Winda dekarska wynajem: idealne rozwiązanie dla profesjonalistów w branży dekarskiej; Piekarniki parowe: Dlaczego warto je mieć w swojej kuchni? Profesjonalizm w kuchni. Z jakich patelni korzystają kucharze? Kuchnia z wyspą – zobacz projekty domów, w których przewidziano takie rozwiązanie!
W artykule podjęto dyskusję dotyczącą analizy parametrów technicznych innowacyjnych rozwiązań materiałowych izolacji termicznych oraz określenia ich wpływu na parametry fizykalne obudowy budynków poddawanych modernizacji. J. Sawicki 13 sierpnia 2013 r. opublikowano w Dzienniku Ustaw Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1]. Zobacz także 4 ECO Sp. z Co zrobić z niewystarczająco docieplonym budynkiem? Co zrobić z niewystarczająco docieplonym budynkiem? Od lat 90. trwa w Polsce termomodernizacja wszelkich obiektów budowlanych, przejawiająca się docieplaniem ścian zewnętrznych styropianem. Zalecana grubość styropianu do izolacji zmienia się co kilka... Od lat 90. trwa w Polsce termomodernizacja wszelkich obiektów budowlanych, przejawiająca się docieplaniem ścian zewnętrznych styropianem. Zalecana grubość styropianu do izolacji zmienia się co kilka lat. I tak pierwsze docieplenia były na styropianie o grubości 4 cm, obecnie to 20 cm styropianu grafitowego. TRUTEK FASTENERS POLSKA Wzmacnianie bydynków wielkopłytowych w systemie TRUTEK TCM Wzmacnianie bydynków wielkopłytowych w systemie TRUTEK TCM TRUTEK FASTENERS POLSKA jest firmą specjalizującą się w produkcji najwyższej jakości systemów zamocowań przeznaczonych do budownictwa lądowego, drogowego i przemysłu. W ofercie firmy znajdują się wyroby... TRUTEK FASTENERS POLSKA jest firmą specjalizującą się w produkcji najwyższej jakości systemów zamocowań przeznaczonych do budownictwa lądowego, drogowego i przemysłu. W ofercie firmy znajdują się wyroby tradycyjne – od wielu lat stosowane w budownictwie, a także nowatorskie, zaawansowane technologicznie rozwiązania gwarantujące najwyższy poziom bezpieczeństwa. TRUTEK FASTENERS POLSKA Innowacyjna technologia mocowania izolacji termicznej budynku Innowacyjna technologia mocowania izolacji termicznej budynku Łączniki do mocowania izolacji termicznej obiektu to bardzo ważny element zapewniający bezpieczeństwo i stabilność warstwy docieplenia. Łączniki do mocowania izolacji termicznej obiektu to bardzo ważny element zapewniający bezpieczeństwo i stabilność warstwy docieplenia. W tym akcie prawnym określono niższe wartości maksymalne współczynnika przenikania ciepła UC(max) [W/(m2·K)] dotyczące przegród zewnętrznych budynków oraz niższe wartości graniczne wskaźnika rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP(max) [kWh/(m2·rok)], zmieniające się w okresie 2014-2016, 2017-2020 i po 2021 r. Według przepisów prawnych od 1 stycznia 2017 r. obowiązują nowe (niższe) wartości graniczne UC(max) [W/(m2·K)] dla pojedynczych przegród. W związku z tym istnieje potrzeba zastosowania nowoczesnych i innowacyjnych rozwiązań materiałowych przegród zewnętrznych i złączy budynków niskoenergetycznych w zakresie: zastosowania innowacyjnych/efektywnych/materiałów termoizolacyjnych o niskiej wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)] – mniejsze grubości oraz odpowiednia wartość oporu dyfuzyjnego μ [-] - eliminacja ryzyka kondesacji międzywarstwowej; poprawnego ukształtowania układów materiałowych przegród zewnętrznych i ich złączy; minimalizacja dodatkowych strat ciepła oraz ryzyka występowania kondensacji międzywarstwowej i na wewnętrznej powierzchni przegrody przy zastosowaniu procedur, tzw. szkoły projektowania złączy budowlanych. Projektowanie to opiera się na szczegółowych obliczeniach i analizach w aspekcie cieplno-wilgotnościowym i wytypowaniu poprawnych rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych przegród zewnętrznych i ich złączy. Przegląd innowacyjnych materiałów termoizolacyjnych Podstawową funkcją materiałów termoizolacyjnych jest zapewnienie odpowiednich parametrów fizykalnych przegród zewnętrznych i złączy budowlanych. Przed wyborem odpowiedniego materiału do izolacji cieplnej, w aspekcie modernizacji budynków istniejących, należy zwrócić uwagę na następujące właściwości: współczynnik przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)], gęstość objętościową, izolacyjność akustyczną, przepuszczalność pary wodnej, współczynnik oporu dyfuzyjnego μ [-], wrażliwość na czynniki biologiczne i chemiczne oraz ochronę przeciwpożarową. Do ocieplania ścian zewnętrznych (od zewnątrz) stosowane są najczęściej następujące materiały termoizolacyjne: styropian (EPS), styropian szary (grafitowy), płyty z piany fenolowej i wełna mineralna [2]. Płyty styropianowe EPS powstają w wyniku spienienia (ekspandowania) granulek polistyrenu metodą dwuetapową: produkcja w dużych blokach, z których (po odpowiednim okresie sezonowania) wycina się płyty o odpowiednim wymiarze. Często stosuje się także metodę polegająca na produkcji pojedynczych płyt w oddzielnych formach za pomocą wtrysku (powierzchnia płyt płaska lub profilowana). Istnieją także płyty styropianowe modyfikowane grafitem nazywane "szarym styropianem". Charakteryzują się one lepszą izolacyjnością cieplną. Płyty izolacyjne ze styropianu grafitowego (szarego) mogą być stosowane do ocieplania całej elewacji lub wybranych elementów (loggi i balkonów). W asortymencie producentów płyt styropianowych można także spotkać wyroby złożone z różnych warstw styropianu (zewnętrznej wykonanej ze styropianu białego i wewnętrznej ze styropianu grafitowego). FOT. 1-3. Przykładowe płyty styropianowe do ocieplania ścian zewnętrznych: płyty styropianowe różnej grubości (1), płyta styropianowa szara (2), płyty styropianowe mieszane (3); fot.: materiały producentów Ponadto produkowane są płyty styropianowe perforowane w celu zwiększenia przepuszczalności pary wodnej. Krawędzie płyt styropianowych mogą być: proste, do łączenia na zakład, do łączenia na pióro-wpust. Na FOT. 1-3 przedstawiono przykładowe płyty styropianowe. Przy doborze płyt styropianowych EPS w systemie dociepleń BSO należy uwzględnić szczególnie następujące cechy: gęstość objętościowa ρob. [kg/m3], współczynnik przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)] oraz wytrzymałość na ściskanie [kPa]. Płyty z polistyrenu ekstrudowanego XPS są rodzajem płyt z ekstrudowanej pianki polistyrenowej. Produkowane są w ciągłym procesie wyciskania i swobodnego rozprężania pianki. Ostatecznie otrzymuje się materiał izolacyjny o jednorodnej budowie (bez widocznych granulek polistyrenu), charakteryzujący się małą nasiąkliwością wody i dobrymi właściwościami mechanicznymi. Stosowany nie tylko do ocieplania ścian zewnętrznych, lecz także miejsc szczególnych, jak cokoły i podziemia ścian budynku (FOT. 4-5). FOT. 4-5. Przykładowe płyty z polistyrenu ekstrudowanego XPS: płyta XPS (4), płyta XPS warstwowa (5); fot.: materiały producentów Płyty z wełny mineralnej (skalnej) produkowane są z włókien otrzymywanych w procesie rozwłóknienia stopionych surowców skalnych. Włókna łączy się lepiszczem (np. żywicą fenolowo-formaldehydową z dodatkiem oleju), prasuje, formuje i przycina do wymaganych wymiarów. Płyty fasadowe z wełny mineralnej najczęściej produkowane są w dwóch odmianach: o zaburzonym (splątanym) układzie włókien i o uporządkowanym (prostopadłym do powierzchni płyty) układzie włókien (tzw. płyty lamelowe). Często stosuje się płyty o niejednorodnej strukturze materiałowej - tzw. płyty warstwowe (warstwy o różnej gęstości) - FOT. 6-7. Inne materiały termoizolacyjne to (FOT. 8-10): płyty z pianki poliuretanowej PIR lub PUR, płyty z pianki fenolowej (rezolowej), maty aerożelowe, porogel, płytowe elementy próżniowe (VIP). FOT. 6-7. Przykładowe płyty (6) i maty z wełny mineralnej (skalnej) (7); fot.: materiały producentów Płyty z poliuretanu (PUR) i poliizocyjanuratu (PIR) to twarde płyty piankowe, które są odporne termicznie i niepalne. Mają niższe wartości współczynnika przewodzenia ciepła niż np. wełna mineralna i styropian. Występują w postaci pianki o porach otwartych (spieniona na budowie) i o porowatości zamkniętej (płyty z osłoną lub bez osłony). Sztywne płyty stosowane są jako izolacja ścian, dachów drewnianych (system podkrokwiowy i nadkrokwiowy, stropodachów i cokołów budynków o współczynniku λD = 0,020-0,023W/(m·K). Płyty fenolowe (rezolowe) to sztywne płyty izolacyjne o zamkniętej strukturze komórkowej z rdzeniem uzyskiwanym z żywicy fenolowo-formaldehydowej. Płyty pokryte są po obu stronach welonem szklanym spojonym z rdzeniem w procesie produkcji. Charakteryzują się niską absorpcją wilgoci i dużą wytrzymałością mechaniczną. Wartości ich współczynnika λD to 0,021-0,024 W/(m·K). Włókna szklane (włókna chemiczne) otrzymywane są ze szkła wodnego i czasami też ze stopionego szkła. FOT. 8-10. Przykładowe innowacyjne materiały termoizolacyjne: płyta fenolowa (rezolowa) (8), porogel (9), płyta izolacja próżniowa VIP (10); fot.: materiały producentów Do podstawowego asortymentu należą: włókna szklane grube (tzw. wełna szklana lub wata szklana) - włókna nieciągłe o średnicy 5-30 μm; stosowane głównie jako izolacja cieplna, akustyczna; włókna szklane ciągłe, o średnicy 3-13 μm, stosowane w postaci przędzy, wyrobów tkanych i dzianych oraz rowingu (zespół pasm włókien szklanych złączonych ze sobą bez skrętu) jako materiał izolacyjny w elektrotechnice, do wyrobu filców, tkanin dekoracyjnych, do wzmacniania tworzyw sztucznych, do zbrojenia betonu; włókna szklane jako mata, w rolkach, średnio o szerokości 100 cm i wadze do 50 kg, używane do produkcji różnych wyrobów w formach silikonowych i formach twardych z użyciem żywicy poliestrowej; włókna supercienkie o średnicy 1-3 μm, stosowane do wyrobu dobrych izolacji akustycznych i cieplnych; fiberglass [(ang.) glass reinforced plastic (GRP)], kompozyt zawierający włókna szklane, stosowany w produkcji łodzi, samochodów, zbiorników wodnych, rur i dachów; włókna światłowodowe, potocznie nazywane światłowodami, nici szklane (najczęściej o średnicy 125 μm), wykorzystywane do prowadzenia światła. Wełna szklana powstaje w podobny sposób jak wełna skalna, z tym że robi się ją z piasku kwarcowego i stłuczki szklanej pochodzącej z recyklingu. Wytwarza się z niej płyty i maty. W płytach i matach układ włókien jest ukierunkowany bardziej równolegle do ich powierzchni, a to wymaga użycia do produkcji większej ilości substancji zlepiającej, ale poprawia wiele innych parametrów, np. współczynnik przewodzenia ciepła. Dla przykładu współczynnik λ na poziomie 0,039 W/(m·K) ma wełna szklana o gęstości 13 kg/m3 i wełna skalna o gęstości 35 kg/m3. Zależnie od gęstości maty czy płyty mogą mieć współczynnik przewodzenia ciepła λ równy 0,039 W/(m·K), a nawet 0,044 W/(m·K). Luźna struktura wełny mineralnej sprawia, że ma ona niski opór dyfuzyjny (μ=1), czyli jest paroprzepuszczalna. Przez przegrody ocieplone wełną para wodna bez trudu przedostanie się na zewnątrz. Do tej pory uważano, że wełna jest wrażliwa na wilgoć. Obecnie produkowane wyroby są hydrofobowe. Wełna szklana jest lżejsza i mniej pyli niż skalna. Dzięki większej elastyczności włókien lepiej dostosowuje się do nierówności podłoża. Wełna skalna jest sztywniejsza i ma mniejsze tendencje do rozwarstwiania się. W przypadku ścian warstwowych, aby uzyskać odpowiednią izolacyjność cieplną w postaci współczynnika przenikania ciepła U [W/(m2·K)], należy dobrać odpowiednią grubość izolacji cieplnej. Do podstawowych metod ocieplenia ścian zewnętrznych dwuwarstwowych można zaliczyć: metodę ciężką mokrą, metodę lekką mokrą, metodę lekką suchą. Metoda ciężka mokra polega na oklejeniu całych powierzchni ścian styropianem, zawieszeniu na stalowych bolcach siatek konstrukcyjnych z prętów stalowych i wykonaniu wyprawy zewnętrznej z trójwarstwowego tynku cementowo-wapiennego na siatce stalowej podtynkowej. Metoda lekka mokra polega na wykonaniu ocieplenia najczęściej ze styropianu, a następnie pokryciu go powłoką zewnętrzną, w skład której z reguły wchodzi warstwa zbrojona tkaniną szklaną oraz cienkowarstwowa wyprawa tynkarska lub okładzina ceramiczna. Systemy oparte na tej technologii można podzielić na kilka podstawowych typów, opisanych szczegółowo w pracy "Izolacyjność termiczna i nośność murowanych ścian zewnętrznych. Rozwiązania i przykłady obliczeń" [3]. Metoda lekka sucha opiera się na wykonywaniu robót budowlanych bez prac mokrych. Wykonywanie ocieplenia polega na przymocowaniu do ścian budynku rusztu drewnianego lub metalowego, ułożeniu między elementami rusztu materiału termoizolacyjnego i zamocowaniu gotowych elementów elewacyjnych. Technologia bezspoinowego systemu ocieplenia (BSO) ścian zewnętrznych budynku polega na przymocowaniu do ściany systemu warstwowego składającego się z materiału termoizolacyjnego oraz warstwy zbrojonej i wyprawy tynkarskiej. System mocowany jest do ściany za pomocą zaprawy klejącej i dodatkowo łącznikami mechanicznymi. Zasadniczą funkcję w tym systemie pełni materiał termoizolacyjny, który powinien charakteryzować się następującymi cechami [3]: niską wartością współczynnika przewodzenia ciepła λ ≤ 0,04 W/(m·K), niską wilgotnością i nasiąkliwością zarówno w trakcie wbudowania, jak i użytkowania, odpowiednią wytrzymałością mechaniczną, odpornością na działanie ognia: niepalnością, trudnozapalnością - odpowiednią klasą reakcji na ogień, odpornością na wpływy biologiczne, odpornością na działanie materiałów, z którymi będzie się stykać po wbudowaniu, brakiem trwałego zapachu i brakiem szkodliwego oddziaływania na ludzi i zwierzęta, znaczną trwałością w zmiennych warunkach eksploatacyjnych, małym obciążeniem środowiska naturalnego podczas produkcji i utylizacji materiałów rozbiórkowych. W BSO ścian zewnętrznych jako izolację termiczną stosuje się: fasadowe płyty styropianowe, fasadowe płyty z wełny mineralnej oraz materiały uzupełniające, przeznaczone do ocieplenia cokołowej i podziemnej części ściany w postaci płyt polistyrenowych o zmniejszonej nasiąkliwości. Do mocowania płyt styropianowych do podłoża i wykonywania warstwy zbrojonej mogą być stosowane następujące wyroby [4]: masy na spoiwie dyspersyjnym tworzywa sztucznego nadające się do użycia bez dodatkowych zabiegów, masy na spoiwie dyspersyjnym tworzywa sztucznego wymagające wymieszania z cementami, zaprawy klejące, wykonywane z suchej mieszanki cementu, piasku i dodatków organicznych, wymagające wymieszania z wodą. Ponadto do mocowania płyt do ściany może być stosowany klej poliuretanowy/pianka. Jednak najpopularniejsza jest zaprawa klejąca w postaci suchej mieszanki zarabianej [3]. Do mocowania płyt z wełny mineralnej do podłoża ściennego oraz wykonywania warstwy zbrojonej należy stosować zaprawę klejącą wykonywaną z suchej mieszanki cementu, piasku i dodatków organicznych. Masy klejące na organicznym spoiwie dyspersyjnym z wypełniaczami mineralnymi oraz masy klejące na organicznym spoiwie dyspersyjnym wymagające wymieszania z cementem nie uzyskują klasyfikacji materiału niepalnego [4]. Oprócz podstawowych zapraw na bazie cementu szarego do wykonania warstwy zbrojącej produkuje się zaprawy z cementu białego. Warstwa zbrojona wykonana z użyciem takiej zaprawy może nie wymagać stosowania środka gruntującego przed nałożeniem tynku cienkowarstwowego [5]. Bardzo istotne jest także poprawne ułożenie płyt z materiałów termoizolacyjnych w celu minimalizacji wpływu nieszczelności w warstwie izolacji cieplnej. Na etapie projektowania zakłada się poziom nieszczelności (ΔU”) oraz dodatek uwzględniający wpływ nieszczelności w warstwie izolacji cieplnej (ΔUg) na wartość współczynnika przenikania ciepła UC według normy PN-EN ISO 6946:2008 [6]. RYS. 1-2. Efekt tzw. miksowania płyt termoizolacyjnych; rys.: Ejot [7] Łączniki mechaniczne (kołki) wraz z zaprawą klejącą mocującą płyty termoizolacyjne do warstwy konstrukcyjnej ściany zewnętrznej zapewniają wymaganą stateczność konstrukcyjną układu ocieplającego od działania obciążenia wiatrem (ssanie wiatru) oraz sił ścinających wynikających z ciężaru własnego systemu ocieplenia. Kołki powinny także zapobiegać przed tzw. wybrzuszeniem się płyt izolacyjnych pod wpływem zmiany warunków cieplno-wilgotnościowych. RYS. 3. Zalecane rozmieszczenie kołków na standardowej płycie izolacyjnej; rys.: M. Gaczek, J. Jasiczak, M. Kuiński, M. Siewczyńska [3] Deformacja płyt może wystąpić wskutek braku swobody wydłużania się ich na styku z sąsiadującymi elementami. Dodatkowe mocowanie mechaniczne w obrębie krawędzi, jak również pośrodku płyty zapewnia dobre połączenie ze ścianą i zabezpiecza przed tzw. miksowaniem płyt i pękaniem wyprawy tynkarskiej w wyniku tego zjawiska [3] - RYS. 1-2. Dodatkowe mocowanie płyt izolacyjnych wykonuje się w miejscach dochodzenia do siebie krawędzi trzech płyt izolacyjnych. Taki układ łączników bywa nazywany kołkowaniem na "T". W niektórych przypadkach zamiast kołkowania na "T" zaleca się stosować kołkowanie na "W". W tym zakresie należy się kierować zaleceniami producenta wybranego systemu ocieplenia ścian. Z mocowania w spoinach "T" można zrezygnować w przypadku stosowania płyt izolacyjnych łączonych na piór i wpust. Na RYS. 3 przedstawiono zalecane rozmieszczenie kołków na standardowej płycie izolacyjnej [3]. FOT. 11. Przykłady niepoprawnego zastosowania łączników mechanicznych - tzw. efekt biedronki; fot.: W praktyce stosuje się różne rozwiązania łączników mechanicznych: łączniki rozprężne z trzpieniem (których główki wykonane są z tworzywa sztucznego o zwiększonej izolacyjności cieplnej z wycięciami); łączniki mocowane przez wbicie w ścianę osadzonego w nich krótkiego trzpienia, mającego korpus w kształcie dużej komory powietrznej, w znaczący sposób ograniczającej straty ciepła w miejscu wbicia kołka; kołki wkręcane w płyty izolacyjne lub umieszczone w gniazdach, zasłanianych następnie krążkami z materiału termoizolacyjnego. Należy pamiętać, aby w przypadku stosowania łączników mechanicznych nie dopuszczać do nadmiernych strat ciepła wynikających z ich występowania, co ilustruje tzw. efekt biedronki widoczny często na elewacjach budynków ocieplonych metoda lekką mokrą (FOT. 11). W ścianach dwuwarstwowych stosuje się łączniki mechaniczne wykonane z tworzyw sztucznych, natomiast w przypadku ścian trójwarstwowych i szczelinowych - wykonane ze stali lub stali nierdzewnej. Do ocieplania ścian mogą być stosowane siatki zbrojące z włókna szklanego, metalowe lub z tworzywa sztucznego. Gdy konieczne