Strona głównaTechnologiaOfertaKontakt

    Wełna mineralna czy zamknięto-komórkowa pianka poliuretanowa.

Wełna mineralna skalnaWełna mineralna (kamienna, skalna) - materiał izolacyjny pochodzenia mineralnego. Produkowany z kamienia bazaltowego, gobro, kruszywa wapiennego lub dolomitu, topiącego się w temperaturze około + 1400°C. W produkcji skała poddawana jest wymienionej temperaturze, prowadząc do roztopienia. Kolejnym etapem jest proces rozwłóknienia.

Wełna mineralna szklanaWełna mineralna (szklana) - materiał izolacyjny pochodzenia mineralnego. Otrzymywany z piasku kwarcowego i stłuczki szklanej czasami dodaje się niewielkie ilości kruszywa wapiennego czy dolomitu. Proces produkcji wełny szklanej jest podobny do wełny skalnej. Różni się temperatura topienia, która jest niższa i wynosi około + 1000°C. Po roztopieniu surowiec poddawany jest procesowi rozwłóknienia.

Po procesie rozwłóknienia do otrzymanych włókien, dodawane jest spoiwo (lepiszcze) wiążące włókna wełny ze sobą, zapewniając większą trwałość i wytrzymałość mechaniczną. Włókna wełny, poddaje się procesowi hydrofobizacji, co w efekcie zmniejsza chłonność wody. Oba typy Wełny produkowane są w postaci: płyt, mat, otulin lub granulatu. Materiał ten używany jest w budownictwie do izolacji termicznych i akustycznych ścian zewnętrznych i wewnętrznych, stropów i podłóg, dachów i stropodachów oraz ciągów instalacyjnych. Także jako rdzeń izolacyjny budowlanych monolitycznych płyt warstwowych.

Gęstość wełny mineralnej skalnej w zależności od wyrobu, waha się w przedziale od 20 kg/m3 do 180 kg/m3 dla najtwardszych płyt izolacyjnych. Współczynnik przewodzenia ciepła (lambda) dla wełny skalnej zawiera się w zakresie 0,034 - 0,050 W/(m·K). Jest on uzależniony od technologii produkcji i gęstości samego materiału.

Gęstość wełny mineralnej szklanej w zależności od rodzaju, zawiera się w przedziale od 13 kg/m3 do 150 kg/m3. Współczynnik przewodzenia ciepła (lambda) dla wełny szklanej oscyluje w zakresie 0,032 - 0,047 W/(m·K). Jest on nieznacznie lepszy od współczynnika wełny mineralnej skalnej.

Produkowane są różne gatunki wełny mineralnej, większość z nich wymaga zastosowania środków ochronnych ze względu na to, że podczas montażu i obróbki może dochodzić do podrażnienia błon śluzowych układu oddechowego oraz oczu drobinami wełny.
Wełna mineralna charakteryzuje się bardzo dużą chłonnością akustyczną, co pozwala stwierdzić, iż jest to materiał stworzony do takich zastosowań. Odporność ogniowa wełny mineralnej skalnej a właściwie włókien dochodzi do +1000°C, dla wełny mineralnej szklanej odporność wynosi około +700°C. Ale ze względu na spoiwo (lepiszcze) wykazujące wytrzymałość na temperaturę do 250°C, w znacznym stopniu zmniejsza wytrzymałość ogniową wełny. Nasiąkliwość jedna z poważniejszych wad tych materiałów izolacyjnych, występuje w znacznym stopniu, mimo impregnacji włókien substancjami zmniejszającymi higroskopijność. Poziom nasiąkliwości wodą przy krótkotrwałym zanurzeniu wynosi (w zależności od rodzaju) od 0,65 do 1 kg/m2. Przy długotrwałym zanurzeniu 1-3 kg/m2. Paro-przepuszczalność wełny mineralnej obu typów jest wysoka, współczynnik oporu dyfuzyjnego μ wynosi około 1,3-1,4 co w przypadku braku odpowiedniej bariery paroizolacyjnej między pomieszczeniami mieszkalnymi a połacią dachu, może prowadzić do zwiększonej kondensacji pary wodnej na włóknach wełny. W efekcie obecności wody na włóknach, dochodzi do pogorszenia współczynnika przewodzenia ciepła.

Zawilgocona wełna traci właściwości termoizolacyjne, więc nie spełnia swojego zadania nie ocieplając właściwie przegród zewnętrznych. Dodatkowo może być przyczyną zawilgocenia elementów konstrukcyjnych (np. murowanych, drewnianych), ich przemarzania i degradacji, a w konsekwencji rozwoju grzybów i pleśni. Odpowiednia wentylacja dachu izolowanego termicznie wełną mineralną to istotny czynnik wpływający na ilość wilgoci w niej zgromadzonej. Skonstruowanie prawidłowego systemu wentylacji dachu, ocieplonego wełną jest podstawowym elementem, wpływającym na trwałość dachu a co za tym idzie możliwie, maksymalnie długą jego eksploatację. Nadmiar wilgoci zgromadzonej w wełnie powoduje, zwiększony przepływ ciepła, generując straty energii grzewczej dla właściciela budynku. W skrajnych przypadkach zawilgocenie może doprowadzić do zagrzybienia drewnianej konstrukcji dachu oraz osłabienia jej wytrzymałości. Warto wspomnieć, że przepływ ciepła może wzrosnąć o 300% już przy wilgotności 20% (v/v) (stężenie procentowe objętościowe). Nawet 1% (v/v) wilgotności może zwiększyć przewodnictwo o 30%. Dotyczy to szczególnie włókien szklanych i izolacji z wełny mineralnej skalnej.


