Na straży ciepła i ciszy. Przegląd wyrobów z wełny mineralnej

Wełna mineralna to jeden z najpopularniejszych materiałów izolacyjnych. Z powodzeniem stosowana jest nie tylko do ocieplania domu, ale też do wyciszania pomieszczeń i zabezpieczania konstrukcji przed ogniem.

MINERALNA I SZKLANA

Na rynku dostępne są dwa rodzaje wełny: mineralna (skalna), pozyskiwana z bazaltu, i szklana, wytwarzana z piasku kwarcowego. Obie mają takie same właściwości. Wyroby z wełny otrzymuje się poprzez stopienie surowców, a następnie ich rozwłóknienie i nadanie im właściwych kształtów. To właśnie dzięki procesowi rozwłóknienia wełna ma tak dobrą izolacyjność cieplną i akustyczną. Materiał, z którego jest zrobiona, charakteryzuje się niepalnością i nie wydziela żadnych szkodliwych substancji.

Uwaga! Wełnę mineralną nazywa się też wełną skalną i takie określenie jest właściwsze (wełna szklana też jest przecież pochodzenia mineralnego). Jednak, nie wiedzieć czemu, ta pierwsza nazwa stała się popularniejsza.

Wełna szklana jest w kolorze żółtym... Autor: Grzegorz Otwinowski		...mineralna zaś może być w różnych odcieniach żółtego, zielonego i brązowego. Autor: Piotr Mastalerz

Właściwości wełny
Izolacyjność cieplna. Wełna to dobry izolator. Dzięki dużej ilości powietrza stanowiącej nawet do 95% jej objętości i mikroskopijnej strukturze włókien mineralnych ma bardzo niską zdolność do oddawania zgromadzonego w niej ciepła. Dzięki temu współczynnik przewodzenia ciepła λ, charakteryzujący izolacyjność termiczną, wynosi tu od 0,032 do 0,045 W/(m·K), przy czym im mniejsza wartość współczynnika, tym lepiej.
Niektórzy producenci zamiast współczynnika przewodzenia ciepła podają wartość oporu cieplnego R. Na szczęście dość łatwo jest porównać oba te parametry.
Opór cieplny R oblicza się według następującego wzoru: R = d/λ, gdzie d oznacza grubość danego wyrobu podaną w metrach. Oczywiście to, dla jakiej grubości policzony jest opór cieplny, podane jest na karcie technicznej lub na etykiecie wyrobu. I tak dla grubości wyrobu d = 0,1 m opór cieplny R wynosi około 2,22-3,23 m²·K/W, przy czym im wartość oporu jest większa, tym lepiej.

Bezpieczeństwo pożarowe. Wełna, zarówno mineralna, jak i szklana, to materiał niepalny. Oznaczona jest najwyższymi klasami odporności na ogień – A1 i A2 w siedmiostopniowej skali europejskiej, gdzie najwyższą klasą jest A1, a najniższą F. Wełna mineralna nie rozprzestrzenia ognia, topi się prawie bez wydzielania dymu i nie skapuje w postaci płonących kropel.

Izolacyjność akustyczna. Zależy od gęstości materiału, jego sprężystości oraz izolacyjności całej przegrody. Ważne jest też, jakiego rodzaju dźwięki mają być pochłaniane. Z reguły jest tak, że płyty z wełny mineralnej o mniejszej gęstości, bardziej puszyste, dobrze izolują dźwięki rozchodzące się w powietrzu, zaś płyty twarde i półtwarde dobrze tłumią dźwięki powstałe w wyniku uderzenia.
Samo zastosowanie wełny nie gwarantuje sukcesu, gdyż jest ona tylko elementem składowym przegrody. Należy więc pamiętać o prawidłowym wykonaniu ściany lub stropu, a nie polegać wyłącznie na wełnie.