jest wzmocnienie dolnych części budynku, stosuje się tzw. siatki pancerne. W systemie ocieplenia powinny być stosowane materiały niepalne, w związku z tym nie należy używać siatek z tworzyw sztucznych [4]. Od strony zewnętrznej należy zastosować tynk zewnętrzny - cienkowarstwowy (w przypadku ścian dwuwarstwowych) lub warstwę elewacyjną (w przypadku ścian trójwarstwowych i szczelinowych). W przypadku ścian dwuwarstwowych zaleca się stosowanie tynków cienkowarstwowych, które można podzielić [8] ze względu na: spoiwo: na mineralne, silikatowe (krzemianowe), silikonowe, silikatowo-silikonowe, polimerowe (akrylowe), technikę wykonywania: na naciągane pacą, zacierane, cyklinowane, wytłaczane, natryskowe, nakrapiane, rodzaj faktury: na gładkie, drapane, ziarniste (tzw. baranek), modelowane, mozaikowe. W przypadku ścian trójwarstwowych i szczelinowych warstwa elewacyjna wykonywana jest najczęściej z cegły klinkierowej, bloczków wapienno-piaskowych (silikatowych) oraz płyt z drewna. W kształtowaniu układu warstw materiałowych w ścianie szczelinowej należy zaprojektować szczelinę wentylowaną pomiędzy warstwą izolacji cieplnej a warstwą elewacyjną o odpowiedniej grubości z zapewnieniem swobodnej cyrkulacji powietrza (otwory w warstwie elewacyjnej). Warstwa elewacyjna powinna być połączona z warstwą konstrukcyjną za pomocą kotew metalowych (łączników mechanicznych) w ilości od 5 szt./m2 do 6 szt./m2 powierzchni ściany (dobór łączników przeprowadza się na podstawie szczegółowych obliczeń). Ze względu na zamiany temperatury (w okresie letnim do 50°C, a w okresie zimowym do -25°C), w celu uniknięcia występowania zarysowań, wybrzuszeń, kruszenia i odpryskiwania materiału warstwy elewacyjnej, zaleca się stosowanie w zewnętrznej warstwie ściany szczelinowej przerwy dylatacyjnej (w odległości 8-12 m w zależności od rodzaju warstwy elewacyjnej). Do ocieplania stropodachów dwudzielnych i stropów nad poddaszami nieużytkowanymi stosowane są następujące materiały termoizolacyjne: wełna celulozowa, wełna mineralna [2]. Wełna celulozowa jest materiałem występującym w formie sypkiego włóknistego granulatu. Wytwarzana jest z papieru gazetowego (sortowanie, rozdzieranie, rozdrabnianie), aż do uzyskania postaci izolujących płatków celulozy (FOT. 12-14). Charakteryzuje się gęstością objętościową w zakresie 25-65 kg/m3 oraz wartością współczynnika przewodzenia ciepła na poziomie λD = 0,037 W/(m·K). Zastosowanie materiału odbywa się metodą zasypu. FOT. 12-14. Struktura włókna celulozowego i przykładowe zastosowanie wełny celulozowej; fot.: FOT. 15. Przykładowe zastosowanie wełny szklanej; fot.: Wełna mineralna występuje jako wełna szklana i wełna skalna. Wełna szklana produkowana jest ze stłuczki szklanej i z piasku kwarcowego (FOT. 15). Charakteryzuje się kolorem od jasno kremowego do żółtego, gęstością objętościową ρob.= 40–80 kg/m3 oraz współczynnikiem przewodzenia ciepła λD = 0,032 W/(m·K) dla płyt i mat i λD = 0,038 W/(m·K) dla granulatu. Natomiast wełna skalna jest produkowana z różnego rodzaju kruszywa mineralnego (np. bazaltu, gabro, kruszywa wapiennego, brykietu mineralnego) i występuje w kolorze od szarego po oliwkowy w postaci płyt (w pełnym zakresie gęstości) mat i granulatu. Wyroby z wełny skalnej charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła λD = 0,035 W/(m·K) dla płyt i λD = 0,038 W/(m·K) dla granulatu. FOT. 16-17. Przykładowe zastosowanie płyt drzewnych; fot.: (16), (17) Do ocieplania dachów drewnianych stosowane są najczęściej następujące materiały termoizolacyjne: płyty drzewne, płyty z wełny owczej, płyty z wełny mineralnej, pianka poliuretanowa (PUR/PIR), płyty korkowe [2]. FOT. 18. Przykładowe zastosowanie płyt z wełny owczej; fot.: Płyty drzewne to materiały drewnopochodne, które powstają z rozwłóknionego drewna (FOT. 16-17). Charakteryzują się gęstością objętościową ρob. = 50 kg/m3 i współczynnikiem przewodzenia ciepła λD = 0,038 W/(m·K). Występują w postaci płyt miękkich i granulatu. Płyty z wełny owczej są naturalnym materiałem organicznym. Włókna owczej wełny doskonale oddychają, magazynują, izolują i regulują temperaturę. Testy wykazują, że izolacja z owczej wełny oprócz powyższych właściwości neutralizuje szkodliwe substancje i pochłania dźwięk (FOT. 18). Występują w asortymencie o gęstość objętościowej ρob.= 14-100 kg/m3 i współczynniku przewodzenia ciepła λD = 0,0385 W/(m·K). Wełna mineralna stosowana jest także do ocieplenia dachów drewnianych skośnych w postaci mat i płyt o gęstości objętościowej ρob.= 80-120 kg/m3 i współczynniku przewodzenia ciepła λD= 0,032-0,038 W/(m·K) w układzie między krokwiami oraz dodatkowo pod krokwiami (RYS. 4-5). Pianka poliuretanowa PIR/PUR jest materiałem chemoutwardzalnym, w postaci sztywnej piany natryskowej. Występuje w postaci pianki o porach otwartych (spieniona na budowie) i o porowatości zamkniętej (płyty z osłoną lub bez osłony). RYS. 4-5. Przykładowe zastosowanie wełny mineralnej w dachach skośnych drewnianych: izolacja cieplna między krokwiami (4), izolacja cieplna między i pod krokwiami (5): 1 - dachówka ceramiczna, 2 - łata, 3 - kontrłata, 4 - szczelina dobrze wentylowana, 5 - folia wysokoparoprzepuszczalna, 6 - krokiew, 7 - izolacja cieplna (wełna mineralna), 8 - folia paroizolacyjna, 9 - płyta gipsowo‑kartonowa, 10 -dodatkowa warstwa izolacji cieplnej (wełna mineralna); rys.: M. Maciaszek [9] Sztywne płyty stosowane są jako izolacja podkrokwiowa (często z wykończeniem płytą gipsowo-kartonową) lub jako izolacja nadkrokwiowa (RYS. 6-7). Przy gęstości objętościowej rob.= 35-60 kg/m3 charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła na poziomie λD= 0,020-0,023W/(m·K). Płyty korkowe ekspandowane to naturalne, zrównoważone i bezkonkurencyjne produkty korkowe, które przy tym szczególnym rodzaju aglomeratu korkowego nie posiadają w swej strukturze poliuretanu. Dzięki poddaniu ziarna korkowego działaniu wysokiej temperatury, powiększa ono swoją objętość, a wydzielający się jeden ze składników w tym procesie (suberyna) stanowi naturalne lepiszcze ekspandujących ziaren. Płyty do izolacji cieplnej dachów drewnianych skośnych charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła na poziomie λD= 0,037 W/(m·K). RYS. 6-7. Przykładowe zastosowanie pianki poliuretanowej w dachach skośnych drewnianych: izolacja cieplna pod krokwiami (6), izolacja cieplna nad krokwiami (7): 1 - dachówka ceramiczna, 2 - łata, 3 -kontrłata, 4 - szczelina dobrze wentylowana, 5 - folia wysokoparoprzepuszczalna, 6 - krokiew, 7 - izolacja cieplna (pianka poliuretanowa), 8 - dodatkowa warstwa izolacji cieplnej, 9 - folia paroizolacyjna, 10 - płyta gipsowo‑kartonowa, 11 - kontrłata lub deskowanie, 12 - folia, 13 - deskowanie; rys.: M. Maciaszek [9] Do grupy materiałów izolacyjnych, do których produkcji zużywane są małe ilości energii i ograniczone jest zużycie surowców nieodnawialnych, zalicza się także płyty pilśniowe (FOT. 19-20). Do ocieplania przegród stykających się z gruntem (izolacja obwodowa), cokołów i podłóg stosowane są najczęściej następujące materiały termoizolacyjne: polistyren ekstrudowany (XPS) oraz szkło piankowe [2]. Polistyren ekstrudowany (XPS) jest sztywną pianą charakteryzującą się znaczącą wytrzymałości na ściskanie oraz odpornością na wilgoć. Takie właściwości pozwalają na efektywne zastosowanie wyrobu do izolacji poziomej i pionowej przegród stykających się z gruntem, ale także izolacji tarasów i stropodachów pełnych, odwróconych i zielonych (FOT. 21-22). Wartość współczynnika przewodzenia ciepła płyt z polistyrenu ekstrudowanego zależy od grubości i wynosi λD= 0,035-0,036 W/(m·K). FOT. 19-20. Przykładowe ekologiczne materiały termoizolacyjne: płyta z korka ekspandowanego (19), płyta pilśniowa (20); fot.: FOT. 21-22. Przykładowe zastosowanie płyt z polistyrenu ekstrudowanego; fot.: FOT. 23-24. Przykładowy asortyment szkła piankowego; fot.: materiały producentów Szkło piankowe otrzymywane jest z roztopionego szkła przez dodanie domieszek pianotwórczych (np. węgla, węglanu wapnia). Jest nieprzezroczyste, odporne na korozję biologiczną i chemiczną oraz niepalne (w obecności płomieni nie wydziela gazów toksycznych). Produkowane jest w dwóch odmianach: szkło piankowe białe [ρob.= 240-300 kg/m3, λD =0,038-0,042 W/(m·K)] - o otwartej strukturze i podatności na nasiąkliwość, szkło piankowe czarne [ρob.=100 kg/m3, λD= 0,038 W/(m·K)] - o porowatości zamkniętej, co skutkuje wysokim oporem dyfuzyjnym i brakiem nasiąkliwości tej odmiany szkła piankowego. Stosowane jest także do termoizolacji stropodachów (FOT. 23-24). Do ocieplenia od wewnątrz stosowane są najczęściej następujące materiały termoizolacyjne: bloczki z betonu komórkowego (Multipor), płyty klimatyczne oraz tynki ciepłochronne (renowacyjne). Multipor to mineralne płyty izolacyjne wykonane z bardzo lekkiej odmiany betonu komórkowego (ρob. = 115 kg/m3) o stosunkowo niskiej wartości współczynnika przewodzenia ciepła λD= 0,042 W/(m·K). Ponadto charakteryzuje się współczynnikiem oporu dyfuzyjnego μ = 3, co powoduje, że stanowi właściwą termoizolację od wewnątrz. Płyty klimatyczne wytwarzane są z silikatu wapiennego, materiału na bazie mineralnej. Kryształki silikatu wapiennego tworzą mikroporowaty szkielet, tworząc wyrób o wysokiej kapilarności (gęstość objętościowa ρob. = 200-400 kg/m3, współczynnik przewodzenia ciepła λD= 0,059 W/(m·K)). Jest to materiał paroprzepuszczalny o współczynniku oporu dyfuzyjnego μ = 3-6, posiadający otwarte pory, kapilarnie aktywny, przyjazny dla środowiska naturalnego, niepalny oraz zapobiegający tworzeniu się pleśni i zagrzybienia. Wyroby można stosować w pełnym systemie, obejmującym (klej, szpachlę i farby). Systemu nie powinno się łączyć z wyrobami na bazie gipsu (FOT. 25). FOT. 25. Przykładowy asortyment płyt klimatycznych; fot.: materiały producentów Tynki ciepłochronne (renowacyjne) pozwalają uzyskać znacznie lepsze właściwości termoizolacyjne budynku niż przy zastosowaniu zwykłych tynków. Zapobiegają przemarzaniu murów, a zatem mają duży udział w ograniczeniu utraty ciepła. Ich zaletami są: eliminacja mostków cieplnych oraz wyprowadzanie wilgoci ze ściany. Często jest to gotowa mieszanka do ręcznego i maszynowego nakładania. Sprawdza się zarówno w pracach zewnętrznych, jak i wewnętrznych. Podstawę tynku stanowi niezwykle lekki granulat ze spienionej mączki szklanej i perlitu. Tym dwóm składnikom zawdzięcza swoje wyjątkowe właściwości termoizolacyjne (λD= 0,06-0,11 W/(m·K)). Materiały termoizolacyjne stosowane do ociepleń od strony wewnętrznej można podzielić na następujące grupy [10]: zastosowanie materiału termoizolacyjnego o bardzo wysokim oporze dyfuzyjnym - szkło piankowe o współczynniku przewodzenia ciepła λD= 0,040 W/(m·K) i współczynniku oporu dyfuzyjnego μ = ∞ (w praktyce μ = 100 000), stosowane o grubości od 4 cm do 18 cm; zastosowanie materiału termoizolacyjnego wraz z paraizolacją, np. w postaci folii aluminiowej od strony wewnętrznej oraz warstwy wykończeniowej w postaci np. płyt gipsowo-kartonowych lub termoizolacyjna płyta zespolona z warstwą zapewniającą opór dyfuzyjny (np. płyta składająca się z płyt styropianowych EPS z dodatkiem grafitu oraz płyty gipsowo-kartonowej, a także opcjonalnie z paroizolacją jako warstwą pośrednią), stosowane grubości termoizolacji od 4 cm do 10 cm o współczynniku oporu dyfuzyjnego μ = 30–70 [11]; zastosowanie materiału dopuszczające wystąpienie kondesacji - wyroby z silikatu wapiennego (płyty klimatyczne). W przypadku wytworzenia się wilgoci pod warstwą ocieplenia nie ma ryzyka występowania pleśni i zagrzybienia muru i degradacji izolacji. Płyty klimatyczne dzięki swojej aktywności kapilarnej pochłaniają wilgoć i rozpraszają ją na całej powierzchni, skąd zostaje ona odparowana. Materiał tego typu nie traci swoich właściwości termoizolacyjnych - wartość współczynnika przewodzenia ciepła λD= 0,060 W/(m·K). Stosowane najczęściej są grubości do 5 cm, a współczynnik oporu dyfuzyjnego wynosi μ = 3-6. Innym materiałem termoizolacyjnym w tej grupie są mineralne płyty izolacyjne wykonane z lekkiej odmiany betonu komórkowego [12]; zastosowanie materiału o bardzo niskiej wartości współczynnika przewodzenia ciepła - aerożel. Jest to materiał będący rodzajem sztywnej piany o bardzo niskiej wartości gęstości, który składa się w ponad 90% z powietrza (pozostała część to żel tworzący nanostrkuturę). Charakteryzuje się współczynnikiem λD= 0,013-0,018 W/(m·K). Stosowany jest do prac termoizolacyjnych wewnątrz budynku, w miejscach trudnodostępnych [13]; zastosowanie materiału termoizolacyjnego, który powstaje z połączenia wełny mineralnej z aerożelem i nazywa się aerowełną. Charakteryzuje się współczynnikiem przewodzenia ciepła λD= 0,019 W/(m·K), a współczynnik oporu dyfuzyjnego μ > 3 [14]; zastosowanie nowoczesnego materiału termoizolacyjnego - izolacja próżniowa (tzw. modułowy system ocieplenia od wewnątrz), która charakteryzuje się niską wartością współczynnika przewodzenia ciepła λD= 0,007 W/(m·K) oraz współczynnikiem oporu dyfuzyjnego na poziomie μ > 500 000. Zalecana grubość izolacji do 3,5 cm z zastosowaniem wykończenia w postaci płyty włóknocementowej [15]; zastosowanie materiałów ekologicznych, np. w postaci płyt z wełny drzewnej lub z włókien konopnych. To materiały cechujące się bardzo dobrymi właściwościami termoizolacyjnymi oraz niewielkim oporem dyfuzyjnym. Dodatkowo materiały te mają zbliżone cechy do płyt mineralnych lub płyt klimatycznych, dotyczące aktywności kapilarnej. W TAB. 1 zestawiono parametry cieplno-wilgotnościowe wybranych materiałów termoizolacyjnych. TABELA 1. Parametry cieplno-wilgotnościowe wybranych materiałów termoizolacyjnych stosowanych w ociepleniach od wewnątrz - opracowanie własne na podstawie [10, 16] Do grupy materiałów termoizolacyjnych nowej generacji należą: aerożel, porogel, izolacje refleksyjne, izolacje próżniowe VIP, izolacje transparentne, pianosilikaty. Aerożel to materiał o budowie komórkowej, przypomina sztywną pianę, składającą się w 90-99,8% z powietrza oraz z żelu tworzącego jego strukturę. Specyficzny rozmiar większości porów zdecydowanie spowalnia przenoszenie ciepła przez powietrze zawarte w materiale, co obniża wartość współczynnika do λD= 0,012-0,018W/(m·K). Bardzo dobre właściwości termoizolacyjne oraz elastyczność mat aerożelowych kwalifikuje je nie tylko do ocieplenia elementów płaskich, lecz także do ocieplenia mostków termicznych (złączy budowlanych: ościeży okiennych i drzwiowych, wnęk podokiennych, płyt balkonowych). Porogel jest materiałem izolacyjnym wytwarzanym na bazie krzemionki o zawartości powietrza na poziomie 90%. Charakteryzuje się współczynnikiem przewodzenia ciepła λD= 0,014/(m·K). Wytwarzany jest w matach i stosowany głównie w pasach podrynnowych lub przy minimalizacji mostków termicznych (FOT. 26). FOT. 26-28. Przykładowy asortyment: porogelu (26), mat refleksyjnych (27), płyt próżniowych VIP (28); fot.: materiały producentów Izolacje refleksyjne wykorzystywane są w przegrodach budowlanych ze względu na zalety związane ze zwiększeniem oporu cieplnego, a tym samym obniżeniem wartości współczynnika przenikania ciepła np. ściany zewnętrznej. Poprawiają także szczelność powietrzną izolowanej przestrzeni. Dzięki małej grubości (10 mm do 70 mm) bardzo często znajdują zastosowanie w przegrodach budowlanych, poddaszach, a także coraz częściej w lekkich konstrukcjach szkieletowych i w konstrukcjach modułowych. Można je podzielić na następujące grupy: folie bąbelkowe w obustronnych okładzinach w folii aluminiowej, materiały o małej grubości, z jedną okładziną lub dwiema z folii aluminiowych, multifolie, tj. kilka folii aluminiowych rozdzielonych cienkimi warstwami wykonanymi z pianki polietylenowej lub polipropylenowej itp. Materiały te działają na zasadzie odbicia promieniowania cieplnego. Ich cechą charakterystyczną jest to, że składają się ze szczelin powietrznych oraz jednej lub dwóch powierzchni odbijających promieniowanie cieplne. Istotą izolacji refleksyjnych jest znaczne ograniczenie wymiany ciepła przez promieniowanie, a także zwiększenie oporu cieplnego przegrody budowlanej. Ze względu na to, że promieniowanie podczerwone stanowi 70-90% całkowitej energii cieplnej budynku, opłacalne jest zatrzymanie tego promieniowania wewnątrz pomieszczeń w okresie grzewczym. Deklarowana wartość oporu cieplnego maty termoizolacyjnej wynosi RD= 0,25 (m2·K)/W, natomiast wartość RD dla układu (mata/szczelina powietrzna) wynosi 1,02–1,16 w zależności od kierunku przepływu ciepła [17]. Współczynnik przewodzenia ciepła mat refleksyjnych zależy od liczby warstw i wynosi λD= 0,019-0,033W/(m·K) (FOT. 27). Izolacje próżniowe (VIP) są modyfikacją izolacji żelowych. Obniżenie przewodności cieplnej uzyskuje się poprzez podciśnienie, ograniczające przenoszenie ciepła przez powietrze. Natomiast redukcję udziału promieniowania uzyskuje się, wprowadzając dodatki obniżające jego przepuszczalność, np. grafit. Zmodyfikowany rdzeń zapakowany jest próżniowo w szczelną membranę (trójwarstwową powłokę z folii) - FOT. 28. Szczelna osłona pokrywająca rdzeń zapewnia możliwość utrzymania wewnątrz panelu znacznego podciśnienia i uzyskania niskiej wartości współczynnika przewodzenia ciepła na poziomie λD= 0,006-0,007W/(m·K). W konwencjonalnym systemie ocieplającym w niektórych miejscach mogą być wprowadzane specjalne płyty lub moduły przepuszczające światło – elementy TWD (Transparente Wärmedämmung) o następujących cechach [18]: czarna powłoka (absorber) położona na ścianie lub na tylnej stronie płyty pozwala uzyskać dodatkową energię cieplną z promieniowania słonecznego; w okresie letnim stosuje się zacienienie elementów czy też wentylację przestrzeni między elementami a ścianą, lub szyby pryzmatyczne, które, gdy słońce jest wysoko na horyzoncie, odbijają znaczną część promieniowania słonecznego. Na RYS. 8-9 przedstawiono przykładowy schemat działania izolacji transparentnej TWD z szybą pryzmatyczną. RYS. 8-9. Przykładowy schemat izolacji transparentnej TWD z szybą pryzmatyczną: tryb ogrzewania (8), tryb chłodniczy (9); rys.: RYS. 10. Przykładowy schemat izolacji transparentnej SWD; rys.: Podobnym rozwiązaniem umożliwiającym uzyskanie dodatkowej energii cieplnej z promieniowania słonecznego jest zastosowanie elementów tzw. przełączalnej izolacji termicznej SWD (Schaltbare Wärmedämmung) o następujących cechach [19]: w panelach próżniowych wykonanych w osłonie ze stali nierdzewnej umieszczono sprasowane włókno szklane i niewielką ilość wodorku palladu, który umożliwia uwalnianie małej ilość wodoru (ok. 50 hPa) oraz ponowne jego wchłanianie; przewodność cieplna elementu może zwiększyć się ok. 40-krotnie i ponownie powrócić do stanu, jaki zapewnia próżnia; wydzielanie wodoru odbywa się w wyniku podgrzania (elektrycznego) kapsuły z wodorkiem palladu, w związku z tym w fazie przewodzenia ciepła do panelu musi być dostarczona energia elektryczna o mocy ok. 5 W/m2; zaletą tego rozwiązania jest dobre zabezpieczenie ścian przed przegrzewaniem w okresie letnim. Na RYS. 10 przedstawiono tryby izolowania i przewodzenia ciepła przez panele SWD. Pianosilikaty to materiały ekologiczne, niepalne, cechujące się niską wartością współczynnika przewodzenia ciepła (przy gęstości objętościowej ρob.