Nowe wymagania w zakresie izolacyjności przegród budowlanych w systemach ETICS – kierunki zmian

Nowe Warunki Techniczne, które weszły w życie 31.12.2020 r. WT 2021 to kolejny, trzeci etap zmian w zakresie energooszczędności budynków (wcześniejsze miały miejsce w roku 2014 oraz 2017). Wymagania wprowadzają zmiany współczynnika U w zakresie izolacyjności ścian, dachów, tarasów oraz stolarki budowlanej, a także obniżenie limitu zapotrzebowania budynku na nieodnawialną energię pierwotną Ep.

Konsekwencjami nowych przepisów będą:

• zwiększenie grubości izolacji termicznej ścian lub zastosowania materiałów o niższym współczynniku λ,
• wymóg zastosowania stolarki fasadowej o współczynniku U=0,9 W/m2*K lub dachowej o współczynniku 1,1,
• konieczność stosowania kotłów na paliwa na biomasy o niższym wskaźniku Ep,
• rekuperatorów, OZE (panele PV lub pompy ciepła w połączeniu z PV).

Wymogi dotyczą każdego budynku

Wymagania te będzie musiał spełnić każdy inwestor, który otrzymał pozwolenie na budowę lub dokonał zgłoszenia po 31.12.2020 r. Co ważne, nie dotyczy to tylko nowych realizacji, ale każdego modernizowanego lub rozbudowywanego obiektu.
Zmiana wymagań nie pozostanie niestety bez wpływu na koszty realizacji nowych inwestycji ale większa izolacyjność z pewnością przyniesie zauważalną oszczędność energii w trakcie użytkowania budynku. W przypadku modernizacji lub rozbudowy, zwłaszcza starszych obiektów, nowe WT mogą także skutkować istotnymi wyzwaniami projektowymi.

W zakresie poprawy izolacyjności ścian nowe WT jednoznacznie nakładają na inwestorów konieczność uwzględnienia podwyższonych wymogów izolacyjności termicznej ścian zewnętrznych. Istnieją dwie drogi do spełnienia narzuconych wymagań:

• zwiększenie grubości izolacji termicznej w przypadku realizacji prac w oparciu o tradycyjne, popularne obecnie materiały typu płyty EPS lub płyty z wełny mineralnej, tak aby osiągnąć wymaganą wartość współczynnika przenikania ciepła U,
• zastosowanie materiałów termoizolacyjnych o niższych wartościach współczynnika przewodzenia ciepła λ w stosunku do powszechnie stosowanych dzisiaj w wykonawstwie materiałów co pozwoli spełnić nowe wymogi izolacyjności przy zachowaniu mniejszej grubości warstwy termoizolacji.

Warto dodać, że grubość izolacji termicznej systematycznie, zwiększała się od 2014 r., wraz ze stopniowo rosnącymi wymaganiami. Zmiany te obrazuje tab. 2 oraz rys. 1.

W jakim stopniu zmiany te wpłynęły na grubość izolacji termicznej, którą wbudowujemy w systemy ociepleń? Dla styropianu i wełny mineralnej przyjęto w tym wypadku ten sam współczynnik przewodzenia ciepła λ. Jak wyraźnie widać, w chwili obecnej musimy się liczyć z koniecznością stosowania materiałów izolacyjnych o grubości ok. 18 cm i staje się to standardem.

Zmiana grubości pociąga za sobą również wzrost ciężaru stosowanych materiałów izolacyjnych. I o ile jest to mniej istotne w przypadku styropianu (1 m2 ocieplenia po wprowadzeniu wymaganej wartości U=0,2 W/m2*K o grubości, przykładowo 18 cm, ważyć będzie 2,3 kg) to w przypadku wełny mineralnej ciężar wzrośnie do 14,7 kg.

Zmiana grubości ocieplenia wymusi także oczywistą konieczność stosowania dłuższych łączników, zaś wzrost masy warstwy izolacyjnej w istotnym stopniu wpłynie na wielkość i umiejscowienie siły zginającej oraz wartość momentu (rys. 3). Wiąże się to z podwyższeniem wymagań wykonawczych na etapie klejenia płyt i montażu łączników, jak i wymagań dla samych łączników.