Otwarta struktura wełny mineralnej powoduje, występowanie w wysokim stopniu takich zjawisk jak infiltracja i konwekcja.

Infiltracja - pojęcie stosowane do naświetlenia zjawiska niekontrolowanego napływu i upływu powietrza przez przegrody budowlane. Musimy uwzględnić występowanie tego niekorzystnego zjawiska, mającego znaczący wpływ na straty ciepła, niezależnie od tego czy budujemy z zastosowaniem Współczynnika Przenikania Ciepła U przegród, według standardowych Norm Budowlanych czy spełniających wymagania standardu budownictwa energooszczędnego lub pasywnego. W budynku wyposażonym w system odzysku ciepła z gruntowym wymiennikiem, bardzo ważnym jest zachowanie jego maksymalnej szczelności, bo przecież gdy decydujemy się na montaż takiego urządzenia, zależy nam na jego maksymalnej sprawności. Bardzo ważnym jest żeby całe powietrze krążyło przez wymiennik ciepła (rekuperator), dając maksymalny odzysk energii. Wszelki niekontrolowany napływ czy upływ powietrza poprzez nieszczelności w przegrodach budowlanych, powoduje straty ciepła i zaburzenia w działaniu systemu odzysku. Zachowanie szczelności i termiki, wymaga zaplanowania odpowiednich rozwiązań technicznych i materiałowych (m.in. termoizolacja). Zastosowanie materiałów włóknistych  (o otwartej strukturze) z góry skazuje na powstawanie problemów związanych z nieszczelnością przegród. Jak powszechnie wiadomo wełna nie stanowi żadnej bariery dla powietrza przenikającego na skutek różnicy ciśnień. Jedyną barierą dla takiego stanu np.: na poddaszu (połać dachu) jest folia paroizolacyjna łączona co kilka metrów i płyta g-k. Jednak to zbyt mało żeby zapewnić odpowiednią szczelność i uniknąć zjawiska infiltracji. Przykładem występowania infiltracji w połączeniu z konwekcją w połaci dachu izolowanego termicznie wełną jest nadmierne przegrzewanie pomieszczeń poddasza w okresie letnim. Z powodu otwartej struktury wełny dochodzi do ruchu i przenoszenia ciepła na skutek jego podgrzania tuż pod pokryciem (dachówka, blacha i inne) i wtłaczania z powodu powstającego ciśnienia.


Konwekcja - proces przekazywania ciepła związany z makroskopowym ruchem materii m.in. w gazie - powietrzu. Inaczej mówiąc ruch materii związany z różnicami temperatur, który prowadzi do przenoszenia ciepła. Zjawisko w bardzo znacznym stopniu wpływające na termikę przegród budowlanych izolowanych wełną. Otwarta struktura tego materiału ułatwia "ruch materii" prowadząc do zwiększonego przekazywania ciepła.
Specjaliści i naukowcy znając problematykę tych zjawisk oraz ich niekorzystnego wpływu na środowisko, powodującego znaczne straty energii potrzebnej do przygotowania odpowiedniego klimatu w budynku, niezbędnego do życia człowieka, szukają alternatywnych rozwiązań ograniczających straty energii oraz niekorzystny wpływ dla środowiska.
pianka poliuretanowa pur
Zamknięto-komórkowa pianka poliuretanowa (od 30kg/m3 i powyżej) - otrzymywana w procesie kontrolowanego zmieszania dwóch rozpylonych pod ciśnieniem substancji płynnych poliolu i izocyjanianu (natrysk pianki poliuretanowej). W wyniku powstaje reaktywna chemicznie substancja, szybko spieniająca się a następnie twardniejąca. W efekcie otrzymujemy powłokę o porowatej zamknięto-komórkowej strukturze i właściwościach hydroizolacyjnych, izolacyjno termicznych oraz izolacyjno akustycznych.
Poliuretan znajduje zastosowanie praktycznie wszędzie - w przemyśle przy produkcji mebli tapicerowanych, siedzeń samochodów, przy wytwarzaniu włókien, sztucznej skóry, farb i lakierów poliuretanowych, i wielu innych wyrobów. W budownictwie jako materiał termo- i hydro- izolacyjny budynków czy urządzeń chłodniczych.