=100-600 kg/m3; λD= 0,03-0,010W/(m·K)). Jako surowce do produkcji stosowane są: krzemionka i specyficzna osnowa amorficzna z możliwością zastosowania składników materiałami odpadowymi. Spienienie w formach zachodzi w temperaturze poniżej 500°C (spienienie termiczne) z użyciem promieniowania mikrofalowego (spienienie mikrofalowe) lub prądu elektrycznego (tzw. elektrospienianie). Pozwala to na wiele różnych zastosowań pianosilikatów, ponieważ w zależności od sposobu wytwarzania można sterować ich parametrami chemiczno-fizycznymi. Pianosilikaty mogą skutecznie znaleźć zastosowanie w pewnych niszowych segmentach budowalnych, np. wypełnienie pustych przestrzeni w konstrukcjach, budownictwo szczególnego przeznaczenia - szpitale, obiekty wodne [20]. W grupie materiałów termoizolacyjnych "nowej generacji" należy także wymienić nanomateriały, które dają nowe możliwości nowych lub ulepszonych właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych znanych już materiałów. Wpływ materiału termoizolacyjnego na parametry fizykalne przegród zewnętrznych i ich złączy W celu poszukiwania poprawnego (optymalnego) rozwiązania układu materiałowego spełniającego obowiązujące wymagania cieplno-wilgotnościowe należy wykonać szczegółowe obliczenia następujących parametrów fizykalnych: strumień cieplny Φ [W], współczynnik przenikania ciepła pełnej przegrody U (U1D) [W/(m2·K)], liniowy współczynnik sprzężenia cieplnego L2D [W/(m·K)], liniowy współczynnik przenikania ciepła (określający dodatkowe straty ciepła wynikające z występowania liniowych mostków cieplnych) Ψ [W/(m·K)], temperatura minimalna na wewnętrznej powierzchni przegrody w miejscu mostka cieplnego tmin. [°C], czynnik temperaturowy, określony na podstawie temperatury minimalnej na wewnętrznej powierzchni przegrody w miejscu mostka cieplnego ƒRsi(2D) [-]. W pierwszym przykładzie obliczeniowym przedstawiono wpływ zastosowanego materiału termoizolacyjnego na parametry fizykalne przegród i złączy budowlanych. Do obliczeń wytypowano połączenie ściany zewnętrznej z oknem w przekroju przez ościeżnicę w przypadku tzw. ciepłego montażu, przy zastosowaniu programu komputerowego TRISCO, przyjmując następujące założenia: modelowanie złączy wykonano zgodnie z zasadami przedstawionymi w PN-EN ISO 10211:2008 [21], opory przejmowania ciepła (Rsi, Rse) przyjęto zgodnie z PN-EN ISO 6946:2008 [6] przy obliczeniach strumieni cieplnych oraz według PN-EN ISO 13788:2003 [22] przy obliczeniach rozkładu temperatur i czynnika temperaturowego ƒRsi(2D), temperatura powietrza wewnętrznego ti = 20°C (pokój dzienny), temperatura powietrza zewnętrznego te = –20 °C (III strefa), wartości współczynnika przewodzenia ciepła materiałów budowlanych λ [W/(m·K)] przyjęto na podstawie tabel w pracach [2], [23], RYS. 11-13. Przykładowe graficzne przedstawienie wyników symulacji komputerowej dla połączenia ściany zewnętrznej dwuwarstwowej z oknem w przekroju przez ościeżnicę: układ warstw materiałowych (11), linie strumieni cieplnych (adiabaty) (12), rozkład temperatur (izotermy) (13); rys.: archiwum autora ściana zewnętrzna dwuwarstwowa: bloczek z betonu komórkowego o gr. 24 cm – λ = 0,21 W/(m·K), polistyren ekstradowany (wariant I) – λ = 0,036 W/(m·K), styropian grafitowy (wariant II) – λ = 0,031 W/(m·K), płyty fenolowe (rezolowe) (wariant III) – λ = 0,022 W/(m·K), aerożel (wariant IV) – λ = 0,015 W/(m·K), izolacje próżniowe (VIP) (wariant V) – λ = 0,007 W/(m·K); rozpatrywano trzy grubości izolacji cieplnej (a) – 10 cm, (b) – 12 cm, (c) – 15 cm (rys. 11–13), stolarka okienna o Uw = 0,809 [W/(m2·K)]. Szczegółowe procedury obliczeniowe parametrów fizykalnych przegród zewnętrznych i ich złączy przedstawiono w pracy "Projektowanie przegród zewnętrznych w świetle aktualnych warunków technicznych dotyczących budynków. Obliczenia cieplno-wilgotnościowe przegród zewnętrznych i ich złączy" [23]. Wyniki obliczeń przedstawiono w TAB. 2. Należy podkreślić, że wpływ zastosowanego materiału termoizolacyjnego na parametry fizykalne przegród zewnętrznych i ich złączy jest istotny. TABELA 2. Wyniki obliczeń parametrów fizykalnych złącza: połączenie ściany zewnętrznej z oknem w przekroju przez ościeżnicę z zastosowaniem zróżnicowanych materiałów termoizolacyjnych (tzw. ciepły montaż stolarki okiennej) W TAB. 2. zestawiono tylko przykładowe wyniki obliczeń prowadzonych przez autora. Wartość współczynnika przewodzenia ciepła materiału termoizolacyjnego λ [W/(m·K)] znacząco kształtuje wartość współczynnika przenikania ciepła płaskiej przegrody U (U1D) [W/(m2·K)], wielkość strumienia ciepła przepływającego przez złącza budowlane Φ [W], wartość liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψ [W/(m·K)] oraz obniżenie temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody w miejscu mostka cieplnego tmin.[°C] i wartość czynnika temperaturowego ƒRsi [-]. Dlatego zasadne staje się prowadzenie indywidualnych symulacji numerycznych, przy zastosowaniu licencjonowanych programów komputerowych, w zakresie kształtowania układów warstw materiałowych przegród zewnętrznych i ich złączy w aspekcie cieplno-wilgotnościowym. Takie podejście pozwala na etapie projektowania wyeliminowanie błędnie zaproponowanych (zaplanowanych) elementów obudowy budynku spełniającego wymagania standardu niskoenergetycznego - "budynku o niskim zużyciu energii". Wybrane aspekty fizykalne ocieplania przegród zewnętrznych od wewnątrz Ocieplenie ścian zewnętrznych od wewnątrz projektowane i wykonywane jest w obiektach zabytkowych (budynki wpisane do rejestru zabytków lub objęte ochroną konserwatorską), obiektach o wartości architektonicznej (ciekawy charakter elewacji lub oryginalny wygląd budynku), obiektach o ograniczonych prawach własności (w przypadku, gdy część ścian zewnętrznych znajduje się dokładnie na granicy działki), obiektach użytkowanych czasowo (ogrzewanie czasowe w nieregularnych okresach). Od 1 stycznia 2017 r. obowiązują nowe wartości graniczne współczynnika przenikania ciepła przegród zewnętrznych UC(max) [dla ścian zewnętrznych UC(max) = 0,23 W/(m2·K)]. Aby spełnić kryterium UC≤ UC(max), należy dobrać odpowiednią grubość zalecanego materiału termoizolacyjnego. Ocieplenie od wewnątrz wiąże się jednak ze zjawiskiem wnikania pary wodnej w strukturę przegrody i jej kondensacji. Na skutek niskiej temperatury otoczenia spada znacznie temperatura wewnątrz przegrody, powodując kondensację na styku warstwy konstrukcyjnej i izolacji cieplnej. Warstwa izolacji cieplnej od strony wewnętrznej przegrody oddziela konstrukcję muru od środowiska wewnętrznego, co wpływa na zmniejszenie pojemności cieplnej całego budynku i powoduje wprowadzenie całej warstwy konstrukcyjnej w strefę przemarzania. Podstawową zaletą ocieplenia od wewnątrz jest zmniejszenie ilości energii niezbędnej do ogrzania pomieszczeń o żądanej temperaturze oraz skrócenia czasu nagrzewania [2]. RYS. 14-17. Analizowany narożnik ścian zewnętrznych ocieplony od wewnątrz (dwie gałęzie): układ warstw materiałowych (14), linie strumieni cieplnych (adiabaty) (15), rozkład temperatur (izotermy) (16, 17); rys.: K. Pawłowski [25] Do grupy materiałów do ocieplenia od wewnątrz można zaliczyć Multipor, płyty klimatyczne, tynki renowacyjne, ale także silikat wapienny, płyty mineralne, płyty rezolowe, płyty klimatyczne, płyty z wełny drzewnej. Wartości parametrów fizykalnych przegród zewnętrznych i ich złączy zależą głównie od: współczynnika przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)], współczynnika oporu dyfuzyjnego μ [-] i dyfuzyjnie równoważnej warstwy powietrza sd= μ·d [m] materiałów izolacyjnych. Szczegółową charakterystykę wybranych materiałów izolacyjnych przedstawiono w pracy "Analiza rozwiązań materiałowych przegród zewnętrznych ocieplonych od wewnątrz" [24]. Poniżej zaprezentowano wyniki obliczeń i analiz parametrów fizykalnych złączy ścian zewnętrznych: połączenie ścian zewnętrznych w narożniku (przypadek A i B) oraz połączenie ściany zewnętrznej z oknem w przekroju przez ościeżnicę (przypadek C) z uwzględnieniem zmiennych parametrów powietrza zewnętrznego w okresie roku kalendarzowego (RYS. 14-17, RYS. 18-21 i RYS. 22-25). RYS. 18-21. Analizowany narożnik ścian zewnętrznych ocieplony od wewnątrz (jedna gałąź):układ warstw materiałowych (18), linie strumieni cieplnych (adiabaty) (19), rozkład temperatur(izotermy) (20, 21); rys.: K. Pawłowski [25] Do obliczeń przyjęto następujące założenia: ściana zewnętrzna dwuwarstwowa:cegła pełna gr. 38 cm/λ = 0,77 W/(m·K)/,płyty rezolowe gr. 8 cm (wariant I) i 16 cm (wariant II)/λ = 0,022 W/(m·K)/,tynk gipsowy gr. 1 cm/λ = 0,40 W/(m·K)/, stolarka okienna o współczynniku przenikania ciepła Uw= 0,762 W/(m2·K), modelowanie złączy wykonano zgodnie z zasadami prezentowanymi w PN-EN ISO 10211:2008 [21] i pracy „Projektowanie przegród zewnętrznych w świetle aktualnych warunków technicznych dotyczących budynków. Obliczenia cieplno-wilgotnościowe przegród zewnętrznych i ich złączy” [23], opory przejmowania ciepła (Rsi, Rse) przyjęto zgodnie z PN-EN ISO 6946:2008 [6] przy obliczeniach strumieni cieplnych oraz według PN-EN ISO 13788:2003 [22] przy obliczeniach rozkładu temperatur i czynnika temperaturowego ƒRsi(2D), temperatura powietrza wewnętrznego ti = 20 °C (pokój dzienny), temperatura powietrza zewnętrznego te - średnie miesięczne (styczeń-grudzień) dla Bydgoszczy. W celu poszukiwania poprawnego (optymalnego) rozwiązania układu materiałowego złącza budowlanego ocieplonego od wewnątrz, spełniającego obowiązujące wymagania cieplno-wilgotnościowe, wykonano szczegółowe obliczenia parametrów fizykalnych (w kilku wariantach obliczeniowych) - TAB. 3 i TAB. 4. RYS. 22-25. Analizowane rozwiązania materiałowe połączenia ściany zewnętrznej z oknem w przekroju przez ościeżnicę: układ warstw materiałowych (22), linie strumieni cieplnych (adiabaty) (23), rozkład temperatur (izotermy) (24, 25); rys.: K. Pawłowski [25] TABELA 3. Wyniki obliczeń parametrów fizykalnych analizowanych narożników ścian zewnętrznych ocieplonych od wewnątrz TABELA 4. Wyniki obliczeń parametrów fizykalnych połączenia ściany zewnętrznej ocieplonej od wewnątrz z oknem W następnym etapie obliczeń (TAB. 5, TAB. 6 i TAB. 7) określono: wartości temperatur minimalnych (tmin.) na wewnętrznej powierzchni przegrody w miejscu występowania mostka cieplnego (analizowanych złączy) przy założeniu średnich miesięcznych temperatur powietrza zewnętrznego dla Bydgoszczy (styczeń–grudzień) oraz temperatury powietrza wewnętrznego ti = 20°C, wartości czynników temperaturowych ƒRsi.(2D) na podstawie tmin, wartości granicznych (krytycznych) czynników temperaturowych (ƒRsi.(kryt.)) z uwzględnieniem parametrów powietrza zewnętrznego (te, φe dla Bydgoszczy) i powietrza wewnętrznego (ti = 20°C, III klasa wilgotności). TABELA 5. Wyniki obliczeń temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody oraz czynnika temperaturowego ƒRsi (narożnik ścian zewnętrznych ocieplony od wewnątrz) Docieplenie ścian zewnętrznych od wewnątrz jest powszechnie stosowanym działaniem w zakresie termomodernizacji istniejących budynków w celu osiągnięcia obowiązujących i zmieniających się wymagań w aspekcie cieplno-wilgotnościowym. Projektowanie tego typu dociepleń na podstawie obliczeń przybliżonych, np. dotyczących tylko płaskiej przegrody, określając współczynnik przenikania ciepła U (U1D) i czynnik temperaturowy ƒRsi(1D) (TAB. 3 i TAB. 4), jest niedopuszczalne. Zasadne staje się wykonanie obliczeń parametrów fizykalnych złączy przegród zewnętrznych z uwzględnieniem odpowiednich parametrów powietrza wewnętrznego i zewnętrznego oraz przeprowadzenie symulacji komputerowej dotyczącej analizy stanu wilgotnościowego przegrody w określonym okresie eksploatacji. TABELA 6. Wyniki obliczeń temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody oraz czynnika temperaturowego ƒRsi (narożnik ścian zewnętrznych ocieplony od wewnątrz - jedna gałąź) W przypadku opracowania koncepcji projektowej ocieplenia od wewnątrz zapobiegającej wystąpieniu kondensacji należy uwzględnić warunki mikroklimatu wnętrz pomieszczeń. Dlatego zasadne staje się przeprowadzenie obliczeń i analiz w zakresie przyrostu wilgoci w ścianach ocieplonych od wewnątrz ze szczególną starannością i uwzględnieniem zmieniających się warunków eksploatacji. Aby zapewnić prawidłowe warunki eksploatacji, należy zastosować termoizolację o bardzo wysokim współczynniku oporu dyfuzyjnego μ [-] lub dodatkową warstwę izolacji paroszczelnej od strony wewnętrznej. W ten sposób teoretycznie zostaje wyeliminowana dyfuzja pary wodnej z pomieszczeń w konstrukcję ściany. Według normy DIN 4108-3 [27] zaleca się, aby wartość dyfuzyjnie równoważnej grubości warstwy powietrza sd izolacji termicznej lub zastosowanej paraizolacji przekraczała 1500 m. Tego typu koncepcje rozwiązań zalecane są w przypadku docieplenia ścian w pomieszczeniach mokrych, w których panują w sposób ciągły podwyższone wilgotności pomieszczeń (np. baseny kryte, pralnie). TABELA 7. Wyniki obliczeń temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody oraz czynnika temperaturowego ƒRsi (połączenie ściany zewnętrznej z oknem w przekroju przez ościeżnicę) Dodatkowo dopuszcza się stosowanie materiałów stanowiących opór dyfuzyjny, dla których dyfuzyjnie równoważna grubość warstwy powietrza sd zawiera się pomiędzy 0,5 m a 1500 m. Tak szerokie zróżnicowanie wielkości sd wpływa niejednoznacznie na oceny poprawności realizowanych dociepleń. Materiał, którego sd wynosi powyżej 0,5 m, jest materiałem „otwartym dyfuzyjnie”, natomiast o sd niewiele mniejszej niż 1500 m jest określany w praktyce jako „izolacja paroszczelna”. W takim przypadku niezbędne staje się przeprowadzenie symulacji wilgotnościowej analizowanej przegrody budowlanej w pełnym roku jej eksploatacji. RYS. 26-27. Przykład ściany ceglanej docieplonej wełną mineralną od strony wewnętrznej: metoda Glasera - dla stycznia (ti = 20°C, te = –5,9°C) (26), metoda symulacyjna - WUFI (27); rys.: M. Dybowska-Józefiak, K. Pawłowski [24] W koncepcji docieplenia od wewnątrz dopuszczającej wystąpienie kondensacji zastosowano dwa różne materiały izolacyjne: płyty klimatyczne gr. 10 cm (wariant IV - RYS. 32-33) produkowane z silikatu wapiennego, płyty Multipor gr. 10 cm (wariant V - RYS. 34-35) wykonane z bardzo lekkiej odmiany betonu komórkowego. Ilość zakumulowanej wilgoci, która jest dopuszczalna w odniesieniu do tego typu koncepcji ocieplenia, musi być na takim poziomie, aby umożliwić jej wyparowanie w kierunku użytkowanego pomieszczenia lub nie powodować akumulacji w kolejnych latach. Istotne jest dodatkowo zapewnienie pełnej szczelności na niekontrolowaną infiltrację powietrza [10]. Sprawdzenia warunku w zakresie występowania kondensacji międzywarstwowej dokonano metodą szacunkową Glasera przedstawioną w normie PN-EN ISO 13788:2003 [22]. Norma ta budzi wiele wątpliwości co do jakości uzyskiwanych wyników obliczeń i sposobu ich interpretacji, dlatego zdecydowano się przeprowadzić obliczenia metodą numeryczną. RYS. 28-29. Przykład ściany ceglanej docieplonej wełną mineralną od strony wewnętrznej z paroizolacją sd = 1500 m: metoda Glasera - dla stycznia (ti = 20°C, te = –5,9°C) (28), metoda symulacyjna -WUFI (29); rys.: M. Dybowska-Józefiak, K. Pawłowski [24] Metody symulacyjne opierają się na zaawansowanych programach komputerowych do symulacji zjawisk cieplno-wilgotnościowych, np. WUFI-PRO Do obliczeń przyjęto typową ścianę ceglaną gr. 38 cm z ociepleniem od strony wewnętrznej wykonanym z różnych materiałów wraz z tynkami (pięć wariantów obliczeniowych). Na wstępie określono wartości współczynnika przenikania ciepła U oraz czynnika temperaturowego ƒRsi. Symulację wilgotnościową przeprowadzono dla okresu 10 lat eksploatacji przegrody. Pierwszym materiałem poddanym analizie była wełna mineralna (wariant I - RYS. 26-27), która dodatkowo została zabezpieczona folią paroizolacyjna w wariancie II (RYS. 28-29). Systemy z paroizolacją od strony wnętrza sprawdzają się najlepiej w obiektach o podwyższonej wilgotności powietrza wewnętrznego, np. kąpieliska kryte, pralnie. RYS. 30-31. Przykład ściany ceglanej docieplonej płytą poliuretanową od strony wewnętrznej: metoda Glasera - dla stycznia (ti = 20°C, te= –5,9°C) (30), metoda symulacyjna - WUFI (31); rys.: M. Dybowska-Józefiak, K. Pawłowski [24] Systemy z paroizolacją od strony wnętrza sprawdzają się najlepiej w obiektach o podwyższonej wilgotności powietrza wewnętrznego, np. kąpieliska kryte, pralnie. Przy zastosowaniu paroizolacji teoretycznie zostaje wyeliminowana dyfuzja pary wodnej z pomieszczeń w konstrukcje ściany. Podobnym systemem są płyty poliuretanowe o wysokim oporze dyfuzyjnym (wariant III - RYS. 30-31). Kryształki silikatu tworzą mikroporowaty szkielet, co umożliwia uzyskanie wysokich właściwości kapilarnych materiału. Płyty pochłaniają wilgoć i rozpraszają je na całej swojej powierzchni, skąd zostaje ona odparowana [28]. Mineralne płyty izolacyjne posiadają zdolność do chłonięcia wilgoci z powietrza oraz bardzo szybkiego wysychania. Charakteryzują się niskim oporem dyfuzyjnym, co oznacza, że para wodna ma możliwość swobodnego wnikania w porowatą strukturę płyt [29]. RYS. 32-33. Przykład ściany ceglanej docieplonej płytą klimatyczną od strony wewnętrznej: metoda Glasera - dla stycznia (ti = 20°C, te= –5,9°C) (32), metoda symulacyjna - WUFI (33); rys.: M. Dybowska-Józefiak, K. Pawłowski [24] Oba materiały, obok dużej paroprzepuszczalności, charakteryzują się również zdolnością do podciągania kapilarnego wody. W przypadku występowania zawilgocenia przegrody na styku izolacji i muru materiały te odciągają