Paroprzepuszczalność. Wyroby z wełny mineralnej charakteryzują się wysokim stopniem przepuszczania pary wodnej (około 0,48 g/m·h·hPa). Para przenika między włóknami, ale nie wsiąka w nie. Musi mieć jednak zapewnioną możliwość wydostania się na zewnątrz, aby nie gromadziła się wewnątrz płyty lub maty, gdyż zawilgocony wyrób ma znacznie niższą izolacyjność termiczną. By nie dochodziło do zbierania się wilgoci na włóknach, dobrze jest kupić wyroby hydrofobizowane, czyli nasączone środkami chroniącymi przed zawilgoceniem.

Co znajdziesz na opakowaniu?

W grudniu 2002 r. została ustanowiona polska norma o symbolu PN EN 13162 „Wyroby do izolacji cieplnej w budownictwie – Wyroby z wełny mineralnej (MW) produkowane fabrycznie – Specyfikacja”, która jest odpowiednikiem normy europejskiej. Wyroby zgodne z tą normą powinny być wyraźnie oznakowane – na wyrobie, etykiecie lub opakowaniu – z podaniem następujących informacji:
- nazwa wyrobu lub inna charakterystyka identyfikująca firmę;
- nazwa lub znak identyfikujący oraz adres producenta lub autoryzowanego przedstawiciela;
- rok produkcji (ostatnie dwie cyfry);
- zmiana, czas produkcji lub kod pochodzenia;
- klasa reakcji na ogień;
- deklarowany opór cieplny;
- deklarowany współczynnik przewodzenia ciepła;
- grubość nominalna;
- kod oznaczenia;
- długość nominalna, szerokość nominalna;
- typ okładziny, jeżeli występuje, na przykład welon szklany, folia aluminiowa lub inny;
- liczba sztuk i powierzchnia w opakowaniu, w zależności od rodzaju wyrobu.
Powyższa norma podaje następujący przykład kodu: MW – EN 13162 – T6 – DS (T+) – CS (10) 70 – TR15 – PL (5) 100 – MU1 – CP3 – AP0,35 – AW0,40 gdzie:
MW – to skrót terminu „wełna mineralna”;
EN 13162 – numer niniejszej normy europejskiej;
Ti* – tolerancja grubości;
DS (T+) – stabilność wymiarowa w określonej temperaturze;
CS (10)i* – naprężenie ściskające lub wytrzymałość na ściskanie przy 10-procentowym odkształceniu względnym;
TRi* – wytrzymałość na rozciąganie prostopadle do powierzchni czołowych;
PL (5)i* – obciążenie punktowe przy odkształceniu 5 mm;
MUi* – przenikanie pary wodnej;
CPi* – ściśliwość;
APi* – praktyczny współczynnik pochłaniania dźwięku;
AWi* – ważony współczynnik pochłaniania dźwięku.
Możliwe jest podawanie w kodzie również innych właściwości, jak np. stabilność wymiarowa w określonych warunkach temperatury i wilgotności, nasiąkliwość wodą przy zanurzeniu krótkotrwałym lub długotrwałym. Jednak należy zaznaczyć, że obowiązkowej ocenie dla każdego wyrobu podlega tylko kilka podstawowych właściwości. Są to opór cieplny R lub współczynnik λ, parametry kształtu, stabilność wymiarowa, wytrzymałość na rozciąganie prostopadle do powierzchni czołowych i klasa reakcji na ogień. Pozostałe, a więc zdecydowana większość, tylko wówczas, gdy jest to właściwe, np. gdy producent chce potwierdzić przydatność wyrobu do pewnych zastosowań.

Aby pokazać Państwu, jak najlepiej wybrać odpowiedni rodzaj wełny, kierując się oznaczeniami normowymi, w marcowym numerze zamieścimy artykuł prezentujący kilka przykładów oznaczenia wełny dla danego zastosowania.

* „i” wskazuje odpowiednią klasę lub poziom

PŁYTY, MATY, GRANULATY
Wełna mineralna sprzedawana jest w różnej postaci. Najczęściej spotykane są płyty i maty wełniane o różnej gęstości i twardości. Wielu producentów oferuje filce, a niektórzy także granulat wełniany. Maty i filce zwijane są w rolki, płyty zaś pakowane w paczki po kilka lub kilkanaście sztuk, zależnie od grubości płyty. Przeciętnie jedna paczka zajmuje około 0,3-0,4 m³ i waży od 10 do blisko 70 kg.