Jaka alternatywa?

Alternatywą dla opisanego rozwiązania, jest stosowanie materiałów izolacyjnych o istotnie niższych wartościach współczynnika przewodzenia ciepła λ, co pozwala na ograniczenie grubości izolacji termicznej, przy zachowaniu wymaganej wartości współczynnika przenikania ciepła U.

Styropian i wełna mineralna stanowią prawie 95% materiałów izolacyjnych stosowanych przy instalacji systemów ETICS w całej Europie. Ich popularność wynika z wielu czynników, wśród których należy wymienić m.in.: korzystne relacje cena – izolacyjność termiczna, powszechna dostępność tego typu materiałów na rynku, wieloletnie pozytywne doświadczenia w ich stosowaniu oraz doświadczenie wykonawców w aplikacji.

Kierunek obniżenia grubości izolacji termicznej przy zachowaniu tych samych wartości współczynnika przenikania ciepła U dla ściany wydaje się być racjonalną alternatywą. Stąd też niektórzy producenci koncentrują się obecnie na wdrożeniu alternatywnych materiałów termoizolacyjnych do zewnętrznych systemów ociepleń ETICS. Formalnie takie możliwości dała ostatnia nowelizacja ETAG 004 (EAD), która nie definiuje ściśle, jak to miało miejsce wcześniej w przypadku wełny mineralnej i styropianu, rodzajów termoizolacji w systemie ETICS, ale dopuszcza stosowanie różnego typu materiałów, stawiając wymaganie zgodności z dokumentem odniesienia.

W celu kształtowania coraz to wyższych wymagań w zakresie zmniejszania współczynnika przenikania ciepła U przy ocieplaniu przegród zewnętrznych mogą być alternatywnie uwzględniane nowe materiały, które umożliwiają nam zmniejszenie tego współczynnika, bez nadmiernego zwiększania grubości izolacji termicznej, co wpływałoby korzystnie m.in. na utrzymanie dotychczasowej ilości światła wewnątrz pomieszczeń (bez wzrostu grubości ościeży).

Strefa oznakowana jako „A” będzie w najbliższych latach stanowiła zapewne obszar badań producentów oraz systemodawców.

Część z materiałów termoizolacyjnych wymienionych w tabeli ma potencjalne możliwości zaistnienia wśród rozwiązań dedykowanych systemom ETICS. Jednak każdorazowo tego typu działania wymagają przeprowadzenia długich testów laboratoryjnych i próbnych aplikacji poligonowych. Wśród rozwiązań dostępnych już dzisiaj na rynku, które zostały wdrożone w mniejszym lub większym stopniu w praktyce lub trwają nad nimi prace rozwojowe, znajdują się płyty izolacyjne fenolowe (rezolowe), płyty poliuretanowe PUR oraz płyty poliizocyjanurowe PIR.

Materiały poliuretanowe (PUR, PIR) są polimerycznymi materiałami chemoutwardzalnymi i znane są od końca lat trzydziestych ubiegłego stulecia. Technologia otrzymywania poliuretanów zachodzi według mechanizmów specyficznej reakcji addycji pomiędzy grupami izocyjanianowymi i grupą hydroksylową dając poliuretan. Pianki PIR stanowią udoskonaloną wersję pianek PUR, wykazując się znacznie większą odpornością na bezpośrednie oddziaływanie ognia.

Z kolei żywice fenolowo-formaldehydowe otrzymuje się przez polimeryzację, kondensację difenoli lub mieszaniny difenoli z aldehydem, najczęściej formaldehydem. W zależności od warunków kondensacji otrzymuje się żywice nowolakowe (nowolaki) lub żywice rezolowe (rezole). Na bazie tych ostatnich są produkowane pianki rezolowe.

Materiały te charakteryzują się drobnokomórkową strukturą, z czego ok. 90% stanowią komórki zamknięte, dzięki czemu praktycznie nie występuje pobór wody kondensacyjnej. Wykazują się wysoką twardością oraz wytrzymałością mechaniczną. Izolacje tego typu są produkowane m.in. w formie płyt z rdzeniem ze sztywnej pianki i obustronnymi okładzinami elastycznymi z folii aluminiowej, papieru lub laminatu kompozytowego, włókna szklanego, bituminowanego włókna szklanego, itp. Znajdują one dzisiaj zastosowanie do izolacji dachów oraz posadzek. W zakresie izolacji termicznej ścian, w murach warstwowych oraz niekiedy w systemach ETICS.