wilgoć w kierunku powierzchni wewnętrznej, chroniąc przed punktowym narastaniem zawilgocenia. Zasada pracy tego typu ociepleń polega na sezonowym pochłanianiu i oddawaniu pary wodnej z i do pomieszczenia. Rozwiązanie materiałowe ocieplenia przegród budynku od strony wewnętrznej zależy od następujących czynników: eksploatacja pomieszczeń, rodzaj materiału konstrukcyjnego ścian oraz materiału użytego do ocieplenia, technologia zamocowania dodatkowej termoizolacji. RYS. 34-35. Przykład ściany ceglanej docieplonej od strony wewnętrznej płytą Multipor: metoda Glasera - dla stycznia (ti = 20°C, te= –5,9°C) (34), metoda symulacyjna - WUFI (35); rys.: M. Dybowska-Józefiak, K. Pawłowski [24] Podsumowanie Dobór innowacyjnych rozwiązań materiałów termoizolacyjnych w aspekcie modernizacji budynków w Polsce jest procesem bardzo złożonym. Poszukiwanie optymalnego rozwiązania w zakresie kształtowania układu warstw materiałowych wymaga znajomości cech fizycznych, mechanicznych i chemicznych materiałów budowlanych (nie tylko termoizolacyjnych), zagadnień z budownictwa ogólnego i fizyki budowli z wykorzystaniem profesjonalnych programów komputerowych. Przedstawione analizy rozwiązań materiałowych, przykładowe obliczenia parametrów fizykalnych oraz analizy projektowe i wykonawcze nie wyczerpują w pełni problematyki. Istotne staje się także umiejętne i miarodajne określenie stanu cieplnego obudowy istniejącego budynku, ponieważ dobór optymalnego rozwiązania układu warstw materiałowych przegród zewnętrznych powinien uwzględniać także specyfikę istniejącego budynku. Literatura Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowania (DzU z 2013 r., poz. 926). Obwieszczenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 17 lipca 2015 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2015 poz. 1422). M. Wesołowska, K. Pawłowski, "Aspekty związane z dostosowaniem obiektów istniejących do standardu budownictwa energooszczędnego”, Agencja Reklamowa TOP, Włocławek 2016. M. Gaczek, J. Jasiczak J., Kuiński M., Siewczyńska M. "Izolacyjność termiczna i nośność murowanych ścian zewnętrznych. Rozwiązania i przykłady obliczeń", Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2011. Z. Rydz, Pogorzelski, M. Wójtowicz, "Bezspoinowy system ocieplania ścian zewnętrznych budynków", Warszawa ITB 2002, Instrukcje, Wytyczne, Poradniki nr 334. Kreisel - Technika Budowlana, katalog produktów, 2010. PN-EN ISO 6946:2008, "Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania”. Ejot, WDVS-Dübel, 2008. M. Gaczek, S. Fiszer, "Tynki" [w:] "XVIII Ogólnopolska Konferencja Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji", Ustroń 2003. M. Maciaszek, "Studium projektowe przegród zewnętrznych i ich złączy z zastosowaniem nowoczesnych materiałów izolacyjnych" [praca dyplomowa inżynierska napisana pod kierunkiem dr. inż. K. Pawłowskiego], UTP w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2016. B. Orlik-Kożdzoń, P. Krause, T. Steidl, "Rozwiązania materiałowe w dociepleniach od wewnątrz", "IZOLACJE", nr 11/12/2015, s. 30-34. Strona internetowa: Strona internetowa: EnergieCluster. Kurs HLWD 2011 Innendämmung. Materiały Deutsche Rockwool Mineralwool. Strona internetowa: K. Arbeter, „Innendaemmung”, Wyd. Rudolf Mueller. Koeln 2014. M. Piasecki, M. Pilarski, "Badania izolacyjnych wyrobów refleksyjnych oraz ich zastosowanie w przegrodach budowlanych", "IZOLACJE", nr 10/2016, s. 56-60. D. Christoffers, U. Tron, "Transparente wärmedämmungen mit integrierter prismenscheibe zur saisonalen verschattung - Ausführungsbeispiele Vakunumdämmung", BINE Informationsdiens, projektinfo, 4/01. Vakuumdämmung, BINE Informationsdiens, projektinfo, 4/01. Strona internetowa: PN-EN ISO 10211:2008, "Mostki cieplne w budynkach. Strumienie ciepła i temperatury powierzchni. Obliczenia szczegółowe". PN-EN ISO 13788:2003, "Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej konieczna do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacja międzywarstwowa. Metody obliczania". K. Pawłowski, "Projektowanie przegród zewnętrznych w świetle aktualnych warunków technicznych dotyczących budynków. Obliczenia cieplno-wilgotnościowe przegród zewnętrznych i ich złączy", Grupa Medium, Warszawa 2016. M. Dybowska-Józefiak, K. Pawłowski, "Analiza rozwiązań materiałowych przegród zewnętrznych ocieplonych od wewnątrz", "Materiały Budowlane", nr 1/2017, s. 31-33. K. Pawłowski, "Parametry fizykalne złączy ścian zewnętrznych po ociepleniu od wewnątrz - studium przypadku", XVI Polska Konferencja Naukowo-Techniczna "Fizyka budowli w teorii i praktyce", Łódź 2017, materiały konferencyjne, referaty, wersja CD, s. 173-177. M. Dybowska-Józefiak, K. Pawłowski, "Renowacja ścian zewnętrznych budynków ocieplonych od wewnątrz - wybrane aspekty fizykalne", Materiały Budowlane, nr 11/2015, s. 128-130. DIN 4108-3, "Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden. Klimabedingter Feuchteschutz. Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung". B. Orlik-Kożdoń, T. Steidl, "Metodyka projektowania izolacji cieplnych od wewnątrz", "IZOLACJE", nr 6/2014, s. 24-30. Strona internetowa: Strona internetowa: Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera! tagi: modernizacja budynku wełna szklana włókna szklane płyty PIR mocowanie płyt płyty korkowe płyty klimatyczne Galeria zdjęć Tytuł przejdź do galerii Komentarze Powiązane dr inż. Adam Ujma Ściany zewnętrzne z elewacjami wentylowanymi i ich izolacyjność cieplna Ściany zewnętrzne z elewacjami wentylowanymi i ich izolacyjność cieplna Ściany zewnętrzne z elewacjami wykonanymi w formie konstrukcji z warstwami wentylowanymi coraz częściej znajdują zastosowanie w nowych budynków, ale również z powodzeniem mogą być wykorzystane przy modernizacji... Ściany zewnętrzne z elewacjami wykonanymi w formie konstrukcji z warstwami wentylowanymi coraz częściej znajdują zastosowanie w nowych budynków, ale również z powodzeniem mogą być wykorzystane przy modernizacji istniejących obiektów. Dają one szerokie możliwości dowolnego kształtowania materiałowego elewacji, z wykorzystaniem elementów metalowych, z tworzywa sztucznego, szkła, kamienia naturalnego, drewna i innych. Pewną niedogodnością tego rozwiązania jest konieczność uwzględnienia w obliczeniach... mgr inż. arch. Tomasz Rybarczyk Ściany jednowarstwowe według WT 2021 Ściany jednowarstwowe według WT 2021 Elementom zewnętrznym budynków, a więc również ścianom, stawiane są coraz wyższe wymagania, pod względem izolacyjności cieplnej. Zmiany obowiązujące od 1 stycznia 2021 roku dotyczą wymagań w zakresie... Elementom zewnętrznym budynków, a więc również ścianom, stawiane są coraz wyższe wymagania, pod względem izolacyjności cieplnej. Zmiany obowiązujące od 1 stycznia 2021 roku dotyczą wymagań w zakresie izolacyjności cieplnej, a wynikające z rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie powodują, że odtąd trzeba budować budynki ze ścianami o wyższej termoizolacyjności niż budowano dotychczas. dr inż. Bożena Orlik-Kożdoń, dr inż. Tomasz Steidl Docieplanie budynków od wewnątrz – wymagania prawne i zalecenia do projektowania Docieplanie budynków od wewnątrz – wymagania prawne i zalecenia do projektowania Obowiązujące w Polsce wymagania prawne związane z docieplaniem budynków od wewnątrz obejmują zarówno przepisy podstawowe zdefiniowane w dokumentach unijnych, jak i wymagania szczegółowe, zawarte w dokumentach... Obowiązujące w Polsce wymagania prawne związane z docieplaniem budynków od wewnątrz obejmują zarówno przepisy podstawowe zdefiniowane w dokumentach unijnych, jak i wymagania szczegółowe, zawarte w dokumentach krajowych. A ich realizację umożliwiają dostępne na rynku rozwiązania technologiczno-materiałowe. Festool Polska Sp. z o. o. Pilarka do materiałów izolacyjnych Pilarka do materiałów izolacyjnych Czy pilarka może być precyzyjna, szybka, lekka i jednocześnie wielozadaniowa? Właśnie takie cechy posiada pilarka do materiałów izolacyjnych ISC 240. Czy pilarka może być precyzyjna, szybka, lekka i jednocześnie wielozadaniowa? Właśnie takie cechy posiada pilarka do materiałów izolacyjnych ISC 240. dr inż. Szymon Świerczyna Wprowadzenie do projektowania lekkich kratownic stalowych z kształtowników giętych Wprowadzenie do projektowania lekkich kratownic stalowych z kształtowników giętych W nowoczesnym budownictwie stalowym poszukuje się rozwiązań pozwalających na projektowanie konstrukcji lekkich, łatwych w wytwarzaniu, transporcie i montażu. Kryteria te mogą spełniać lekkie konstrukcje... W nowoczesnym budownictwie stalowym poszukuje się rozwiązań pozwalających na projektowanie konstrukcji lekkich, łatwych w wytwarzaniu, transporcie i montażu. Kryteria te mogą spełniać lekkie konstrukcje stalowe z kształtowników giętych. Ich korzystne parametry geometryczne sprawiają, że mogą być interesującą alternatywą dla znacznie cięższych kształtowników walcowanych na gorąco [1]. dr inż. Andrzej Konarzewski Kompleksowe określanie trwałości eksploatacyjnej płyt warstwowych Kompleksowe określanie trwałości eksploatacyjnej płyt warstwowych Testami wykorzystywanymi do kompleksowego badania trwałości płyt warstwowych w obustronnej okładzinie stalowej z rdzeniem izolacyjnym ze sztywnej pianki poliuretanowej PUR/PIR, tzw. paneli, może być test... Testami wykorzystywanymi do kompleksowego badania trwałości płyt warstwowych w obustronnej okładzinie stalowej z rdzeniem izolacyjnym ze sztywnej pianki poliuretanowej PUR/PIR, tzw. paneli, może być test DUR 2 oraz test autoklawu. dr inż. Krzysztof Pawłowski, prof. PBŚ Systemy ociepleń ścian zewnętrznych w świetle wymagań obowiązujących od 1 stycznia 2021 r. Systemy ociepleń ścian zewnętrznych w świetle wymagań obowiązujących od 1 stycznia 2021 r. Termomodernizacja istniejących budynków dotyczy ich dostosowania do nowych wymagań (obowiązujących od 1 stycznia 2021 r.) w zakresie oszczędności energii i ochrony cieplno-wilgotnościowej. Ponadto stanowi... Termomodernizacja istniejących budynków dotyczy ich dostosowania do nowych wymagań (obowiązujących od 1 stycznia 2021 r.) w zakresie oszczędności energii i ochrony cieplno-wilgotnościowej. Ponadto stanowi zbiór zabiegów mających na celu wyeliminowanie lub znaczne ograniczenie strat ciepła w istniejącym budynku. Jest jednym z elementów modernizacji budynku, który przynosi korzyści finansowe na pokrycie kosztów innych działań. mgr inż. Waldemar Bogusz Wtórne ocieplenia budynków z wielkiej płyty – wymagania i zagrożenia Wtórne ocieplenia budynków z wielkiej płyty – wymagania i zagrożenia Zgodnie z prawem budowlanym [1] docieplenie bloku z płyt prefabrykowanych wysokości do 25 m można zrealizować bez projektu budowlanego, stosując uproszczoną procedurę zgłoszenia bez uzyskiwania pozwolenia... Zgodnie z prawem budowlanym [1] docieplenie bloku z płyt prefabrykowanych wysokości do 25 m można zrealizować bez projektu budowlanego, stosując uproszczoną procedurę zgłoszenia bez uzyskiwania pozwolenia na budowę. Takich robót dla budynków wysokości do 12 m nawet nie potrzeba zgłaszać. Recticel Insulation Płyty termoizolacyjne EUROTHANE G – efektywne docieplenie budynku od wewnątrz Płyty termoizolacyjne EUROTHANE G – efektywne docieplenie budynku od wewnątrz Termomodernizacja jest jednym z podstawowych zadań podejmowanych w ramach modernizacji budynków. W odniesieniu do ścian docieplenie wykonuje się od zewnątrz, zgodnie z podstawowymi zasadami fizyki budowli.... Termomodernizacja jest jednym z podstawowych zadań podejmowanych w ramach modernizacji budynków. W odniesieniu do ścian docieplenie wykonuje się od zewnątrz, zgodnie z podstawowymi zasadami fizyki budowli. Czasami jednak nie ma możliwości wykonania docieplenia na fasadach, np. na budynkach zabytkowych, obiektach z utrudnionym dostępem do elewacji czy na budynkach usytuowanych w granicy. W wielu takich przypadkach jest jednak możliwe wykonanie docieplenia ścian od wewnątrz. Jarosław Guzal Kingspan na rynku nowoczesnych fasad Kingspan na rynku nowoczesnych fasad Michał Pieczyski, Dyrektor Zarządzający Kingspan Fasady, o kierunku rozwoju rozwiązań fasadowych oraz specyfice rynku fasadowego w Polsce. Michał Pieczyski, Dyrektor Zarządzający Kingspan Fasady, o kierunku rozwoju rozwiązań fasadowych oraz specyfice rynku fasadowego w Polsce. Józef Macech Ściany wewnętrzne w budownictwie mieszkaniowym – rodzaje i wymagania na podstawie rozwiązań z wykorzystaniem elementów murowych Ściany wewnętrzne w budownictwie mieszkaniowym – rodzaje i wymagania na podstawie rozwiązań z wykorzystaniem elementów murowych Ściany wewnętrzne są przegrodami, których podstawowym zadaniem jest podział przestrzeni wewnątrz budynku. Ściany wewnętrzne są przegrodami, których podstawowym zadaniem jest podział przestrzeni wewnątrz budynku. mgr inż. arch. Tomasz Rybarczyk Zaprawy murarskie – rodzaje, porównanie, zastosowanie Zaprawy murarskie – rodzaje, porównanie, zastosowanie Przed rozpoczęciem robót murarskich nie tylko należy skompletować materiały murowe, ale również dobrać do nich odpowiednią zaprawę murarską i inne akcesoria, które będą potrzebne w trakcie murowania ścian. Przed rozpoczęciem robót murarskich nie tylko należy skompletować materiały murowe, ale również dobrać do nich odpowiednią zaprawę murarską i inne akcesoria, które będą potrzebne w trakcie murowania ścian. dr hab. inż. prof. PŚ Łukasz Drobiec, mgr inż. Julia Blazy Badanie właściwości mechanicznych betonu ze zbrojeniem rozproszonym z włókien syntetycznych Badanie właściwości mechanicznych betonu ze zbrojeniem rozproszonym z włókien syntetycznych Beton zbrojony włóknami tzw. fibrobeton, otrzymywany jest przez dodanie do mieszanki betonowej włókien stalowych lub niemetalicznych np. syntetycznych. Beton zbrojony włóknami tzw. fibrobeton, otrzymywany jest przez dodanie do mieszanki betonowej włókien stalowych lub niemetalicznych np. syntetycznych. mgr inż. Bartłomiej Monczyński Metody iniekcyjnego uszczelniania rys i złączy Metody iniekcyjnego uszczelniania rys i złączy Iniekcje uszczelniające wykonywane są w przegrodach budowlanych wykonanych z betonu i żelbetu, jak również w konstrukcjach murowych, jako zabezpieczenie przed wodą pod ciśnieniem, niewywierającą ciśnienia... Iniekcje uszczelniające wykonywane są w przegrodach budowlanych wykonanych z betonu i żelbetu, jak również w konstrukcjach murowych, jako zabezpieczenie przed wodą pod ciśnieniem, niewywierającą ciśnienia oraz wilgotnością gruntu [1]. dr inż. Mariusz Gaczek, mgr inż. Paweł Gaciek, dr inż. Mariusz Garecki Mechaniczne mocowanie systemów ocieplania ścian ETICS – wpływ oddziaływania wiatru na ocieplenie Mechaniczne mocowanie systemów ocieplania ścian ETICS – wpływ oddziaływania wiatru na ocieplenie Jednym z podstawowych sposobów mocowania ociepleń ETICS do podłoży nośnych jest mocowanie mechaniczne, w którym do przytwierdzania termoizolacji stosuje się łączniki mechaniczne, zawsze jednak z dodatkowym... Jednym z podstawowych sposobów mocowania ociepleń ETICS do podłoży nośnych jest mocowanie mechaniczne, w którym do przytwierdzania termoizolacji stosuje się łączniki mechaniczne, zawsze jednak z dodatkowym udziałem klejenia płyt izolacji termicznej do ocieplanej powierzchni. Ten sposób mocowania systemów wymaga wykonania obliczeń uzasadniających przyjętą liczbę i rodzaj łączników. dr inż. Paweł Krause Transport wilgoci w ścianach z ociepleniem ETICS na styku zróżnicowanych materiałów termoizolacyjnych Transport wilgoci w ścianach z ociepleniem ETICS na styku zróżnicowanych materiałów termoizolacyjnych W większości przypadków ociepleń ścian zewnętrznych przy wykorzystaniu systemu ETICS stosuje się wyłącznie jeden rodzaj izolacji termicznej. Używanie zróżnicowanych materiałów termoizolacyjnych w obrębie... W większości przypadków ociepleń ścian zewnętrznych przy wykorzystaniu systemu ETICS stosuje się wyłącznie jeden rodzaj izolacji termicznej. Używanie zróżnicowanych materiałów termoizolacyjnych w obrębie jednej ściany zewnętrznej może spowodować lokalne zaburzenie stanu ochrony cieplno‑wilgotnościowej. Jest to związane z odmiennymi właściwościami fizycznymi poszczególnych materiałów. dr inż. Ołeksij Kopyłow Właściwości mechaniczne podkonstrukcji elewacji wentylowanych z elementami polimerowymi – propozycje zakresu oceny Właściwości mechaniczne podkonstrukcji elewacji wentylowanych z elementami polimerowymi – propozycje zakresu oceny Od wielu lat elewacje wentylowane stosowane są w krajowym budownictwie. W przypadku wbudowania poprawnie zaprojektowanego systemu elewacyjnego (na podstawie określonych w Krajowych lub Europejskich Ocenach... Od wielu lat elewacje wentylowane stosowane są w krajowym budownictwie. W przypadku wbudowania poprawnie zaprojektowanego systemu elewacyjnego (na podstawie określonych w Krajowych lub Europejskich Ocenach Technicznych właściwości techniczno-użytkowych) oraz właściwego wykonania (zasady wykonania i odbioru elewacji wentylowanych zostały określone w [1]) elewacje wentylowane charakteryzują się trwałością, bezpieczeństwem użytkowania oraz dużą skutecznością termoenergetyczną. mgr inż. Bartosz Witkowski, prof. dr hab. inż. Krzysztof Schabowicz, mgr inż. Mateusz Moczko Izolacje we współczesnej prefabrykacji betonowej Izolacje we współczesnej prefabrykacji betonowej Idea prefabrykacji w budownictwie sięga czasów rzymskich, kiedy to przy wykorzystaniu wapna, gipsu, wody, kamiennego kruszywa oraz popiołu wulkanicznego produkowano kompozyt przypominający dzisiejszy beton.... Idea prefabrykacji w budownictwie sięga czasów rzymskich, kiedy to przy wykorzystaniu wapna, gipsu, wody, kamiennego kruszywa oraz popiołu wulkanicznego produkowano kompozyt przypominający dzisiejszy beton. Kolejnym krokiem w historii nawiązującym do prefabrykacji było wynalezienie współczesnego betonu z cementu portlandzkiego w 1824 r. i początki stosowania żelbetu do produkcji siatkobetonowych donic [1]. dr hab. inż. Danuta Barnat-Hunek, prof. ucz., mgr inż. Małgorzata Szafraniec Biodegradowalne środki antyadhezyjne do uwalniania wyrobów betonowych z form Biodegradowalne środki antyadhezyjne do uwalniania wyrobów betonowych z form Beton, oprócz funkcji konstrukcyjnej, ma coraz częściej istotny wpływ na kreowanie wartości architektonicznych obiektów budowlanych. Prefabrykowane elewacje betonowe stają się w Polsce zjawiskiem coraz... Beton, oprócz funkcji konstrukcyjnej, ma coraz częściej istotny wpływ na kreowanie wartości architektonicznych