Płyty. To najpopularniejszy wyrób wełniany. Mają one kształt prostopadłościanów długości od 100 do 600 cm, szerokości od 20 do 180 cm i grubości od 1 do 25 cm. Ich włókna są sprasowane i zlepione specjalnym lepiszczem syntetycznym. Często są też hydrofobizowane, czyli impregnowane olejem mineralnym, dzięki czemu nie ulegają zawilgoceniu.
Płyty produkowane są w trzech odmianach:
- twarde o gęstości od 150 do 220 kg/m³;
- półtwarde o gęstości od 80 do 120 kg/m³;
- miękkie o gęstości od 35 do 60 kg/m³.

Płyty wełniane należy bardzo dokładnie przycinać. Jeśli po ułożeniu pozostaną między nimi szpary, powstanie mostek termiczny. Autor: URSA

Płyty twarde i półtwarde są na tyle wytrzymałe, że można je poddawać znacznym obciążeniom. Polecane są więc szczególnie pod wylewki i posadzki na podłodze na gruncie, bezpośrednio pod papę na dachach płaskich czy do ocieplania elewacji metodą lekką mokrą.
Zastosowanie płyt miękkich ograniczone jest do takich miejsc, w których nie będą one bezpośrednio narażone na duże obciążenia, a więc do izolacji dachów skośnych, poddaszy nieużytkowych, ścian zewnętrznych trójwarstwowych, ścian osłonowych w technologii szkieletowej, ścian działowych, stropów drewnianych i sufitów podwieszanych.

Maty i filce. Są to miękkie i elastyczne materiały sprzedawane w rolkach. Dzięki temu, że są bardzo elastyczne, łatwo z nich ułożyć szczelną izolację bez konieczności dokładnego przycinania na wymiar. Maty i filce mają długość od 2 do 18 m, szerokość od 50 do 120 cm i grubość od 2 do 22 cm. Ich ciężar waha się od 9 do 30 kg/m³. Maty mogą być jednostronnie wykończone welonem szklanym, folią aluminiową lub siatką drucianą. Dołączenie takiej osnowy ma na celu zwiększenie sztywności i wytrzymałości wełny. Dodatkowo welon szklany pełni funkcję wiatroizolacyjną. Zabezpiecza wełnę przed rozdzielaniem i wywiewaniem włókien oraz przed nadmierną ucieczką ciepła z wyrobu. Stanowi też barierę dla wilgoci z zewnątrz. Warstwa folii aluminiowej odbija ciepło z powrotem do pomieszczenia oraz pełni funkcję paroizolacji. Siatka z drutu ocynkowanego zwiększa wytrzymałość mechaniczną wełny i ułatwia jej montaż.
Maty i filce stosowane są najczęściej do izolowania dachów skośnych, podłóg na poddaszach nieużytkowych, podłóg na legarach, ścian działowych i domów w konstrukcji szkieletowej.

Maty wełniane są pakowane w rulony i szczelnie zawinięte w folię. Niektóre z nich mogą być ściśnięte, dzięki czemu zajmują mniej miejsca. Autor: URSA

Granulaty. Nazwą tą określane są luźne strzępki wełny. Sprzedaje się je w workach. Są impregnowane olejem mineralnym. Stosuje się je do izolacji trudno dostępnych miejsc, takich jak stropodachy wentylowane, ściany warstwowe, stropy drewniane czy stropy pod poddaszem nieużytkowym. Granulat rozprowadzany jest za pomocą specjalnych maszyn, a prawidłowo ułożony dokładnie wypełnia izolowane przestrzenie. Jego ciężar wynosi od 80 do 140 kg/m³.

Granulatu nie da się układać samodzielnie. Muszą to zrobić fachowcy. Autor: PAROC

OD PIWNICY PO DACH

Producenci oferują wyroby z wełny mineralnej lub szklanej w bardzo dużym asortymencie. Nadają się one do ocieplania prawie wszystkich elementów budynku, które wymagają izolacji cieplnej lub akustycznej.