Wysokie parametry w zakresie izolacyjności termicznej (współczynnik przewodzenia ciepła λ =0,021-0,027 W/m2*K) sprawiają że są płyty rezolowe oraz PUR/PIR mogą stać się w tym zakresie potencjalnym konkurentem w stosunku do używanych dzisiaj powszechnie materiałów izolacyjnych stosowanych w systemach ETICS. Zastosowanie tego typu płyt jako izolacji termicznej pozwala na ograniczenie jej grubości nawet o ok. 50%. Ma to szczególne znaczenie w przypadku budownictwa pasywnego, budynków realizowanych w ograniczonych przestrzeniach, gdzie konieczne jest zachowanie wymaganych odległości lub linii zabudowy, do obudowy ościeży, itp.

Zastosowanie praktyczne płyt rezolowych odbywa się na podstawie, nielicznych na razie, europejskich i krajowych ocen technicznych. Systemy te posiadają klasę reakcji na ogień B. O ile jednak realizacje systemów ociepleń budynków na bazie pianek rezolowych stopniowo zyskują na popularności, o tyle zastosowanie płyt PUR/PIR ma jeszcze charakter jednostkowy. Istotnym ograniczeniem w szerszym stosowaniu płyt rezolowych jest z jednej strony ich wysoka cena oraz częściowo ograniczenia wynikające z wymagań przeciwpożarowych.

Kierunek energooszczędność

Kierunkiem, w jakim zmierza prawodawstwo jest, co widać, wznoszenie domów energooszczędnych czyli takich, do których ogrzania potrzeba < 70 kWh/(m²·rok). Uzyskanie tak niskiego wskaźnika zużycia energii jest możliwe dzięki zastosowaniu kompleksowych rozwiązań budowlanych i instalacyjnych oraz wykorzystaniu odpowiednich materiałów. Wszystkie przegrody zewnętrzne muszą skutecznie chronić przed ucieczką ciepła. Największe możliwości w zredukowaniu jego strat daje zwiększenie izolacyjności ścian. Dzięki poprawieniu jej ze standardowej na zalecaną dla domu energooszczędnego utratą ciepła przez ściany może być mniejsza aż o 40%. W domu energooszczędnym współczynnik przenikania ciepła przez ściany zewnętrzne nie może być większy niż 0,15 W/(m2*K).

Ograniczenie strat ciepła jest możliwe dzięki zwiększeniu ich izolacji termicznej. Jest to najłatwiejsze do przeprowadzenia w ścianach, w których izolacja termiczna stanowi odrębną część od ich konstrukcji (tzw. ściany dwuwarstwowe).

Odpowiednią wartość współczynnika przenikania ciepła U (nie większą niż 0,15 W/(m2*K)) można uzyskać dzięki zastosowaniu warstwy izolacji termicznej grubości do 20 cm z materiału o wysokich właściwościach izolacyjnych. Jego współczynnik przewodzenia ciepła powinien wynosić co najwyżej 0,036 W/(m2*K). Na rynku dostępne są różne materiały termoizolacyjne, które spełniają taki wymóg, także wśród najpopularniejszych – styropianu i wełny. Taka izolacja termiczna jest najbardziej uzasadniona ekonomicznie – tak wynika z analiz ekonomicznych i doświadczeń krajów, w których standard domu energooszczędnego powszechnie obowiązuje, na przykład w krajach skandynawskich.

Mając na uwadze stale rosnące ceny energii, co za tym idzie, kosztów utrzymania budynków, należy spodziewać się dalszego rozwoju nowych kierunków w tym zakresie – systemów ociepleń dających możliwość czasowej akumulacji energii oraz zastosowania powłok termorefleksyjnych, ograniczających straty ciepła w okresie zimowym, które zapewnią jednocześnie wyższy komfort termiczny latem.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!