obiektów budowlanych. Prefabrykowane elewacje betonowe stają się w Polsce zjawiskiem coraz bardziej popularnym. W związku z ciągłym rozwojem budownictwa betonowego, w tym także betonu architektonicznego, pojawia się konieczność używania nowych, coraz lepszych preparatów antyadhezyjnych. dr hab. inż. Jacek Szafran, mgr inż. Artur Matusiak Polimocznik jako nowoczesny materiał zabezpieczający konstrukcje stalowe przed korozją Polimocznik jako nowoczesny materiał zabezpieczający konstrukcje stalowe przed korozją Polimocznik jest nowoczesnym materiałem o ponadprzeciętnych właściwościach, dla którego w zasadzie nie określono jeszcze granic stosowalności. Może on być zdefiniowany jako materiał powstały w wyniku reakcji... Polimocznik jest nowoczesnym materiałem o ponadprzeciętnych właściwościach, dla którego w zasadzie nie określono jeszcze granic stosowalności. Może on być zdefiniowany jako materiał powstały w wyniku reakcji poliaminy oraz poliizocyjanianu, w wyniku której powstaje produkt o budowie łańcuchowej, składającej się z n liczby cząsteczek silnie połączonych z sobą. Silnie usieciowana budowa łańcuchowa materiału powoduje, iż jest to produkt bardzo wytrzymały i elastyczny, dzięki czemu znajduje stosunkowo... Nicola Hariasz Zaprawy naprawcze do betonu Zaprawy naprawcze do betonu Wady w konstrukcjach betonowych mogą mieć bardzo różne przyczyny. Mogą to być zniszczenia spowodowane oddziaływaniem naturalnych czynników środowiska zewnętrznego, wadami materiałowymi, błędami projektowymi... Wady w konstrukcjach betonowych mogą mieć bardzo różne przyczyny. Mogą to być zniszczenia spowodowane oddziaływaniem naturalnych czynników środowiska zewnętrznego, wadami materiałowymi, błędami projektowymi lub wykonawczymi czy eksploatacją konstrukcji. STYRMANN Sp. z o. o. Ocieplenia dla nowoczesnego budownictwa Ocieplenia dla nowoczesnego budownictwa Styropian grafitowy jako materiał do ociepleń jest w ostatnich latach coraz bardziej popularny na polskim rynku – zarówno wśród inwestorów, jak i wykonawców – jego zastosowanie niesie bowiem wiele korzyści. Styropian grafitowy jako materiał do ociepleń jest w ostatnich latach coraz bardziej popularny na polskim rynku – zarówno wśród inwestorów, jak i wykonawców – jego zastosowanie niesie bowiem wiele korzyści. mgr inż. Bartłomiej Monczyński Zasady projektowania docieplania budynków od wewnątrz Zasady projektowania docieplania budynków od wewnątrz W myśl podstawowych kanonów fizyki budowli, przy zachowaniu swobody kształtowania oraz umiejscowienia warstw termoizolacyjnych, poprawnie zaprojektowana przegroda powinna charakteryzować się oporem cieplnym... W myśl podstawowych kanonów fizyki budowli, przy zachowaniu swobody kształtowania oraz umiejscowienia warstw termoizolacyjnych, poprawnie zaprojektowana przegroda powinna charakteryzować się oporem cieplnym wzrastającym w kierunku zewnętrznym, a jednocześnie malejącym w tym samym kierunku oporze dyfuzyjnym pary wodnej [1]. dr inż. Krzysztof Pawłowski, prof. PBŚ Jakość cieplna wybranych złączy budowlanych budynków w standardzie niskoenergetycznym Jakość cieplna wybranych złączy budowlanych budynków w standardzie niskoenergetycznym Budynek składa się z wielu przegród budowlanych oraz ich złączy o indywidualnym charakterze fizykalnym i poddany jest oddziaływaniu zmiennego środowiska zewnętrznego i wewnętrznego. W wielu przypadkach... Budynek składa się z wielu przegród budowlanych oraz ich złączy o indywidualnym charakterze fizykalnym i poddany jest oddziaływaniu zmiennego środowiska zewnętrznego i wewnętrznego. W wielu przypadkach analiza przegród i złączy budowlanych w aspekcie konstrukcyjno-materiałowym i technologii wykonania nie budzi zastrzeżeń na etapie projektowania. Najnowsze produkty i technologie merXu Premia w gotówce, darmowa dostawa, program poleceń – merXu przedłuża promocje do 31 sierpnia Premia w gotówce, darmowa dostawa, program poleceń – merXu przedłuża promocje do 31 sierpnia Firmy z branży przemysłowej szukające oszczędności w kosztach prowadzenia działalności wciąż mogą skorzystać z promocji oferowanych przez europejską platformę handlową merXu. Do czeka na nie premia... Firmy z branży przemysłowej szukające oszczędności w kosztach prowadzenia działalności wciąż mogą skorzystać z promocji oferowanych przez europejską platformę handlową merXu. Do czeka na nie premia w gotówce do 700 zł, darmowa dostawa do 1300 zł oraz atrakcyjny program poleceń. Sika Poland sp. z Sika o wyznaczaniu kierunku w budownictwie ekologicznym Sika o wyznaczaniu kierunku w budownictwie ekologicznym Zrównoważony rozwój to jedna z najważniejszych idei, jakie w tej chwili determinują działania całej branży budowlanej. Procesy dostosowywane są do wiodących norm ochrony środowiska i mają na celu ograniczenie... Zrównoważony rozwój to jedna z najważniejszych idei, jakie w tej chwili determinują działania całej branży budowlanej. Procesy dostosowywane są do wiodących norm ochrony środowiska i mają na celu ograniczenie zużycia zasobów naturalnych. Warto podkreślić, że zrównoważony rozwój ma nie tylko wymiar ekonomiczny i środowiskowy, ale także społeczny, który powinien obejmować działania na rzecz społeczności lokalnych. EUROFIRANY Choczyńscy 3 sposoby na zatrzymanie ciepła w domu 3 sposoby na zatrzymanie ciepła w domu Jeśli szukasz odpowiedniej izolacji dla swojego budynku, która zatrzyma ciepło i zapewni Ci spokojną zimę, zapoznaj się z podstawowymi trzema metodami dociepleń. Dlaczego prawidłowa izolacja jest tak istotna?... Jeśli szukasz odpowiedniej izolacji dla swojego budynku, która zatrzyma ciepło i zapewni Ci spokojną zimę, zapoznaj się z podstawowymi trzema metodami dociepleń. Dlaczego prawidłowa izolacja jest tak istotna? Przy rosnących cenach paliw i energii elektrycznej oraz rosnących kosztach, jakie musimy przeznaczyć na ogrzewanie budynków, izolacja jest nieunikniona. Warto więc zainwestować w izolację budynku dobrej jakości, by przynajmniej w jakiejś części uchronić swój budżet. Oto trzy sposoby, jak to... 4 ECO Sp. z Bądź eko i oszczędzaj z 4 ECO Bądź eko i oszczędzaj z 4 ECO Polska ma optymalne warunki do produkcji energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznych. Pod tym względem poziomem dorównuje Niemcom, u których technologia PV rozwija się od przeszło 20 lat. Polska ma optymalne warunki do produkcji energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznych. Pod tym względem poziomem dorównuje Niemcom, u których technologia PV rozwija się od przeszło 20 lat. 4 ECO Sp. z Co zrobić z niewystarczająco docieplonym budynkiem? Co zrobić z niewystarczająco docieplonym budynkiem? Od lat 90. trwa w Polsce termomodernizacja wszelkich obiektów budowlanych, przejawiająca się docieplaniem ścian zewnętrznych styropianem. Zalecana grubość styropianu do izolacji zmienia się co kilka... Od lat 90. trwa w Polsce termomodernizacja wszelkich obiektów budowlanych, przejawiająca się docieplaniem ścian zewnętrznych styropianem. Zalecana grubość styropianu do izolacji zmienia się co kilka lat. I tak pierwsze docieplenia były na styropianie o grubości 4 cm, obecnie to 20 cm styropianu grafitowego. GERARD AHI Roofing Kft. Oddział w Polsce Sp. z | RTG Roof Tile Group Dach marzeń: stylowy, nowoczesny i wyjątkowo odporny Dach marzeń: stylowy, nowoczesny i wyjątkowo odporny Czy chciałbyś mieć elegancki, nowoczesny dach, o niepowtarzalnym antracytowym kolorze, który zapewni Twojemu domowi najlepszą ochronę? Czy chciałbyś mieć elegancki, nowoczesny dach, o niepowtarzalnym antracytowym kolorze, który zapewni Twojemu domowi najlepszą ochronę? MARMA POLSKIE FOLIE SP. Z Membrana paroprzepuszczalna wstępnego krycia dla trwałości i energetyczności budynku Membrana paroprzepuszczalna wstępnego krycia dla trwałości i energetyczności budynku Czas wysychania budynku po zakończeniu budowy może wynosić kilka lat. Dodatkowo, za sprawą zmieniających się temperatur, nieustannie mamy do czynienia z gromadzącą się w konstrukcji budynku wilgocią. Pomocna... Czas wysychania budynku po zakończeniu budowy może wynosić kilka lat. Dodatkowo, za sprawą zmieniających się temperatur, nieustannie mamy do czynienia z gromadzącą się w konstrukcji budynku wilgocią. Pomocna jest w tym wypadku membrana paroprzepuszczalna, dzięki której można odprowadzić wilgoć poza budynek. Wśród zabezpieczeń dachowych ogromną popularnością cieszy się membrana wstępnego krycia (MWK), która umożliwia właściwą dyfuzję pary wodnej z termoizolacji, a także dodatkowo uszczelnia pokrycie... Getin Noble Bank SA Co warto wiedzieć, planując termomodernizację budynku spółdzielni lub wspólnoty mieszkaniowej? Co warto wiedzieć, planując termomodernizację budynku spółdzielni lub wspólnoty mieszkaniowej? Ograniczenie strat ciepła i związane z nim zmniejszenie rachunków za prąd to kwestie istotne zarówno dla właścicieli i zarządców budynków, jak i mieszkańców. Aby było to możliwe, należy przeprowadzić prace... Ograniczenie strat ciepła i związane z nim zmniejszenie rachunków za prąd to kwestie istotne zarówno dla właścicieli i zarządców budynków, jak i mieszkańców. Aby było to możliwe, należy przeprowadzić prace termomodernizacyjne. Często jednak ich zaplanowanie, zrealizowanie, a zwłaszcza znalezienie odpowiedniego źródła finansowania bywa problematyczne, dlatego warto dowiedzieć się, jak osiągnąć cel. Proces planowania termomodernizacji wcale nie musi być skomplikowany! CFI World Robakowo CFI WORLD – najwyższej jakości surowce przemysłowe CFI WORLD – najwyższej jakości surowce przemysłowe CFI World SA to firma z całkowicie polskim kapitałem, działająca na rynku surowców chemicznych od 2009 r. Jako dystrybutor oferuje produkty przeznaczone dla różnych gałęzi przemysłu, w tym między innymi... CFI World SA to firma z całkowicie polskim kapitałem, działająca na rynku surowców chemicznych od 2009 r. Jako dystrybutor oferuje produkty przeznaczone dla różnych gałęzi przemysłu, w tym między innymi branży budowlanej, kosmetycznej, farmaceutycznej czy spożywczej. Współpracuje z wiodącymi producentami, w tym Lotte Fine Chemical czy LG Chem. Celuloid jest stosowany na różnego rodzaju wykładziny, np. przy produkcji instrumentów muzycznych, a także do produkcji przedmiotów codziennego użytku i zabawek oraz artykułów technicznych, a także innych. Materiał ten znajduje także zastosowanie w produkcji lakierów. Poliizobutylen Zwiększające się potrzeby dotyczące efektywności energetycznej budynków stymulują doskonalenie dotychczas stosowanych wyrobów do izolacji cieplnej oraz wykorzystanie nowych materiałów (np. aerożeli) i wyrobów (np. izolacji próżniowych). Ze względu na charakterystykę energetyczną wyrobów do izolacji cieplnej istotną właściwością techniczną jest opór cieplny (lub współczynnik przewodzenia ciepła). Jego wartość, deklarowana przez producenta, powinna być zapewniona w czasie przewidywanego okresu prawidłowej eksploatacji danego wyrobu budowlanego (na ogół jest to nie mniej niż 25 lat). Większość wyrobów do izolacji cieplnej – zarówno produkowanych fabrycznie w formie płyt, mat itp., jak i materiałów sypkich do formowania na budowie – jest objęta normami europejskimi. Te wyroby to – z wełny mineralnej (wgPN-EN 13162); – ze styropianu (wg PN-EN 13163); – z polistyrenu ekstrudowanego (wg PN-EN 13164); – z pianki poliuretanowej i poliizocyjanurowej (wg PN-EN 13165); – z pianki fenolowej (wg PN-EN 13166); – ze szkła piankowego (wg PN-EN 13167); – z wełny drzewnej (wg PN-EN 13168); – z ekspandowanego perlitu (wg PN-EN 13169); – z ekspandowanego korka (wg PN-EN 13170); – z włókien drzewnych (wg PN-EN 13171); – formowane in situ z zastosowaniem: – ekspandowanego perlitu (wg PN-EN 14316-1); – lekkiego kruszywa z pęczniejących surowców ilastych (wg PN-EN 14063); – wermikulitu eksfoliowanego (wg PN-EN 14317); – wełny mineralnej w postaci niezwiązanej (wg PN-EN 14064); – pianek poliuretanowych (wg PN-EN 14315). Rys. 1 Orientacyjne wartości współczynnika przewodzenia ciepła różnych rodzajów izolacji cieplnych Na inne wyroby (w tym innowacyjne, np. maty z izolacją cieplną na bazie aerożeli oraz tzw. izolacje refleksyjne) wydane były krajowe lub europejskie aprobaty techniczne (obecnie oceny techniczne). Na rys. 1 podano orientacyjne wartości współczynnika przewodzenia ciepła w odniesieniu do ww. rodzajów izolacji cieplnej stosowanej w budownictwie. Zwiększające się wymagania i potrzeby dotyczące efektywności energetycznej budynków wytyczyły jeden z najważniejszych kierunków rozwoju nowych technologii budowlanych. Jest on związany z termoizolacjami i ich stosowaniem w przegrodach zewnętrznych budynków oraz w instalacjach grzewczych. Postęp w tej dziedzinie techniki budowlanej realizuje się obecnie głównie przez: – doskonalenie najczęściej stosowanych rodzajów wyrobów do izolacji cieplnej, takich jak wełna mineralna, styropian oraz różne rodzaje pianek polimerowych; – wykorzystanie nowych materiałów dotychczas niestosowanych w budownictwie (np. aerożeli) oraz nowych rodzajów wyrobów (np. izolacji próżniowych). Podejmuje się również próby zastosowania tzw. transparentnych izolacji cieplnych. Dzięki nim zyski słoneczne mogą być pozyskiwane przez całą obudowę budynku. Rys. 2 Grubość izolacji cieplnej odpowiadająca wybranym wartościom współczynnika przenikania ciepła, w zależności od współczynnika przewodzenia ciepła Podstawowym celem pozostaje jednak uzyskanie wyrobów izolacyjnych o jak najniższej wartości współczynnika przewodzenia ciepła. Jest to konieczne, aby efektywnie ograniczyć straty spowodowane przenikaniem ciepła przez obudowę. Zwiększenie zapotrzebowania na takie wyroby wynika z obecnie obowiązujących wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej przegród oraz przewidywanego zaostrzenia tych wymagań, które jest związane z wdrożeniem postanowień dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/ UE z dnia 19 maja 2010 r w sprawie charakterystyki energetycznej budynków Stosowanie się do tych postanowień pozwala spełnić wymagania związane z maksymalną dopuszczalną wartością współczynnika przenikania ciepła U przez przegrody (przy małych grubościach warstwy izolacji cieplnej). Również w tzw. budynkach pasywnych, w których przegrody muszą mieć współczynnik przenikania ciepła mniejszy niż 0,15 W/(m2K), użycie termoizolacji o współczynniku X 0,04 W/(mK) wymaga warstwy o grubości przekraczającej 25 cm. Tradycyjne wyroby do izolacji cieplnej dostępne obecnie na rynku (takie jak wełna mineralna, styropian EPS oraz polistyren ekstrudowany XPS) charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła od ok. 0,03 W/(mK). Płyty z pianek uzyskują natomiast wartości od 0,02 W/(mK). Najniższe wartości współczynnika X uzyskuje się obecnie w wyrobach zawierających aerożele krzemionkowe: od ok. 0,015 W/(mK) w matach oraz od ok. 0,007 W/(mK) w panelach próżniowych. Zastosowanie izolacji cieplnej z paneli próżniowych umożliwia uzyskać współczynnik przenikania ciepła równy 0,15 W/(m2K), przy zaledwie kilkucentymetrowej warstwie. Rys. 3 Zdjęcie mikroskopowe maty wypełnionej granulatem aerożelowym [2] Rys. 4 Fragment maty z granulatem aerożelowym Szczególną grupę wyrobów stanowią izolacje cieplne z aerożelem krzemionkowym – porowatym materiałem powstającym w wyniku usunięcia ciekłego składnika żelu. Faza stała tworząca strukturę aerożelu stanowi mniej niż 10%. Pierwsze badania nad tym materiałem prowadzono już w latach 30. XX w., przy czym w długotrwałym i żmudnym procesie uzyskiwano wówczas niewielkie ilości aerożelu. Brak konkretnych zastosowań tego materiału spowodował, że został on praktycznie zapomniany aż do lat 80. XX w. Wtedy opracowano nowy wydajny sposób wytwarzania go na drodze chemicznej metodą zol-żel. Obecnie znanych jest kilkadziesiąt rodzajów aerożeli. Na ogół są to materiały odporne na ściskanie, jednak zwykle są też kruche oraz nieodporne na uderzenia, skręcanie i ścinanie. Najbardziej popularny w zastosowaniach praktycznych jest aerożel krzemionkowy, który w postaci granulatu (o wielkości ziaren od ok. 0,01 do 4 mm) stosuje się w różnych rodzajach wyrobów do izolacji cieplnej. Nanometryczny rozmiar większości porów aerożelu krzemionkowego (przeciętnie o rozmiarze ok. 20 x 10'9 m) znacznie utrudnia przenoszenie ciepła przez powietrze znajdujące się w tym materiale. Dzięki temu charakteryzuje się on najniższą przewodnością cieplną wśród materiałów stałych. Granulaty aerożelu krzemionkowego stosuje się np. jako wypełnienie w matach z włókien szklanych lub polimerowych, które są wykonane z naskórkiem i umożliwiają utrzymanie w nich ziaren (rys. 3). Maty charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła od ok. 0,014 do 0,020 W/(mK). Ponieważ mają one grubość od 3 do 10 mm (rys. 4), stosuje się również układy wielowarstwowe. W warstwie izolacji cieplnej wykonanej z granulatu aerożelowego występuje promieniowanie cieplne oraz jego przewodzenie: przez krzemionkę w stykających się ziarnach, przez powietrze w porach i między ziarnami. Rys. 5 Charakterystyka zależności współczynnika przewodzenia ciepła granulatów aerożelowych od ciśnienia [1] Aby zmniejszyć przenoszenie ciepła przez powietrze, granulat można umieścić w panelach lub szybach zespolonych, w których się wytwarza podciśnienie. Zmiany współczynnika przewodzenia ciepła przez granulat aerożelowy (w zależności od ciśnienia) pokazano na rys. 5. Do znacznego spadku przewodnictwa cieplnego w porach dochodzi przy zredukowaniu ciśnienia do ok. 100 hPa. Aby zmniejszyć wymianę ciepła przez promieniowanie, stosuje się dodatki zmniejszające jego przepuszczalność, np. grafit (podobnie jak w szarych płytach styropianowych). Granulaty aerożelowe w warunkach podciśnienia stosuje się w tzw. panelach próżniowych, nazywanych również panelami VIP (Vacuum Insulation Panel). Są to wyroby termoizolacyjne składające się z rdzenia wykonanego z materiału sypkiego umieszczonego w szczelnej osłonie, która umożliwia wytworzenie i utrzymanie znacznego podciśnienia we wnętrzu paneli po usunięciu z nich powietrza (rys. 6). Wyroby te początkowo stosowano w izolacjach w chłodnictwie, obecnie zaś dostępne są również w postaci płyt do izolacji cieplnej przegród budowlanych o grubości do ok. 50 mm. Rys. 6 Schemat budowy panelu VIP: 1 – osłona, 2 – włóknina, 3 – granulat aerożelowy [1] Rys. 7 Schemat ocieplenia przegród od wewnątrz Wartość współczynnika przewodzenia ciepła w centralnej części panelu (poza zasięgiem mostków cieplnych na