Gęstość zamknięto-komórkowej pianki poliuretanowej w zależności od wymagań, waha się w przedziale od 30 kg/m3 do 300 kg/m3 i więcej. Współczynnik przewodzenia ciepłapianka poliuretanowa pur (lambda) dla pianki zawiera się w zakresie 0,018 - 0,028 W/(m·K). Jest on uzależniony od technologii produkcji i gęstości materiału.

Odporność ogniowa pianki poliuretanowej uzależniona jest od ilości izocyjanianu.  Z powodu tych różnic chemicznych, pianki poliuretanowe dzieli się na rodzaje PUR i PIR. W przypadku pianki PIR udział izocyjanianu (wiązania uretanowe i izocyjanurowe) jest znacznie większy niż w piankach PUR (w większości występują wiązania uretanowe), a nadmiar wchodzi w bezpośrednie reakcje chemiczne z poliolami, jednocześnie pełniąc rolę specyficznego katalizatora. Najbardziej istotną cechą piany PIR jest zwiększenie bezpieczeństwa przeciwpożarowego, co przejawia się podwyższoną odpornością temperaturową i obniżeniem stopnia palności (retardant palenia). Graniczna wytrzymałość ogniowa dla pianki PUR to +200°C a dla pianki PIR około +300°C. Powyżej temperatury granicznej, następuje zwęglenie powłoki uniemożliwiające dostęp ognia do głębszych warstw. W internecie pojawiają się fałszywe opinie o wysokiej palności pianki poliuretanowej. Biorąc pod uwagę wyżej opisane cechy wełny mineralnej a mianowicie odporności ogniowej spoiwa (lepiszcza) włókien wełny, możemy wyciągnąć wniosek, że te różnice nie są aż tak wielkie jak próbują nam wmawiać producenci wełny. Ponadto pianka poliuretanowa w przypadku wystąpienia pożaru, stanowi skuteczną barierę dla rozprzestrzeniającego się ognia. Zwęglona wierzchnia monolityczna (bez łączeń) powłoka utrudnia dostęp ognia do wnętrza termoizolacji i do elementów drewnianych. Pianka poliuretanowa to materiał nierozprzestrzeniający ognia o klasyfikacji ogniowej B2.


Poliuretan po reakcji chemicznej (natrysku) jest tworzywem bezpiecznym, obojętnym fizjologicznie. Odpowiednie atesty higieniczne dopuszczają stosowanie pianki poliuretanowej w przemyśle spożywczym.

Nasiąkliwość jedna z poważniejszych wad włóknistych materiałów izolacyjnych, w przypadku pianek zamknięto-komórkowych praktycznie nie występuje. Przy długotrwałym zanurzeniu w wodzie na okres 24 godzin wynosi średnio 3%.  Paro-przepuszczalność zamknięto-komórkowej pianki poliuretanowej jest bardzo mała, współczynnik oporu dyfuzyjnego μ około 50-200 eliminuje konieczność stosowania bariery (folii) paroizolacyjnej. Opór dyfuzyjny stawiany przez piankę, eliminuje ryzyko wystąpienia kondensacji pary wodnej przy wystąpieniu temperatury punktu rosy, tak więc mamy zachowane parametry współczynnika przewodzenia ciepła (lambda) niezależnie od wilgotności panującej w otoczeniu termoizolacji poliuretanowej.


Zamknięta struktura pianki poliuretanowej eliminuje występowanie takich zjawisk jak infiltracja i konwekcja.

Jak pisałem wcześniej infiltracja to zjawisko niekontrolowanego napływu i upływu powietrza przez przegrody. Ponieważ budowa struktury pianki poliuretanowej jest zamknięta, zjawisko to nie występuje. Pianka zamknięto-komórkowa jest bardzo skuteczną barierą dla powietrza, przez co ułatwia budowanie szczelnych i energooszczędnych budynków.
Konwekcja w przypadku pianki poliuretanowej zamknięto-komórkowej występuje ale w minimalnym stopniu. Struktura drobniutkich  zamkniętych komórek powoduje, że znajdujący się w nich gaz krąży (ruch materii) wewnątrz każdej niezależnej komórki nie przekazując ciepła (energii) do następnej. Zagłębiając się coraz bardziej do wnętrza pianki zjawisko to zanika, ponieważ ciepło nie jest przekazywane, tak jak w otwartej strukturze wełny mineralnej czy pianki otwarto-komórkowej.

Pianka poliuretanowa zamknięto-komórkowa to doskonały materiał termoizolacyjny, wkraczający coraz bardziej na rynek budowlany, będący lepszą alternatywą dla wełny mineralnej czy styropianu. To nowoczesny i skuteczny system ociepleń, dający doskonałe rezultaty przy niewygórowanych kosztach uzyskania. Rozwiązania termoizolacyjne oparte na natrysku pianki poliuretanowej w bardzo dużym stopniu ułatwiają konstruowanie szczelnych i efektywnych barier termicznych, eliminujących straty energii do maksymalnego minimum.
 
Źródło: Internet, opracowanie własne.

Kontakt: tel. 510-775-497  |  e-mail: eko-pur@wp.pl  | formularz kontaktowy