Dachy skośne (poddasza użytkowe)

Dach jest miejscem, przez które może uciekać nawet do 30% ciepła. Dachy skośne ociepla się płytami lub matami o niskim współczynniku przewodzenia ciepła i niewielkiej gęstości (20-45 kg/m³). Zastosowana tu wełna musi być lekka, by możliwie najmniej obciążała konstrukcję dachu.
Dodatkowo na poddaszach użytkowych często stosuje się wełnę połączoną z welonem szklanym lub folią aluminiową. Grubość wełny i współczynnik jej przewodzenia ciepła λ podaje projektant.

Autor: URSA

Stropodachy wentylowane (poddasza nieużytkowe)

To dachy o niewielkim kącie nachylenia połaci, gdzie między szczelną konstrukcją dachu a stropem ostatniej kondygnacji jest zbyt mało miejsca, aby można je było wykorzystać do celów mieszkalnych. Ociepla się je wełną hydrofobizowaną. Musi mieć ona niski współczynnik przewodzenia ciepła oraz niewielką gęstość – 20-35 kg/m³. Dobrze, żeby wełna taka charakteryzowała się dużą paroprzepuszczalnością i miała dobre właściwości dźwiękochłonne. Wierzchnia warstwa maty czy płyty może być pokryta welonem szklanym, który będzie spełniać dodatkowo funkcję wiatroizolacji – mniej ciepła będzie wtedy wywiewane z izolacji. Jeśli wysokość między stropem a dachem jest zbyt mała, lepiej zastosować granulat wełniany. Trzeba wówczas zatrudnić specjalną ekipę dysponującą agregatem do wdmuchiwania tego typu materiału.

Autor: Mariusz Bykowski

Ściany zewnętrzne trójwarstwowe

Przez ściany zewnętrzne może uciekać nawet do 35% ciepła. W naszym kraju dużą popularnością cieszą się ściany trójwarstwowe. Między dwiema warstwami konstrukcyjnymi, ścianą nośną i osłonową, zamontowana jest warstwa izolacji termicznej. Do jej wykonania stosuje się miękkie i półtwarde płyty z wełny. Płyty miękkie stosować należy jedynie do ocieplania ścian bez szczeliny wentylacyjnej w domach jednokondygnacyjnych, w pozostałych przypadkach należy zastosować płyty półtwarde. Najlepiej jest używać płyt hydrofobizowanych. Do ścian trójwarstwowych stosuje się też płyty jednostronnie laminowane welonem szklanym.

Autor: Mariusz Bykowski

Dachy płaskie niewentylowane

Tego rodzaju dachy charakteryzują się tym, że są jednocześnie stropem nad ostatnią kondygnacją. Zewnętrzne poszycie dachu (najczęściej papa) jest układane bezpośrednio na izolacji termicznej, bez pozostawienia szczeliny powietrznej. Do ocieplania takich dachów wełną polecane są trzy systemy:
- jednowarstwowy z wełny mineralnej – wykorzystuje się w nim twarde płyty z wełny mineralnej, wytrzymałe, lecz charakteryzujące się niższą izolacyjnością cieplną niż płyty miękkie;
- dwuwarstwowy z wełny mineralnej – składa się z półtwardej płyty układanej na spodzie i twardej płyty układanej na wierzchu. Zastosowanie płyt półtwardych daje dobre właściwości izolacyjne, lecz materiał ten nie jest odporny na wgniecenia. Dlatego na wierzchu układana jest płyta twarda. Połączenie obu tych materiałów zmniejsza całkowitą grubość potrzebnej izolacji termicznej;
- dwuwarstwowy mieszany – system ten jest podobny do opisanego wyżej, z tą różnicą, że wierzchnia warstwa wykonana jest z wełny szklanej, a spodnia – z wełny mineralnej.
Wełnę na dachach płaskich mocuje się mechanicznie, za pomocą kołków lub przykleja masami klejącymi na zimno albo lepikiem na gorąco. Ze względu na szczelne poszycie dachu i w związku z tym brak możliwości odparowania wilgoci z wełny mineralnej zaleca się układanie bezpośrednio pod ociepleniem paroizolacji z folii budowlanej.