krawędziach), przy ciśnieniu wewnętrznym poniżej 5 hPa, zawiera się na ogół w zakresie od 0,0035 do 0,0048 W/ (mK). Jest to wartość początkowa, która z czasem się pogarsza w wyniku przenikania powietrza przez osłonę i zwiększania się ciśnienia w panelu, zwykle o ok. 1 hPa rocznie. Najszczelniejsze dyfuzyjnie osłony wykonane są z powłoki metalowej: przeważnie aluminiowej o grubości od 8 do 12 pm lub stalowej nierdzewnej o grubości 5075 pm. Ewentualnie stosuje się osłony z wielowarstwowych folii metalizowanych. Warstwa metalowa chroni przed stratami ciśnienia we wnętrzu paneli, ale przez swoją wysoką przewodność cieplną tworzy mostki cieplne na ich krawędziach. Do określania izolacyjności cieplnej przegród budowlanych służy projektowa wartość współczynnika przewodzenia ciepła paneli VIP Jest ona miarodajna, ponieważ uwzględnia zarówno efekt starzenia, jak i straty krawędziowe. Zwykle zawiera się od ok. 0,007 do 0,008 W/(mK). Jeśli dojdzie do uszkodzenia osłony panelu, ciśnienie w jego wnętrzu wyrówna się do wartości ciśnienia atmosferycznego. Współczynnik przewodzenia ciepła w części centralnej panelu wzrośnie wtedy do ok. 0,02 W/(mK), czyli do wartości w odniesieniu do samego granulatu. Oznacza to, że nawet w takim stanie wymienione wyroby termoizolacyjne zachowują niską przewodność cieplną. Rys. 8 Najniższe wymagane wartości współczynnika przenikania ciepła ścian w kolejnych wydaniach Polskich Norm i przepisów Zastosowanie aerożelowych izolacji cieplnych w budynkach Wyroby do izolacji cieplnej na bazie aerożeli krzemionkowych (maty, płyty, panele próżniowe) są stosowane w budownictwie od blisko dziesięciu lat, przy czym ich cena jest wysoka w porównaniu z tradycyjnymi termoizolacjami. Ponadto panele próżniowe wymagają bardzo ostrożnego transportu, składowania i postępowania z nimi w czasie wbudowywania ich w przegrodę. Nie dopuszcza się również jakiegokolwiek mocowania przez warstwę izolacji cieplnej. Panele próżniowe nie mogą być przycinane, w związku z czym rozkład i wymiary elementów izolacji przegrody muszą być ustalone w projekcie i przygotowane przez odpowiednie programy komputerowe. Podstawową zaletą tych wyrobów jest mały współczynnik przewodzenia ciepła. Decyduje on o tym, że aerożele stosuje się przede wszystkim w miejscach, w których istnieje konieczność ograniczenia grubości izolacji cieplnej, np.: – w ociepleniach od wewnątrz – w budynkach użytkowanych, w których istnieje konieczność zachowania oryginalnego wyglądu elewacji (zabytki, budynki ze ścianami w postaci fugowanego muru z cegły, z okładziną kamienną, znaczną liczbą detali elewacyjnych); – na ościeżach otworów okiennych i drzwiowych; – płytach tarasowych nad ogrzewanymi pomieszczeniami; – nad lub pod stropem najniższej kondygnacji ogrzewanej; – w konstrukcjach szkieletowych; – w części nieprzezroczystej metalowo-szklanych ścian osłonowych. Ponadto elastyczne maty z wypełnieniem aerożelowym stosuje się w ramach okiennych i słupach, w ryglach ścian osłonowych z kształtowników metalowych mających przekładki termiczne, a także w płycinach drzwi zewnętrznych. Maty mogą być również stosowane jako cienkowarstwowa izolacja cieplna elementów instalacji grzewczych. W systemach ociepleń, które stosuje się na wewnętrznej powierzchni przegród, dostępne są również płyty klinowe do obwodowej izolacji cieplnej na przegrodach wewnętrznych. Płyty te zapewniają ochronę przed powierzchniową kondensacją pary wodnej na powierzchniach stropów i ścian wewnętrznych, a także w połączeniach ze ścianami zewnętrznymi (rys. 7). Aby zapewnić ochronę paneli próżniowych przed uszkodzeniami, produkuje się wyroby wielowarstwowe. Składają się one z rdzenia, którym jest panel VIP, i są stosowane w okładzinach płyt różnego rodzaju, np.: MDF, gipsowo-kartonowych, cementowych, styropianowych EPS lub z ekstrudowanej pianki polistyrenowej. Możliwe jest jednoczesne zastosowanie np. tynkowania oraz tradycyjnych sposobów mocowania na zaprawy klejące. Asortyment wymienionych wyrobów oferowanych na rynku europejskim i opartych na nich systemów izolacji cieplnej stale się poszerza. Można przypuszczać, że w najbliższych latach – wraz ze zwiększaniem się liczby budynków o niemal zerowym zapotrzebowaniu na energię – aerożelowe izolacje cieplne staną się jedną z głównych technologii termoizolacji przegród. Tab. Maksymalne dopuszczalne wartości współczynnika przenikania ciepła przez przegrody Temperatura ogrzewanego Współczynnik przenikania ciepła przez ściany, W/(m2K) pomieszczenia od 1 stycznia 2014 r. od 1 stycznia 2017 r. od 1 stycznia 2021 r.* > 16°C 0,25 0,23 0,20 > 8°C, <16°C 0,45 0,45 0,45 < 8°C 0,90 0,90 0,90 * Od 1 stycznia 2019 r. w przypadku budynków zajmowanych przez władze publiczne oraz będących ich własnością. Ściany zewnętrzne Współczesne wymagania stawiane budynkom w zakresie izolacyjności cieplnej przegród są znacznie ostrzejsze niż w przeszłości. Historię zmian dopuszczalnych wartości współczynników przenikania ciepła przez ściany pokazano na rys. 8. Ostatecznie w 2021 r. dopuszczalne wartości tych współczynników mają być ok. sześciokrotnie niższe niż pierwotnie. Ściany zarówno nowych budynków, jak i tych podlegających przebudowie muszą się charakteryzować współczynnikiem przenikania ciepła nieprzekraczającym maksymalnych dopuszczalnych wartości, które podano w tabeli. dr inż. Robert Geryło Instytut Techniki Budowlanej Uwaga: Artykuł ukazał się w nr. 4/2016 czasopisma „Budownictwo i Prawo”. Jest fragmentem książki Nowoczesny standard energetyczny budynków, Oficyna Wydawnicza POLCEN, Warszawa 2015 (więcej informacji o książce: www. Bibliografia 1. R. Geryło, Nowe technologie w termoizolacjibudynków, „Inżynier Budownictwa” nr 11/2013. 2. B. Pietruszka, R. Geryło, Materiały izolacyjne na bazie aerożeli, „Materiały Budowlane” nr 1/2011. S. Mańkowski et al., Opracowaniekońcowestrategicznego projektubadawczego pt. „Zintegrowany system zmniejszania eksploatacyjnej energochłonności budynków”, Zadanie badawcze nr 2 pt. „Opracowanie optymalnych energetycznie typowych rozwiązań strukturalno-materiałowych i instalacyjnych budynków”, NCBiR: SP/B/2/76638/10.3. Pianka poliuretanowa. Pianka poliuretanowa (PUR/PIR) to materiał o wysokiej skuteczności termoizolacyjnej, odporności na wilgoć i niewielkim ciężarze. Jej zalety to: Możliwość stosowania zarówno jako izolacja płytowa jak i natryskowa, która doskonale wypełnia nawet niewielkie szczeliny.
Charakterystyka materiałów izolacyjnych Temat: Podział i charakterystyka materiałów izolacyjnych 1. Materiały izolacyjne ze względu na stan skupienia dzieli się na gazowe, ciekłe i stałe. (Innym kryterium podziału może być pochodzenie materiału (tabela. 1). Bardziej szczegółowa klasyfikacja odnosi się do materiałów stałych, gdzie w grupie materiałów syntetycznych rozróżnia się plastomery, elastomery oraz tworzywa złożone i półwyroby. Zakwalifikowanie tworzyw złożonych i półwyrobów do grupy materiałów organicznych syntetycznych jest tylko częściowo słuszne, ponieważ składni Gazy Gazy nieszlachetne występujące w atmosferze, syntetyczne, szlachetne Ciecze Oleje mineralne, oleje syntetyczne, oleje naturalne Materiały stałe Nieorganiczne Szkło, ceramika, mika, azbest Organicznie naturalne Celuloza, asfalt, bituminy, woski, żywice naturalne Organiczne syntetyczne Plastomery Termoplasty, duroplasty Elastomery Kauczuki: naturalne, syntetyczne Półwyroby Emalie i lakiery, żywice lane, materiały warstwowe, tłoczywa, tkaniny sycone, taśmy, koszulki, folie Tabela 1. Podział materiałów elektroizolacyjnych GAZY Do gazów elektroizolacyjnych stosowanych jako izolacja lub czynnik chłodzący należy w pierwszym rzędzie powietrze, a następnie azot, dwutlenek węgla, wodór, hel oraz gazy elektroujemne - dwuchlorodwufluorometan CI2F2C (freon 12) - oraz sześciofluorek siarki SF6. Ponadto w technice oświetleniowej stosuje się gazy szlachetne - argon, neon, krypton i ksenon. Pod względem rezystywności, przenikalności elektrycznej i stratności dielektrycznej, gazy elektroizolacyjne niewiele różnią się między sobą i przy napięciach poniżej progu jonizacji można je traktować jako dielektryki bez strat, gdyż ich rezystywności wynoszą ok. 1018? • cm. Gazy stosowane w elektrotechnice powinny być obojętne chemicznie i niepalne, powinny mieć dostatecznie niską temperaturę skraplania przy dość wysokim ciśnieniu, dużą przewodność cieplną; nie powinny zbyt łatwo rozpuszczać się w olejach i ulegać rozkładowi pod działaniem jonizacji i wyładowań elektrycznych. Oczywiście duża wytrzymałość dielektryczna jest ich najważniejszą właściwością. Ze względu na ujemną rolę, jaką odgrywają zanieczyszczenia, stawia się dość ostre wymagania co do czystości gazu. Tak na przykład zaleca się, aby zawartość wilgoci w gazie przeznaczonym do napełnienia urządzenia elektrycznego (np. wyłącznika) nie przekroczyła wagowo 15 ppm (części na milion). Zwraca się ponadto uwagę na dokładne wysuszenie wnętrza urządzenia przed napełnieniem go SF6. W celu dodatkowej ochrony urządzenia przed oddziaływaniem produktów rozkładu SF6, w jego przestrzeni gazowej umieszcza się zazwyczaj odpowiedni adsorbent (najczęściej tlenek glinu i sito molekularne). MATERIAŁY IZOLACYJNE CIEKŁE Oleje mineralne Ropa naftowa, z której otrzymuje się oleje izolacyjne, jest głównie mieszaniną węglowodorów nasyconych parafinowych o wzorze ogólnym CnH2n+2, naftenowych CnH2n i węglowodorów aromatycznych. Pewne ilości węglowodorów nienasyconych o wzorach ogólnych CnH2n i CnH2n-2 znajdują się w olejach wskutek termicznego rozkładu innych węglowodorów podczas destylacji. W zależności od tego, jaki rodzaj węglowodorów decyduje o własnościach ropy, nosi ona nazwę parafinowej lub parafinowo-naftenowej, naftenowej, parafinowo-naftenowo-aromatycznej, naftenowo-aromatycznej lub aromatycznej. Oleje izolacyjne mogą być wytwarzane ze wszystkich wymienionych rodzajów ropy, z tym że występują dość znaczne różnice w procesie wytwarzania, co znajduje również swoje odbicie w kosztach produkcji oleju. Najłatwiej, a tym samym najtaniej, uzyskuje się dobrej jakości oleje izolacyjne z rop naftenowych. Wzrost zawartości węglowodorów parafinowych w oleju łączy się z podwyższeniem jego temperatury krzepnięcia. Aby uzyskać niską temperaturę krzepnięcia olejów wytwarzanych z rop parafinowych, przeprowadza się podczas ich rafinacji głębokie odparafinowywanie, dodaje się do oleju odpowiednie związki, zwane depresatorami, bądź też stosuje się łącznie obydwa środki. Jakość olejów izolacyjnych sprawdza się badając ich własności chemiczne, fizyczne i dielektryczne. Do ważniejszych wielkości określających te własności należą: - liczba kwasowa, - zawartość osadów, - lepkość, - zawartość wody, - zawartość ciał obcych, - temperatura zapłonu, - temperatura krzepnięcia, - rozpuszczalność gazów, - wytrzymałość dielektryczna, - tangens kąta strat, - rezystywność, Liczba kwasowa, określająca ogólną zawartość kwasów w oleju, charakteryzuje jakość przeprowadzonego procesu rafinacji. Jej wzrost podczas eksploatacji sygnalizuje postępujący proces starzenia oleju. Pod wpływem wyładowań elektrycznych oleje mineralne wydzielają lub absorbują gazy na powierzchni granicznej między fazą gazową i olejem. Cecha ta nosi nazwę własności gazowych olejów. W olejach poddanych działaniu pola elektrycznego węglowodory parafinowe wydzielają wodór H i metan CH4 oraz węglowodory nienasycone np. C2H2. Przy zwiększaniu się zawartości zanieczyszczeń jonowych i wilgoci rezystywność oleju maleje; maleje znacznie także ze wzrostem temperatury. Czynnikami wywierającymi wpływ na pomiar rezystywności oleju są: - wartość natężenia pola elektrycznego - czas od chwili doprowadzenia napięcia do chwili odczytu wielkości mierzonej. Jedną z podstawowych cech określających jakość olejów pracujących przy dostępie powietrza jest ich odporność na utlenianie. Zależy ona przede wszystkim od składu grupowego oleju. Najwyższa dopuszczalna temperatura oleju będącego w kontakcie z powietrzem (tlenem) przy pracy ciągłej nie powinna przekraczać 95C. Przekroczenie 110C powoduje znaczne przyspieszenie starzenia się oleju. Szczególnie silnym katalizatorem procesu utleniania jest miedź. Katalizatorami tego procesu są również inne metale (np. żelazo) oraz wilgoć. W celu zwiększenia odporności na utlenianie dodaje się do oleju niewielkie ilości związków chemicznych (najczęściej typu fenoli) będących inhibitorami utleniania. Efektywność działania inhibitora zwiększa się z głębokością rafinacji. Z tego względu produkowane oleje inhibitowane różnią się składem grupowym od olejów nieinhibitowanych. Podczas procesu starzenia inhibitor ulega stopniowemu zużyciu i z chwilą jego całkowitego wyczerpania następuje raptowne pogorszenie oleju, zwane potocznie załamaniem się własności oleju, którego przejawem jest m. in. wytrącenie osadu. Aby temu zapobiec, należy dokonywać kontroli zawartości inhibitora w używanym oleju. Z chwilą zaobserwowania zużycia inhibitora należy wymienić olej bądź też zwiększyć ilość inhibitora. Do najważniejszych wielkości kontrolowanych regularnie podczas eksploatacji oleju należą: - wytrzymałość dielektryczna, - tangens kąta strat, - rezystywność, - liczba kwasowa - temperatura zapłonu. W przypadku olejów inhibitowanych, jak już wspomniano, jest ponadto niezbędne sprawdzanie stopnia zużycia inhibitora. Pod względem zastosowania oleje dzieli się na transformatorowe, kondensatorowe, kablowe i wyłącznikowe. Oleje transformatorowe, poza transformatorami są stosowane do przekładników i wyłączników. Oleje te, spełniające rolę czynnika chłodzącego, wykazują dość małą lepkość. Z drugiej strony duże wymagania stawiane temperaturze zapłonu olejów stosowanych w transformatorach przeciwstawiają się zbyt daleko idącemu zmniejszeniu lepkości. Oleje transformatorowe produkuje się jako nieinhibitowane i inhibitowane. Oleje kondensatorowe cechuje bardzo mała lepkość. Olejów kondensatorowych na ogół nie inhibituje się. Większa odporność oleju mineralnego na wyładowania elektryczne oraz temperatura krzepnięcia niższa niż olejów syntetycznych powodują, że stosuje się go w kondensatorach na wyższe napięcia oraz w kondensatorach pracujących przy niższych temperaturach. Oleje kablowe charakteryzują się różnymi lepkościami, zależnie od przeznaczenia. Do kabli średnich i niskich napięć olej musi mieć dużą lepkość ze względu na konieczność utrzymania go w izolacji papierowej przy różnych położeniach kabla (utrudnienie ściekania). Zagęszczenie oleju kablowego (syciwa) uzyskuje się przez dodanie kalafonii lub poliizobutylenu. Jakość kalafonii ma duży wpływ na stratność dielektryczną syciwa kablowego. Dobry gatunek kalafonii chroni olej przed utlenianiem i zwiększa zdolność pochłaniania gazów. Oleje wyłącznikowe wykazują małą lepkość w niskich temperaturach oraz małą zawartość węglowodorów aromatycznych. Pierwsza własność zapewnia poprawną pracę styków wyłącznika (mały opór hydrodynamiczny) w niskich temperaturach, druga zaś - przyczynia się do zmniejszenia ilości sadzy" tworzącej się podczas gaszenia łuku elektrycznego. Obecność sadzy w oleju w postaci fazy rozproszonej zwiększa niekiedy znacznie jego lepkość, co może się odbić niekorzystnie na pracy wyłącznika, zwłaszcza w niskich temperaturach. Oleje syntetyczne Do najczęściej stosowanych syntetycznych cieczy dielektrycznych - olejów syntetycznych należą chlorowane dwufenyle, znane pod nazwami firmowymi Pyralene, Aroclor, Ineerten, Clophen itp. Stanowią one mieszaniny chloro pochodnych dwufenylu o różnych zawartościach chloru, głównie pięciochlorodwufenyl. W porównaniu z olejami mineralnymi cechuje je: - niepalność, - wyższa odporność cieplna, - brak wytrącania osadu jako produktu starzenia, - niezmienność lepkości i kwasowości podczas eksploatacji - większa przenikalność elektryczna. Chlorowane dwufenyle są o ok. 1,5-krotnie cięższe i znacznie droższe od olejów mineralnych, ponadto większość z nich wykazuje wyższą temperaturę krzepnięcia i większą wartość tangensa kąta strat. Działają drażniąco na skórę, a przy nieostrożnym obchodzeniu się z nimi bywają powodem uczuleń. Ujemną ich cechą z punktu widzenia ochrony środowiska jest zdolność do odkładania się w żywych organizmach, co się wiąże z bardzo powolną ich biodegradacją. Z tego względu stosowanie chlorowanych dwufenyli w elektrotechnice ogranicza się do tych urządzeń, których eksploatacja, a także późniejsze ich złomowanie, są w odpowiedni sposób kontrolowane. Chlorowane dwufenyle stosuje się przede wszystkim jako syciwo do kondensatorów energetycznych; ze względu na niepalność służą także do napełniania transformatorów pracujących wewnątrz budynków. Do rzadziej stosowanych syntetycznych, trudnopalnych cieczy dielektrycznych należą oleje silikonowe (głównie liniowe polimetylo- lub polimetylofenylosiloksany). Istnieje duża rozmaitość tych olejów o szerokim zakresie lepkości. Wykazują one małą zależność lepkości od temperatury; w zakresie temperatur dodatnich odznaczają się natomiast stosunkowo dużą chłonnością wody. Temperatura krzepnięcia jest bardzo niska (ok. -85C), górna zaś graniczna temperatura pracy dochodzi do 200C. Wytrzymałość dielektryczna olejów silikonowych jest mniejsza niż wytrzymałość olejów mineralnych. Starzenie się olejów silikonowych polega na ich polimeryzacji, w której wyniku przechodzą w stan zestalony o cechach kauczuku. Proces polimeryzacji można znacznie opóźnić, hermetyzując olej. Oleje roślinne Z olejów naturalnych pewne zastosowanie jako materiał izolacyjny znajduje olej rycynowy, ze względu na dość dużą przenikalność elektryczną (?50Hz wynosi od 4,2 do 4,5). Pod wpływem wyładowań niezupełnych w mniejszym stopniu ulega rozkładowi niż chlorowane dwufenyle, łatwo natomiast przechodzi w postać żelu. Stosuje się go w kondensatorach pracujących w układach impulsowych. MATERIAŁY IZOLACYJNE STAŁE NIEORGANICZNE Szkła Wytrzymałość dielektryczna szkieł dochodzi do 50 kV/mm i w małym stopniu zależy od składu chemicznego. Na jej wartość wpływają niejednorodności struktury, zwłaszcza zaś wtrąciny gazowe. Odporność szkła przemysłowego na zmiany temperatury wynosi od 50 do 90C; żaroodpornego szkła borowo-krzemowego - od 200 do 250C; szkła kwarcowego do 1000C. W stanie ustalonym, w warunkach normalnych rezystywność skrośna szkieł jest równa od 108 do 1020 ? • cm, przy czym największe wartości wykazuje kwarc topiony od 1017 do 1020 ? • cm. Temperaturę, w której rezystywność skrośna osiąga wartość 108 ? • cm, przyjmuje się za charakterystyczną dla własności izolacyjnych danego gatunku szkła. Rezystywność powierzchniowa w normalnych warunkach atmosferycznych wynosi od 1010 do 1015 ?. Przenikalność elektryczna względna zawiera się w granicach od ok. 3,9 (szkła kwarcowe) do ok. 16,5 (szkła o dużej zawartości ołowiu). Tangens kąta strat przyjmuje wartości od ok. 10-4 (kwarc topiony) do 10-1. Szkła wykazują na ogół dobrą stabilność chemiczną. Wilgoć osadzająca się na szkle powoduje rozpuszczanie zawartych w nim nie związanych tlenków metali oraz hydrolizę krzemianów. Najodporniejsze na działanie kwasów są szkła o dużej zawartości krzemionki, na działanie zaś zasad - szkła z domieszką dwutlenku cyrkonu. W elektrotechnice szkła stosuje się na izolatory i bańki różnego rodzaju lamp; w postaci włókna (bezalkalicznego) służy jako wypełniacze w postaci tkaniny szklanej - jako nośnik do materiałów złożonych. Materiały ceramiczne Gęstość materiałów ceramicznych przyjmuje wartości od 1,8 g/cm3 (ceramika porowata) do ok. 9,7 g/cm3 (tlenek toru). Odporność na zmiany temperatury wynosi średnio od 110 do 160C. Przewodność cieplna wynosi od 1,1 do 1,6 W/m • K (porcelana), aż do ok. 200 W/m • K (tlenek berylu). Najlepsze własności mechaniczne wykazują ceramika cyrkonowa oraz czysty trójtlenek glinu. Pokrycie szkliwem ceramiki krzemianowej i steatytowej może polepszyć jej własności mechaniczne. Porowatość struktury powoduje zmniejszenie wytrzymałości mechanicznej. Rezystywność skrośna zależy przede wszystkim od składu chemicznego i zawiera się w granicach od 1011 do 1016 ? • cm przy 20C. Największą rezystywność mają masy celsjanowe. Rezystywność powierzchniowa zależy zarówno od struktury, jak i stanu powierzchni; dla warunków normalnych wynosi od 1010 do 1012 ? • cm. Wytrzymałość dielektryczna zależy przede wszystkim od mikrostruktury materiału, jego spoistości oraz rodzaju i kształtu występującym w nim porów; wynosi od 10 do 15 kV/mm – korund i od 30 do 40 kV/mm – ceramika celsjanowa. Szczególnie niekorzystny wpływ na wytrzymałość elektryczną wywiera obecność porów otwartych, które są powodem występowania mechanizmu przebicia zapoczątkowanego przez wyładowania niezupełne. Pory te ponadto powodują znaczną nasiąkliwość materiału (do 20%), co pogarsza wszystkie własności elektryczne. Wytrzymałość dielektryczna materiałów ceramicznych maleje ze wzrostem temperatury. Zależność ta ogranicza w wielu przypadkach dopuszczalny zakres temperatury, w którym dany materiał można stosować. Przenikalność elektryczna względna w zależności od składu materiałów ceramicznych zmienia się w bardzo szerokich granicach: od 4...5 (drobnoporowate masy kordierytowe) do kilku tysięcy (ceramika tytanianowa). Ceramika o znacznej przenikalności elektrycznej wykazuje własności ferroelektryczne. Wpływ częstotliwości na przenikalność elektryczną większości materiałów ceramicznych jest mały. Odporność materiałów ceramicznych na łuk jest dobra. Najlepszą odporność chemiczną wykazują tworzywa kwasoodporne z glin ogniotrwałych z dodatkiem porcelany oraz kamionki, najsłabszą - tlenki Si02, Be0 i A1203. Poza pewnymi szczególnymi przypadkami nie obserwuje się w materiałach ceramicznych występowania procesów starzeniowych i zmęczenia mechanicznego. Znaczną wadą materiałów ceramicznych jest ich bardzo trudna obrabialność (szlifowanie) po procesie wypalania końcowego. Mika i materiały mikowe Mika jest praktycznie całkowicie odporna na wpływy chemiczne; odznacza się także znaczną odpornością na wyładowania niezupełne. Oleje izolacyjne powedują jednak rozwarstwienie miki. W elektrotechnice stosuje się dwa gatunki miki: muskowit i flogopit; flogopit jest bardziej elastyczny, ale słabszy mechanicznie. Temperatura robocza miki nie może przekraczać wartości, przy której następuje odparowywanie wody krystalicznej; dla muskowitu wynosi 540C, dla flogopitu 900C. Na rezystywność miki duży wpływ wywiera wilgoć. Przenikalność elektryczna względna wynosi od 6 do 7, a tangens kąta strat (przy 50 Hz i 20C) wynosi ok. 10-4 (muskowit), od 10-3 do 10-2 (flogopit). Obydwie wymienione wielkości w zakresie częstotliwości elektrotechnicznych ulegają niewielkim zmianom. Mały wpływ wywiera na nie również wzrost temperatury. Pochodnym produktem miki (najczęściej muskowitu) jest papier mikowy (Isomika, Mika Mat, Ramika, Romika, Samika); papier ten jest produktem wyjściowym wielu półwyrobów. Zależnie od struktury i składu rozróżnia się następujące półwyroby z miki: mikafolię – płatki miki lub papier mikowy (naklejone na nośniku papierowym lub tkaninie szklanej), mikanity – klejone lepiszczem organicznym płatki miki lub przesycony tym lepiszczem papier mikowy; ew. przyklejony do nośnika, tj. papieru lub tkaniny szklanej. Wyroby mikowe, a zwłaszcza mikanity, odznaczają się dużą wytrzymałością dielektryczną i dużą odpornością na wyładowania. Materiały na bazie papieru mikowego zastępują obecnie mikanity (wykonane z płatków miki) w izolacji maszyn wysokonapięciowych i aparatów. Rozróżnia się ponadto: mikanity komutatorowe, mikanity do kształtowania oraz mikanity grzejnikowe. Materiały azbestowe Surowcami do produkcji wyrobów azbestowych są odmiany: azbest serpentynitowy chryzotylowy o długim włóknie, nadający się zwłaszcza do wyrobu taśm i tkanin, azbest amfibolowy – termolit o włóknie krótkim, stosowany do produkcji papierów i azbestocementów. Główną zaletą materiałów azbestowych jest znaczna odporność cieplna oraz odporność na łuk; wyroby z czystego azbestu wytrzymują do 400C. Wyroby azbestowe zawierające syciwo nadają się do pracy ciągłej w temperaturze do 220C. Własności mechaniczne i dielektryczne wyrobów azbestowych ustępują wyrobom z włókien organicznych Kompozycje azbestu z innych materiałami, zwłaszcza z syciwem organicznym oraz z nośnikami z tkaniny szklanej, znajdują zastosowanie jako izolacja maszyn i transformatorów suchych. Azbestocementy otrzymuje się w drodze sprasowania włókna azbestowego z cementem. Są produkowane w postaci płyt o grubości od 3 do 40 mm lub w postaci kształtek. Wyroby te są znacznie tańsze niż materiały warstwowe. W celu zmniejszenia higroskopijności wytwarza się odmiany z dodatkiem syciwa organicznego, np. związków silikonowych. MATERIAŁY IZOLACYJNE STAŁE ORGANICZNE NATURALNE Materiały celulozowe Przeciętna celuloza techniczna zawiera od 88 do 96% tzw. ? – celulozy, której stopień polimeryzacji waha się w granicach od 800 do 1400. Pozostałą część stanowi tzw. chemiceluloza o cząsteczkach mniejszych. Jej stopień polimeryzacji wynosi ok. 100. Stosuje się dwa zasadnicze procesy otrzymywania celulozy: kwaśny (sulfitowy) i – ważniejszy – zasadowy (siarczanowy – sulfatowy). W procesie kwaśnym masę drzewną gotuje się w roztworze kwasu siarkowego H2S03 (ściślej - w roztworze siarczynu wapniowego z nadmiarem H2S03). W procesie zasadowym używa się wodorotlenku sodu NaOH, przy czym w procesie zasadowym ubytek NaOH uzupełnia się przez dodawanie innych czynników (np. Na2S). Proces zasadowy w mniejszym stopniu uszkadza chemicznie cząstki celulozy w związku z tym otrzymana tym sposobem celuloza zwana celulozą siarczanową, ma lepsze własności mechaniczne, jest mniej wrażliwa na starzenie i z tych względów stosuje się ją powszechnie do wyrobu papierów izolacyjnych. Papiery izolacyjne mają kolor naturalny żółtawy. Nie bieli się ich ze względu na obecność chloru we wszystkich czynnikach bielących, którego pozostałości zmniejszałyby wytrzymałość mechaniczną i własności dielektryczne. Bardzo ważnym procesem przy wyrobie papieru jest przemiał masy celulozowej, który ma na celu rozdrobnienie włókien. Podczas przemiału następuje zmniejszenie długości włókien oraz ich rozdrobnienie. Gdy włókna celulozy nie są bardzo rozdrobnione, mówi się o przemiale chudym. W przypadku bardzo rozdrobnionych włókien mówi się o przemiale tłustym. Rodzaj mielenia ma bardzo duże znaczenie z punktu widzenia własności mechanicznych i elektrycznych papieru, na równi z doborem surowca. Ze wzrostem tłustości miazgi przepuszczalność powietrza maleje, wzrasta ciężar właściwy, zmniejsza się zdolność nasycania olejami i wzrasta stratność dielektryczna papieru. Papier izolacyjny powinien być wykonany z celulozy świerkowej lub sosnowej, przerobionej przy pomocy procesu zasadowego i długotrwałego mielenia na chudo – taka celuloza, bowiem daje pewność dużej wytrzymałości mechanicznej papieru, dobrą jego nasiąkliwość i dobre własności izolacyjne. Wytrzymałość dielektryczna wyrobów celulozowych jest tym większa, im większy, jest ich ciężar objętościowy, lepsza równomierność rozłożenia włókien (mniejsza przepuszczalność powietrza) oraz większa czystość (mniejsza przewodność wyciągu wodnego). Szczególnej czystości wymaga się od materiałów celulozowych przewidzianych do współpracy z olejami syntetycznymi (chlorowanymi dwufenylami). Wytrzymałość dielektryczna (przy 50 Hz i udarowa) materiałów przesyconych olejem mineralnym, o zawartości wilgoci resztkowej pozostałej z procesu suszenia w granicach od 0,3 do ok. 3% może ulec zmniejszeniu do 10%. Większe zmniejszenie wytrzymałości obserwuje się przy zawartości wilgoci powyżej 3%. W celu zapewnienia odpowiednio małej zawartości wody oraz uniknięcia wtrącin gazowych, izolację papierową (przynajmniej w ostatniej fazie przed nasyceniem) suszy się i zalewa olejem pod próżnią. Parametry procesu suszenia dobiera się w zależności od rodzaju układu izolacyjnego i jego naprężeń roboczych. Do kondensatorów stosuje się ciśnienie końcowe ok. 10?3 Tr, do transformatorów od 10-1 do 10-2 Tr. Materiały celulozowe stosowane w elektrotechnice dzieli się na bibułki, papiery i preszpany. Materiały te są stosowane jako samodzielne elementy układów izolacyjnych pracujących w oleju mineralnym lub syntetycznym bądź też są używane do wytwarzania materiałów złożonych, np. syconych żywicami materiałów warstwowych, bądź jako podłoże, na które jest następnie naklejona folia elektroizolacyjna, płatki miki itp. Rozróżnia się: bibułkę kondensatorową, bibułkę do wyrobów mikowych, papiery nawojowe, papier do kabli elektroenergetycznych (kablowy) i preszpan elektrotechniczny (twardy, normalny, żłobkowy, nasiąkliwy). Do odmian wyrobów celulozowych produkowanych za granicą, różniących się własnościami od krajowych, należą: tzw. preszpan formowalny, umożliwiający formowanie na mokro różnych elementów izolacyjnych, oraz papiery i preszpany modyfikowane (stabilizowane) chemicznie o zmniejszonej chłonności wilgoci i zwiększonej odporności cieplnej. Asfalty Rozróżnia się asfalty (bitumy) naturalne kopalne oraz asfalty ponaftowe i węglowe (paki). Ze względu na dość dobrą elastyczność stosuje się je w elektrotechnice jako składniki zalew mas nasycających, kitów oraz niektórych lakierów. Asfalty węglowe są używane w ogniwach jako zalewy. Do ważniejszych wyrobów należy zaliczyć tzw. zalewy kablowe, stanowiące kompozycje asfaltów i wosków stosowane do zalewania muf i głowic kablowych. Woski Terminem wosk określa się grupę złożonych substancji organicznych pochodzenia naturalnego lub syntetycznego, których własności fizyczne (rzadziej chemiczne) są podobne do wosku pszczelego. Są to na ogół stałe substancje nieprzezroczyste, błyszczące o temperaturze topnienia od 50 do 100C (rzadko wyższej), charakteryzujące się małą lepkością, a po stopieniu – zdolnością wytwarzania połysku. Po rozpuszczeniu w niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych tworzą z nimi pasty lub żele. Wykazują zdolność wzajemnego mieszania się w stanie roztopionym. MATERIAŁY IZOLACYJNE SYNTETYCZNE Charakterystyka ogólna Istnieją trzy podstawowe procesy prowadzące do powstawania związków wielkocząsteczkowych, są to : - Polimeryzacja - proces łączenia się wielu cząsteczek podstawowych tj. monomerów, w związek wielkocząsteczkowy (polimer) bez wydzielania produktów ubocznych. Jeżeli polimeryzacji ulega równocześnie więcej niż jeden rodzaj monomerów proces nosi nazwę kopolimeryzacji powstający zaś produkt - kopolimeru. - Polikondensacja - proces łączenia się cząsteczek monomeru w polimer z jednoczesnym wydzieleniem produktów ubocznych, którymi są zwykle cząsteczki proste (woda, chlorowodór, amoniak). - Poliaddycja - proces łączenia się cząsteczek monomeru w polimer za pośrednictwem grup reaktywnych na przykład w wyniku przegrupowania atomu wodoru. Temu procesowi nie towarzyszy wydzielanie się produktów ubocznych. Związek wielkocząsteczkowy określają dwie podstawowe wielkości: masa cząsteczkowa oraz stopień polimeryzacji. Masa cząsteczkowa, a ściślej biorąc jej wartość średnią, ze względu na występującą dyspersję, określa się jako iloraz masy próbki polimeru przez liczbę lub udział masy obecnych w niej makrocząsteczek. Stopień polimeryzacji informuje o liczbie cząsteczek monomeru występujących w badanym polimerze. W ostatnim dziesięcioleciu opracowano metody otrzymywania polimerów liniowych rozgałęzionych o uporządkowanej budowie przestrzennej – tzw. polimerów stereoregularnych o szczególnie korzystnych własnościach. Ze względu na rozmieszczenie podstawników, tj. odgałęzień łańcucha, rozróżnia się trzy rodzaje polimerów: izotaktyczne, syndiotaktyczne i ataktyczne. Pod względem własności mechanicznych tworzywa sztuczne dzieli się na plastomery (o dużym module sprężystości) i elastomery (o małym module sprężystości i bardzo dużej rozciągliwości); cechą elastomerów w pewnym zakresie temperatur jest zdolność niemal natychmiastowego powrotu do postaci pierwotnej po nawet dużym odkształceniu. Plastomery dzieli się z kolei na termoplasty i duroplasty. Termoplasty (tworzywa termoutwardzalne) są polimerami, które dają się doprowadzić do stanu o zwiększonej plastyczności lub do stanu płynnego przez nagrzanie. Po obniżeniu temperatury przechodzą one z powrotem w stan stały. Procesowi temu nie towarzyszą zmiany struktury chemicznej. Termoplasty mają cząsteczki o budowie łańcuchowej, w szczególnych przypadkach z łańcuchami rozgałęzionymi. W grupie termoplastów można wyróżnić kilka ważniejszych podgrup, są to: - węglowodory alifatyczne bez podstawników lub z podstawnikami alifatycznymi bądź aromatycznymi, np. polietylen, polipropylen, poliizobutylen, polistyren; - chloropochodne, np. polichlorek winylu; - fluoropochodne, np. policzterofluoroetylen (teflon); - tworzywa o łańcuchach mieszanych np. poliamidy, poliwęglany, poliimidy i in.; - tworzywa o łańcuchach z pierścieniami mieszanymi np. pochodne celulozy. Termoplasty są dielektrykami małopolarnymi. Duroplasty (tworzywa termoutwardzalne) są to związki wielkocząsteczkowe, które pod wpływem podwyższonej temperatury lub odpowiednich dodatków (utwardzaczy) podlegają nieodwracalnym zmianom (utwardzaniu). W stanie utwardzonym produkt mimo nagrzewania nie ulega uplastycznieniu. Proces utwardzania polega na utworzeniu między łańcuchami tworzywa wyjściowego trwałych wiązań poprzecznych. Usieciowanie takie obejmuje praktycznie całą masę tworzywa, tworząc w pewnym sensie jedną cząsteczkę. Pod względem chemicznym duroplasty dzieli się na: - fenoplasty (żywice fenolowo- i krezolowoformaldehydowe); - aminoplasty (żywice mocznikowo- i melaminowoformaldehydowe); - poliestry (żywice alkidowe termoutwardzalne, w tym gliftale, oraz poliestry nienasycone); - poliuretany; - żywice epoksydowe dianowe i cykloalifatyczne; - żywice silikonowe; - żywice poliimidowe. Duroplasty - w porównaniu z termoplastami - zawierają zazwyczaj w cząsteczkach bardziej skomplikowane rodniki organiczne. Ich duża różnorodność stwarza możliwości wytwarzania wyrobów o szerokiej skali własności. Duroplasty stosuje się pod postacią półwyrobów, tj. tłoczyw, lakierów, klejów i żywic lanych (żywice epoksydowe i poliestrowe) oraz jako materiały wyjściowe przy produkcji kształtek i materiałów warstwowych, tkanin syconych i taśm. Elastomery są to polimery organiczne wykazujące wybitne własności elastoplastyczne. Odpowiedni proces technologiczny (wulkanizacja) umożliwia uzyskanie z nich wyrobów o pożądanych własnościach mechanicznych. Tworzywa sztuczne i półwyroby z tworzyw sztucznych stosowane w elektrotechnice. Elastomery (kauczuki i gumy) Dużą wydłużalność przy rozciąganiu i inne cechy elastyczne zawdzięczają elastomery konfiguracji makrocząsteczek, które w materiale nie poddanym działaniu naprężeń mechanicznych są zwinięte w spirale bądź tworzą zygzak. Elastomery zawierające cząsteczki o dużej liczbie nienasyconych wiązań i charakteryzujące się bardzo małym stopniem usieciowania noszą nazwę kauczuków. Brak wiązań poprzecznych między cząsteczkami powoduje, że kauczuki są materiałami o małej spoistości. Pod działaniem czynników chemicznych, zwanych wulkanizatorami, do których należy siarka, tlenki metali i niektóre związki organiczne, a także czynników fizycznych, takich jak podwyższona temperatura i promieniowanie jonizujące, następuje usieciowanie makrocząsteczek elastomeru. Proces ten nazywa się wulkanizacją, a powstały dzięki niemu produkt – wulkanizatem. Daleko posunięty proces wulkanizacji kauczuku prowadzi do uzyskania wyrobu twardego, zwanego ebonitem. Do wytworzenia gumy są niezbędne dwa procesy – wykonanie mieszanki gumowej, a następnie jej wulkanizacja. W skład mieszanki gumowej - oprócz kauczuku (niekiedy dwóch lub więcej rodzajów) i wulkanizatora - wchodzą jeszcze dodatkowe substancje: zmiękczacze, antyutleniacze, napełniacze, przyspieszacze wulkanizacji, barwniki i in. Wytrzymałość dielektryczna gumy zależy w dużym stopniu od jednorodności mieszanki; gumy o dużej, zawartości kauczuku i bardziej jednorodne wykazują, większą wytrzymałość dielektryczną. Gumy stosuje się do produkcji kabli i przewodów oraz do wyrobu przeciwporażeniowego sprzętu ochronnego, a także uszczelek wielu urządzeń elektrycznych. Z ebonitów wykonuje się obudowy izolacyjne, od których nie jest wymagana duża wytrzymałość dielektryczna. Elastomery – pod względem własności dielektrycznych, odporności na starzenie, a także własności przetwórczych – ustępują zazwyczaj plastyfikowanym termoplastom. Dlatego też w przemyśle elektrotechnicznym nastąpiło znaczne ograniczenie zakresu zastosowań elastomerów. Kauczuki są produktami pochodzenia naturalnego lub syntetecznego. Produktem wyjściowym otrzymywania kauczuku naturalnego jest sok mleczny (latex) z drzew kauczukowych (np. Hevea brasiliensis) rosnących w strefie podzwrotnikowej, i a także niektórych roślin występujących w klimacie umiarkowanym. Sok ten jest koloidalną zawiesiną kauczuku w wodzie. Podstawowym