję pary wodnej (bo mają S_d od 100 do 1500 m).

Jak działa pełny system z materiałami osłonowymi?

Powszechnie stosowane w dachach systemy materiałowe są tak dobrane, aby poszczególne produkty były układane w określonej kolejności. Mianowicie te o największym oporze dla pary (wysokiej wartości S_d) są układane po stronie wewnętrznej ocieplonej przegrody dachowej, a te o małym oporze po stronie zewnętrznej. Wszystkie warstwy pośrednie, czyli termoizolacje leżące pomiędzy produktami osłonowymi (paroizolacją i MWK) powinny mieć opór pośredni – mniejszy od paroizolacji, ale większy od MWK (rys. 2). W takim układzie para wodna napływająca na poddasze z powietrzem wewnętrznym będzie przenikać do dachu w minimalnym stopniu, a ta para jak się dostanie do dachu (głównie do termoizolacji) łatwo go opuści. Jest to szczególnie ważne w pierwszych 3-4 latach po wzniesieniu budynku, ponieważ jest to okres wysychania wilgoci technologicznej, czyli tej, która została wbudowana w ściany, dachy i stropy w czasie budowy.

Wobec tego, warto zwrócić uwagę na wpływ własności naskórka łączącego MWK z OKPUR (rys. 3). Jak wynika z badań opisanych w [2] ogólnie dotychczas stosowane membrany ocieplone OKPUR tworzą naskórek ograniczający wychodzenie pary w pianki, ponieważ jego S_dnł = 0,8-09 m. W takich dachach para wodna docierająca do „strefy zimnej” (według rys. 2), gdzie jest ten naskórek, będzie się tam gromadzić po przejściu przez OKPUR, a następnie będzie się tam skraplać. „Strefa zimna” oznacza warstwę termoizolacji, która każdej nocy się schładza w stopniu zależnym od pory roku, co oznacza, że jesienią i zimą jest zimna cały dzień. Dlatego dzięki współpracy (*) dwóch firm opracowano specjalną membranę (IDEA 175), która tworzy naskórek o S_dnł < 0,2 m, co umożliwia wysychanie termoizolacji i konstrukcji dachu mimo istnienia tej strefy. To wynika z założenia, że im bliżej strefy zimnej, tym paroprzepuszczalność montowanych tam produktów powinna być większa. Sprawdźmy, czy ten warunek jest spełniony dla membran IDEA 175 przez porównanie. Jak widać podane w Tabeli 1 parametry są zmienne w zależności od właściwości produktów stanowiących opisywaną warstwę i dlatego może się zdarzyć, że ich dobór nie będzie spełniał warunku stopniowego zmniejszania się dyfuzyjności. Jednak gdy porównamy wielkości minimalne, to warunek ten będzie spełniony (0,06 < 0,1 < 0,5 < 0,8 m). Podobnie jest dla wartości maksymalnych (0,06 < 0,2 < 1,25 > 0,8 ! m) z wyjątkiem ostatniej warstwy naskórka widocznego (!). Jednak gdy pod tym naskórkiem OKPUR zamontujemy jakąkolwiek paroizolację
(S_d > 10m), to taki dach będzie funkcjonował bardzo dobrze.

Na zakończenie warto przypomnieć informację z poprzedniego artykułu [2]. Mianowicie: według zaleceń IFD (Międzynarodowej Federacji Dekarskiej) powtórzonych w Wytycznych dekarskich [4] materiały stosowane jako MWK (uszczelnienia pokryć), jakie mogą stykać się z termoizolacjami muszą mieć S_d < 0,3 m. Tą granicę można uznać za sprawdzoną w trakcie kilkudziesięciu lat (ok. 50 lat) eksploatacji dachów z pokryciami uszczelnionymi MWK (dotyczy to obszarów strefy umiarkowanej). Przy zastosowaniu membrany przeznaczonej do współdziałania z OKPUR warunek ten jest spełniony,
bo S_dmwk + S_dnł = 0,06 m + (max) 0,2 m = (max) 0,26 m < 0,3 m.

Materiał warstwy	Sd (równowąna dyfuzyjnie grubość powietrza) [m]
Membrana dachowa IDEA 175	0,06
Naskórek łączący	0,1-0,2
Termoizolacja z OKPUR	0,5-1,25
Naskórek widoczny	ok. 0,8

Tabela 1. Zestawienie wartości współczynnika S_d warstw tworzących przegrodę dachową (rys. 3)

Interpretacja zjawisk pokazanych na eksponacie targowym

Jak wcześniej zaznaczyłem, warto wyjaśnić to, co prezentował model dachu pokazywany na targach w celu promowania natryskowych termoizolacji OKPUR. W modelu tym brakuje warstwy paroizolacyjnej, którą powszechnie stosuje się pod wełnami mineralnymi w dachach, ścianach i stropach. Oddzielnym tematem jest to jak te paroizolacje są układane [1], ale wszystkie zalecenia są jednakowe i jednoznaczne. Gdy w modelu nie ma tej warstwy, to możemy zobaczyć jak działają termoizolacje z wełny. Ich działanie opiera się na zatrzymywaniu powietrza między włóknami, ale jak wiadomo, żadna termoizolacja nie powstrzymuje przepływu ciepła całkowicie. Sam mechanizm wymiany ciepła w takich termoizolacjach polega głównie na przenikaniu konwekcyjnym, czyli za pośrednictwem powietrza. Ta cecha powoduje, że w razie powstawania zawilgocenia (chociażby w strefie zimnej na rys. 2) jest ono łatwo usuwane, gdy nad tą strefą jest wentylacja lub leży wentylowana MWK. Czyli w warunkach sprzyjających wysychaniu (wentylacja + odpowiednia temperatura) wilgoć bardzo łatwo wychodzi z każdego rodzaju wełny (skalnej, szklanej czy drzewnej) oraz podobnych izolacji sypkich.

Niestety, nie da się tego powiedzieć o pianach OKPUR, które wysychają dłużej, ponieważ procesy oparte o konwekcję są dużo mniej intensywne. Ta cecha w połączeniu z negatywnym działaniem „naskórka łączącego” może powodować powstanie groźnego poziomu zawilgocenia pian w okresie 5-10 lat. Na zakończenie trzeba dodać, że te eksponaty przyczyniły się do ugruntowania fałszywej tezy o braku konieczności stosowania warstwy paroizolacyjnej pod pianami OKPUR.

---

Krzysztof Patoka

Ekspert z wieloletnim doświadczeniem; członek Polskiego Stowarzyszenia Dekarzy; rzeczoznawca SITPMB przy NOT. Autor publikacji w magazynach branżowych oraz współautor Wytycznych dekarskich oraz Słownika terminów i nazw dekarskich.