Autor: ROCKWOOL POLSKA

Ściany dwuwarstwowe ocieplane metodą lekką mokrą

Warstwa nośna takich ścian jest obłożona materiałem ociepleniowym, na który nałożony zostaje tynk cienkowarstwowy wzmocniony siatką. W tej metodzie ocieplania ścian wykorzystuje się płyty półtwarde lub twarde. Mają one dużą wytrzymałością na uszkodzenia i rozrywanie, a oprócz tego są wysokoparoprzepuszczalne. Mogą to być płyty zwykłe lub o lamelowym układzie włókien, który charakteryzuje się prostopadłym ustawieniem włókien w stosunku do płaszczyzny płyty. Płyty lamelowe mają pięcio-, sześciokrotnie większą wytrzymałość na rozrywanie niż płyty tradycyjne, ale za to gorzej tłumią hałas.
W takich ścianach wełnę przykleja się specjalną zaprawą. Dodatkowo płyty mocuje się kołkami.

Autor: ROCKWOOL POLSKA

Ściany dwuwarstwowe ocieplane metodą lekką suchą

W ścianach takich do warstwy nośnej mocuje się drewniany lub metalowy ruszt. Między jego elementami umieszcza się materiał termoizolacyjny. Do rusztu mocuje się zaś materiał elewacyjny – najczęściej siding winylowy lub oblicówkę drewnianą. Do tego typu konstrukcji należy wybrać płyty półtwarde o niskim współczynniku przewodzenia ciepła, dobrej izolacyjności akustycznej i paroprzepuszczalności. Najlepiej, żeby były też zabezpieczone środkiem hydrofobowym. Płyty mogą być fabrycznie wzmocnione welonem szklanym, który będzie pełnił funkcję wiatroizolacji.

Autor: ARGETON

Ściany zewnętrzne w technologii szkieletowej

Konstrukcją tego rodzaju ściany jest drewniany ruszt. By poprawić izolacyjność termiczną, przestrzeń między nim wypełnia się wełną mineralną. Od strony zewnętrznej konstrukcję usztywnia się wodoodporną płytą wiórową lub sklejką i zabezpiecza wiatroizolacją. Na tak przygotowanym szkielecie wykonuje się elewację zewnętrzną, na przykład z sidingu, oblicówki drewnianej lub muru ceglanego. Od wewnątrz na ociepleniu układa się paroizolację i wykańcza ściany – głównie płytami gipsowymi. Jako izolację stosuje się maty, filce i płyty miękkie.

Autor: Bohdan Ufnalewski

Podłoga na stropie drewnianym

Elementem nośnym w tego typu konstrukcji są drewniane belki. Od spodu strop wykańcza się sufitem podwieszanym montowanym na drewnianym lub metalowym ruszcie. Przestrzeń między belkami wypełnia się wełną mineralną. Ma to na celu poprawienia izolacyjności termicznej i akustycznej stropu. Drewniane belki  przykrywa się płytami wiórowymi stanowiącymi poszycie pod podłogę z desek, parkiet czy panele. Do izolowania takich podłóg poleca się filce, płyty miękkie lub granulat. Zastosowane wyroby mogą być miękkie, gdyż nie działają na nie bezpośrednio żadne obciążenia.

Autor: URSA

Szkieletowe ściany działowe

Są zbudowane z lekkiego rusztu stalowego lub drewnianego wypełnionego izolacją akustyczną i obłożonego obustronnie okładzinami z płyt gipsowo-kartonowych lub gipsowo-włóknowych. Do izolowania takich ścian używa się mat, filców lub miękkich płyt. Ważne jest, aby zastosowany materiał dobrze tłumił hałas.

Autor: Mariusz Bykowski

Podłogi na stropach betonowych i na gruncie

Do ich ocieplania należy stosować płyty twarde. Charakteryzować się one powinny dużą gęstością i wytrzymałością na odkształcenia, gdyż narażone będą na pośrednie oddziaływanie obciążeń, oraz dobrze tłumić dźwięki, zwłaszcza te powstałe od uderzenia. Muszą też być zabezpieczone środkiem hydrofobizującym.

Autor: SAINT-GOBAIN ISOVER POLSKA

CIĘCIE WEŁNY

Wyroby z wełny mineralnej należy przycinać długim, ostrym nożem lub piłką. Nie wolno używać do tego nożyc, zwłaszcza mechanicznych, które ściskając wełnę, niszczą jej strukturę. Podczas cięcia należy pamiętać o pozostawieniu około 0,5 cm naddatku w płytach i 1-2 cm w matach po to, aby po montażu wyrób dokładnie wypełniał izolowaną przestrzeń.
Łatwiej jest przyciąć rolkę na żądaną szerokość przed niż po jej rozwinięciu. Płyty lepiej jest ciąć po rozpakowaniu paczki, każdą z osobna.

Najbardziej ekonomiczny sposób zmniejszania wymiaru płyt wełnianych: a – przecinamy płytę po skosie na dwie połowy, b – przesuwamy połówki względem siebie, tak by uzyskać właściwą długość i wysokość płyty, c – odcinamy wystające narożniki, d – umieszczamy płytę między krokwiami. Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Co oprócz nowej normy? (Profesor Jerzy A. Pogorzelski, Instytut Techniki Budowlanej)

Nowe, „europejskie” normy na wyroby do izolacji cieplnej nie zawierają wymagań dotyczących cech materiału w powiązaniu z jego zastosowaniem. Trudno więc z nich wywnioskować, jaki wyrób do czego nadaje się najlepiej. Niezbędne są więc tak zwane normy aplikacyjne określające warunki zastosowania wyrobów do ocieplania budynków. Ich opracowanie może trochę potrwać. Instytut Techniki Budowlanej zdecydował się w takiej sytuacji na opracowanie „Warunków technicznych wykonania i odbioru izolacji cieplnej”. Pierwsza część opracowania będzie pełnić funkcję takiej normy i jest właśnie w trakcie opracowywania. Zgodnie z nią łatwo będzie dobrać wyrób do konkretnego zastosowania, posługując się również odpowiednimi skrótowymi oznaczeniami. To uzupełnienie norm będzie pomocne nie tylko dla producentów i architektów, ale również dla inwestorów i wykonawców. Do czasu wydania „Warunków technicznych" pozostaje kierować się zaleceniami Aprobat Technicznych na poszczególne wyroby.

Środki bezpieczeństwa

Wełna jest materiałem pylącym. Ze względu na to podczas jej cięcia i montażu należy:
- nosić rękawice, okulary, maskę na usta i nos oraz odzież ochronną;
- pamiętać o zapewnieniu dobrej wentylacji miejsca pracy;
- starać się utrzymać w czystości miejsce pracy;
- po zakończeniu pracy dokładnie umyć ręce i odkurzyć odzież.

Maska ochronna zabezpiecza przed wdychaniem szkodliwego pyłu. Autor: SAINT-GOBAIN ISOVER POLSKA

Wełna do fundamentów
Na rynku jest też specjalna wełna do izolowania fundamentów i ścian fundamentowych. Nadaje się ona także do ocieplania ścian piwnicznych od wewnątrz. Wełna ta jest twarda, hydrofobizowana i ma małą nasiąkliwość. Jest też odporniejsza od innych, jeśli chodzi o kapilarne podciąganie wody; dzięki temu zmniejsza się możliwość zawilgocenia izolacji. Ma ją w ofercie na przykład firma Saint-Gobain Isover.

TRANSPORT I SKŁADOWANIE
Wełnę należy przewozić krytymi pojazdami. Musi być zabezpieczona przed opadami atmosferycznymi oraz przed możliwością przesuwania się podczas jazdy, aby nie uległa uszkodzeniu. Niektóre maty i filce z wełny mineralnej ze względu na swoją dużą elastyczność na czas transportu i przechowywania są skompresowane, to znaczy ściśnięte w opakowaniu, co znacznie zmniejsza zajmowaną przez nie powierzchnię. Podczas składowania wełnę należy chronić przed zawilgoceniem. Dlatego najlepiej przechowywać ją w suchych, zamkniętych pomieszczeniach.
Płyty układa się jedna na drugiej, w warstwach nie wyższych niż 2 m, a maty i filce ustawia się pionowo w jednej warstwie.