składnikiem kauczuku naturalnego jest nienasycony polimer poliizopropylen (poliizopren). Na czysty kauczuk bardzo intensywnie działają czynniki utleniające, przetwarzając go w twardą lub smolistą masę. W temperaturach poniżej 0C kauczuk naturalny ma konsystencję stałą, jest twardy i kruchy. W miarę podwyższania temperatury staje się coraz bardziej plastyczny i ok. 120C zaczyna płynąć. W temperaturze powyżej 200C ulega nieodwracalnemu rozkładowi, przekształcając się w lepką masę, zachowującą cechy smoły nawet po oziębieniu. Kauczuki syntetyczne są najczęściej produktami polimeryzacji lub kopolimeryzacji, rzadziej – polikondensacji związków organicznych charakteryzujących się podwójnymi wiązaniami w układzie sprzężonym. Do najważniejszych kauczuków syntetycznych stosowanych w elektrotechnice należą: - kauczuk butadienowo-styrenowy (kopolimer butadienu ze styrenem); - kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (kopolimer butadienu z akrylonitrylem); - kauczuk chloroprenowy, nazywany także neoprenowym (polimer chloroprenu); - kauczuk butylowy (kopolimer izobutylenu z izoprenem lub butadienem); - kauczuk etylenowo-propylenowy; - kauczuki polisiarczkowe, nazywane także tiokolami; - kauczuk silikonowy; - kauczuk uretanowy; - kauczuk butadienowy (polimer butadienu), obecnie rzadko stosowany. Kauczuk butadienowo-styrenowy używany jako materiał elektroizolacyjny zawiera zazwyczaj dodatek kauczuku naturalnego. Gumy z tego kauczuku mają podobne własności chemiczne jak kauczuk naturalny, są jednak bardziej odporne na starzenie. Pod wpływem działania izolacyjnych olejów mineralnych pęcznieją i ulegają rozpuszczeniu; są materiałem palnym. Kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy jest bardziej odporny na starzenie i działanie podwyższonej temperatury niż kauczuk naturalny. Jego dużą zaletą jest odporność na działanie olejów mineralnych i wielu rozpuszczalników organiczny b29b ch, która wzrasta ze zwiększeniem udziału akrylonitrylu. Kauczuk chloroprenowy charakteryzuje się dobrą elastycznością i małym odkształceniem trwałym. Jest materiałem trudnopalnym. Jest odporny na działanie ozonu oraz olejów mineralnych. Kauczuk butylowy, dzięki całkowitemu wysyceniu podwójnych wiązań, które następuje w procesie wulkanizacji, jest odporny na starzenie w warunkach atmosferycznych (działanie tlenu, ozonu, promieniowania słonecznego itp.). Wykazuje bardzo małą przepuszczalność gazów (ok. 10-krotnie mniejszą niż kauczuk naturalny). Jest odporny na działanie wielu substancji chemicznych, wielu kwasów, ługów, alkoholi i ketonów; jest jednak nieodporny na działanie olejów mineralnych. Zalicza się go do materiałów palnych. Kauczuk etylenowo-propylenowy otrzymywany przez polimeryzację mieszaniny 55-60% etylenu z 40-45% propylenu, nie zawiera podwójnych wiązań i nie może być z tego względu wulkanizowany siarką. Wulkanizacja siarką jest możliwa dopiero po dodaniu do mieszanki odpowiednich monomerów dienowych. Najczęściej do wulkanizacji tego kauczuku stosuje się nadtlenki. Wulkanizowane kauczuki etyleno-propylenowe są sztywniejsze niż kauczuk naturalny; wykazują dużą odporność na działanie czynników atmosferycznych i chemicznych. Ich zaletą jest niska temperatura kruchości (ok. -95C). Własności mechaniczne wulkanizatu etyleno-propylenowego są pośrednie między wulkanizatami kauczuku naturalnego i kauczuku butadienowego. Wulkanizacja kauczuków polisiarczkowych (tiokoli) następuje w wyniku utleniania wiązań siarczkowych pod wpływem ogrzewania np. z tlenkiem cynku lub nadtlenkiem benzoilu. Wulkanizaty są odporne na działanie olejów, rozpuszczalników oraz czynników atmosferycznych. Wykazują małą przepuszczalność par i gazów. Ich wadą jest mała wytrzymałość na rozciąganie, duża ścieralność oraz przykry, drażniący zapach. Kauczuki silikonowe dzieli się na wulkanizowane na gorąco (dwualkiloarylopolisiloksan) i wulkanizowane na zimno (dwumetylopolisiloksan) pod wpływem utwardzaczy z grupy związków metaloorganicznych (np. organicznych związków cyny), amin i in. Kauczuki silikonowe wulkanizowane na gorąco mają lepsze własności niż wulkanizowane na zimno. Charakteryzują się one dużą, trwałą elastycznością i są odporne na wiele czynników chemicznych np. na słabe kwasy i zasady, oleje mineralne nie zawierające aromatów i freon. Pęcznieją natomiast pod wpływem węglowodorów aromatycznych i chlorowcopochodnych. Do ich zalet należy mała wartość tangensa kąta strat, zależna w niewielkim stopniu od temperatury (do 200C) i częstotliwości oraz znacznie większa (ok. ośmiokrotnie) przewodność cieplna w porównaniu z innymi kauczukami, a także hydrofobowość, odporność na utlenianie oraz odporność na działanie pleśni i mikroorganizmów. Zakres temperatur roboczych, w których stosuje się kauczuki silikonowe, wynosi od -90 do +320C, z tym że dla większości wyrobów ogranicza się on do temperatur od -55 do +250C. Kauczuki silikonowe należą do materiałów trudnopalnych. Kauczuki uretanowe otrzymuje się w wyniku reakcji łańcuchowego poliuretanu o niezbyt dużej masie cząsteczkowej, nazywanego potocznie prepolimerem, ze związkami dwufunkcyjnymi o czynnych atomach wodoru (zazwyczaj glikoli lub dwuamin). Kauczuki uretanowe odznaczają się bardzo dobrą elastycznością, wytrzymałością na rozdzieranie oraz odpornością na działanie olejów. Wykonuje się z nich najczęściej wkładki amortyzujące i uszczelki. Zmiękczacze (plastyfikatory) nadają kauczukowi cechy ułatwiające jego przetwarzanie oraz ułatwiają rozproszenie napełniacza w mieszance gumowej. Większość – zmiękczaczy wpływa korzystnie na własności dielektryczne gum. Istnieje wiele odmian zmiękczaczy; do częściej stosowanych należą: wazelina techniczna, parafina, kwas stearynowy i kalafonia. Termoplasty Polietylen Polietylen (PE) otrzymuje się przez polimeryzację etylenu, którego głównym źródłem są produkty krakingu gazu ziemnego lub ropy naftowej. Wyróżnia się dwie metody polimeryzaeji etylenu: - wysokocisnieniową (od 1500 do 3000 at lub 105 Pa); - niskociśnieniową (1 at lub 105 Pa lub nieco wyższe). W temperaturze otoczenia (20-5C) zawartość fazy krystalicznej polietylenu niskociśnieniowego wynosi ok. 75% i zmniejsza się ze wzrostem temperatury. Przypuszcza się, że zmiany struktury - z amorficznej na krystaliczną, zachodzące w różnych warunkach, mogą powodować tworzenie mikroskopijnych szczelin, w których pod wpływem dużych natężeń pola elektrycznego powstają wyładowania niezupełne. Polimer wysokociśnieniowy ma w ponad 60% strukturę krystaliczną. Amorficznokrystaliczna struktura polietylenu decyduje o jego giętkości i twardości. Wysokie temperatury, w których przeprowadza się polimeryzację wysokociśnieniową, sprzyjają przebiegowi procesów powodujących tworzenie rozgałęzień w makrocząsteczce polietylenu, co narusza regularną budowę polimeru. Przy polimeryzacji niskociśnieniowej prowadzonej w niższych temperaturach wystąpienie reakcji tworzenia rozgałęzień jest mniej prawdopodobne. W konsekwencji polietylen niskociśnieniowy odznacza się strukturą znacznie bardziej regularną (złożoną wyłącznie z łańcuchów) niż wysokociśnieniowy. Umożliwia to lepsze upakowanie" cząsteczek polimeru, a więc większą krystaliczność oraz gęstość. Różnice te powodują wyraźny podział polimerów na polietylen o małej, średniej i dużej gęstości. Polietylen wykazuje skłonność do utleniania się. Powyżej 120C proces ten prowadzi do utworzenia grup polarnych, które wywierają wpływ na własności dielektryczne. Można przypuszczać, że katalizatory polimeryzacji (aktywatory), zawierające tlen, reagują z węglowodorami, tworząc polarne grupy (OH lub O-OH). Zjawisko to zaobserwowano zwłaszcza przy walcowaniu polietylenu. Dodatek stabilizatorów (np. poliizobutylenu) wpływa korzystnie na stabilizację własności polietylenu w warunkach narażeń cieplnych; dotyczy to zwłaszcza takich własności, jak stratność dielektryczna i rezystywność. Polietylen - jako materiał niepalny - wykazuje dużą odporność na działanie silnych kwasów i zasad. Istnieją jednak różnice w zachowaniu się polietylenu w zależności od gęstości. Dotyczy to przede wszystkim wrażliwości na działanie rozpuszczalników polarnych (np. acetonu i alkoholi). O ile polietylen o małej gęstości ulega działaniu tych związków, o tyle polietylen o dużej gęstości jest na nie całkowicie odporny. Ze względu na tendencję polietylenu do pękania pod wpływem naprężeń mechanicznych oraz działania rozpuszczalników, stosuje się w elektrotechnice dwie odmiany polietylenu modyfikowanego: kopolimer z 5% 1-butenu (CH= CH-CH2 -CH3) oraz polietylen sieciowany, stosowany przede wszystkim w kablach. Sieciowanie polietylenu polega na wytwarzaniu poprzecznych wiązań między łańcuchami polimeru w dwojaki sposób: - W drodze napromieniowania dużą energią (promieniowanie elektronowe o energii 1 MV na 1 cm grubości polimeru); - W drodze chemicznej, dzięki działaniu nadtlenków organicznych. W tym drugim przypadku zostaje wykorzystana zdolność nadtlenków organicznych do tworzenia rodników. Rodniki te wbudowywują się w ogniwa łańcuchów polimeru. Wprowadzenie obcych" związków chemicznych do polimeru powoduje jego zanieczyszczenie, co z kolei wpływa niekorzystnie na własności dielektryczne wyrobu. Pierwsza z wymienionych metod sieciowania pozwala uzyskać wyrób o lepszych własnościach dielektrycznych. Mimo niewątpliwych zalet, ma jednak ograniczone zastosowanie. Jest kosztowna i nie nadaje się do elementów o większych rozmiarach i grubości. Wyroby z polietylenu sieciowanego wykazują większą odporność na temperaturę, większą odporność chemiczną na działanie kwasów, zasad i rozpuszczalników organicznych. Wyroby te, jak już nadmieniono, nie wykazują tendencji do pękania pod wpływem naprężeń i środowisk ciekłych, mają jednak nieco gorsze wartości mechaniczne. Do ważniejszych zastosowań polietylenu w elektrotechnice należy zaliczyć izolację kabli, folie kondensatorowe oraz kształtki. W tych odmianach polietylenu, od których nie wymaga się dobrych własności dielektrycznych, stosuje się wypełniacze zmniejszające koszt mieszanki, a polepszające charakterystyki mechaniczne. Do najczęściej stosowanych wypełniaczy należą sadze. Polietyleny z domieszką sadzy są stosowane jako materiał półprzewodzący, np. na ekrany kabli elektroenergetycznych. Innym wypełniaczem jest węglan wapnia, który nie nadaje jednak polietylenowi tak dobrych własności mechanicznych jak sadza. Poliproprlen Polipropylen (PP) otrzymuje się przez polimeryzację wysokociśnieniową propylenu. Najlepsze własności ma polimer o budowie sferycznej izotaktycznej, charakteryzujący się wysokim stopniem krystaliczności. Jego ciężar cząsteczkowy wynosi od 80 000 do 500 000; własności elektryczne są zbliżone do polietylenu. Cechą szczególną polipropylenu jest jego mała masa właściwa (od 0,90 do 0,91 g/cm3). Polipropylen utlenia się dość łatwo w wyższych temperaturach (poniżej 90C), ale jest mniej palny niż polietylen. Temperatura topnienia polipropylenu wynosi od 165 do 170C, maksymalna temperatura pracy od 120 do 140C. Kopolimer złożony z 60% etylenu i 40% propylenu, sieciowany chemicznie (w obecności nadtlenku), ma własności zbliżone do kauczuku naturalnego. Jego szczególnie korzystne cechy elastoplastyczne wykorzystuje się przy produkcji cienkich folii (o grubości począwszy od 8 pm) i włókien. Potrójny kopolimer - etylenu, propylenu: 1,4 heksadienu daje kauczuk. Poliizobutylen Poliizobutylen (PIB) otrzymuje się w drodze polimeryzacji izobutylenu (syntetycznego lub otrzymywanego z ropy naftowej). W zależności od czasu trwania reakcji otrzymuje się produkty o różnym ciężarze cząsteczkowym M - od konsystencji cieczy do ciała stałego o dużej elastyczności (M > 80 000). Rozpuszczalność, elastyczność i odporność na niskie temperatury poliizobutylenu są lepsze niż polietylenu i polipropylenu. Polimer zachowuje elastyczność do -70C. Jest odporny na działanie środowisk utleniających. W temperaturze pokojowej wytrzymuje długotrwałe działanie kwasu azotowego, ozonu i tlenu. Nie ulega destrukcji w powietrzu o temperaturze do 120C. Kopolimeryzacja poliizobutylenu z izoprenem prowadzi do otrzymania kauczuku butylowego. Polistyren Styren otrzymuje się w wyniku reakcji benzenu i etylenu. Łatwo dostępne surowce oraz wysoki stopień technologicznego opanowania przytoczonej syntezy sprawiają, że styren jest jednym z najtańszych monomerów. Polistyren jest odporny na działanie wielu czynników chemicznych. Jako polimer niepolarny wykazuje bardzo dobre własności elektryczne. jego budowa strukturalna (charakter wiązań elementów łańcucha) ma decydujący wpływ na własności mechaniczne. W makrocząsteczce polimeru występują pierścienie benzenowe. Zbudowany z nich łańcuch jest sztywny, na skutek działania dużych sił międzycząsteczkowych. Ułożenie elementów łańcucha polimeru przy nieregularnym rozkładzie pierścieni benzenowych uniemożliwia tworzenie form krystalicznych. W konsekwencji więc własności mechaniczne polistyrenu nie są zbyt dobre. Duża twardość i kruchość jest powodem małej wytrzymałości na udar oraz małej odporności na korozję naprężeniową. Wydatną poprawę własności mechanicznych uzyskuje się przez kopolimeryzację z innymi monomerami. Polichlorek winylu i jego kopolimery Zastąpienie jednego atomu wodoru w etylenie przez atom chloru prowadzi do otrzymania chlorku winylu. Wykorzystywaną w tym celu reakcją jest zazwyczaj reakcja acetylenu z chlorowodorem Otrzymany dzięki tej reakcji monomer w stanie gazowym o temperaturze wrzenia -14C polimeryzuje w ośrodku wodnym. Polimeryzację prowadzi się dwiema metodami: emulsyjną i suspensyjną. Metodą emulsyjną otrzymuje się polichlorek winylu (PCV) w postaci miałkiego proszku, metodą suspensyjną - w postaci ziarenek. Polichlorek winylu otrzymany metodą emulsyjną bywa bardziej zanieczyszczony, co sprawia, że wytwarzane z niego tworzywa charakteryzują się gorszymi własnościami dielektrycznymi i znacznie większą chłonnością wody niż tworzywa z polichlorku winylu uzyskanego metodą suspensyjną. Jedną z najbardziej charakterystycznych cech polichlorku winylu jest jego duża odporność chemiczna na ługi, kwasy i liczne związki organiczne. Polichlorek winylu mięknie w temperaturze przekraczającej 85C i można go formować przez prasowanie w temperaturze ok. 145C. Wyrób prasowany jest sztywny i dość kruchy, wobec czego wszędzie tam, gdzie jest wymagana przede wszystkim elastyczność (np. izolacja przewodów), używa się go w postaci uplastycznionej. Własności dielektryczne uplastycznionego polichlorku winylu zależą w znacznym stopniu od użytego plastyfikatora (najczęściej estrów wyższych alkoholi), a także innych dodatków i są zazwyczaj gorsze niż własności dielektryczne czystego polichlorku winylu. Obserwuje się także dość duże różnice wartości wytrzymałości dielektrycznej. Stwierdzono, iż bardzo niewielki dodatek dwufenyli powoduje pogorszenie własności dielektrycznych tworzywa, lecz czyni je bardziej odpornym na działanie niskich temperatur. Dodatkowym czynnikiem, który może mieć wpływ na własności elektryczne polichlorku winylu są mechaniczne zjawiska relaksacyjne. Materiał trwale naprężany może w ciągu pewnego czasu od chwili zdjęcia naprężenia wykazywać zwiększenie przenikalności elektrycznej. Pod działaniem ciepła i światła słonecznego polichlorek winylu ulega rozkładowi z równoczesnym wydzielaniem chlorowodoru. Proces ten ogranicza dodatek stabilizatorów. Starzenie polichlorku winylu plastyfikowanego jest dwuetapowe; występuje ono podczas produkcji, pod wpływem obróbki mechanicznej, oraz - później - podczas użytkowania. W wyniku działania podwyższonej temperatury jest możliwa zmiana własności mieszaniny wskutek stopniowej utraty plastyfikatora. Obserwuje się wówczas poprawę własności elektrycznych i pogorszenie własności mechanicznych (twardnienie, kruchość), przy równoczesnym zmniejszeniu się masy właściwej tworzywa. Polichlorek winylu ulega rozkładowi przy temperaturze 140C. Szybkość rozkładu potęguje się z dalszym wzrostem temperatury i przy 400C dochodzi do rozkładu 52% masy. Oprócz chlorowodoru powstają wówczas nienasycone węglowodory podatne na utlenianie. Własności mechaniczne i odporność na temperaturę zależą od stopnia polimeryzacji. Przy zwiększonym stopniu polimeryzacji zwiększa się wytrzymałość mechaniczna, twardość i odporność cieplna. Po dodatkowym chlorowaniu (zastąpieniu atomów wodoru atomami chloru z 55 do 65% wagowo) własności te polepszają się jeszcze bardziej. Obecność dużej ilości chloru czyni polichlorek winylu materiałem trudnopalnym. Kopolimeryzacja chlorku winylu prowadzi do uzyskania tworzyw o zmodyfikowanych własnościach. I tak na przykład kopolimer z chlorkiem winylidenu (Vinylit) ma lepsze własności elektryczne, mniejszą przenikalność i mniejszą stratność dielektryczną. Kopolimer z nitrylem jest bardziej miękki, ma natomiast gorszą elastyczność. Ważniejsze wyroby z polichlorku winylu stosowane w elektrotechnice - to izolacja niskonapięciowa (do 10 kV) przewodów i kabli oraz powłoki kabli zarówno ziemnych, jak i w wykonaniu morskim. Policzterofluoroetylen Policzterofluoroetylen (PTFE) otrzymuje się w wyniku wymiany atomów wodoru w etylenię na atomy fluoru. Produktem jest czterofluoroetylen - gaz skraplający się w ? i polimeryzujący przy podwyższonym ciśnieniu. Policzterofluoroetylen stosuje się w elektrotechnice jako tworzywo izolacyjne i konstrukcyjne odporne na niskie i wysokie temperatury (od -160 do 250C). Najbardziej znaną, nazwą handlową policzterofluoroetylenu jest Teflon. Politereftalan etylenu Politereftalan etvlenu (PET) otrzymuje się z kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego. Polimer stanowi mieszaninę fazy bezpostaciowej i fazy krystalicznej w różnym stosunku w zależności od technologii wytwarzania i obróbki. Dzięki bardzo dobrym własnościom mechanicznym, cieplnym i elektrycznym politereftalan etylenu znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach elektrotechniki, a także często w elektronice (kształtki, folie i włókna). Politlenek fenylenu Politlenek fenylenu (PPO) jest tworzywem o dużych zaletach przetwórczych i dobrych własnościach elektrycznych w zakresie temperatur od -60 do ok. 190C. Poliwęglan Poliwęglan (PC) otrzymuje się w drodze kondensacji dwuwodorotlenowych fenoli z fosgenem. Ze względu na to, że poliwęglan łączy w sobie własności tworzyw termoutwardzalnych i termoplastycznych, wyodrębnia się go zazwyczaj spośród pozostałych związków wielkocząsteczkowych typu poliestrowego. Do ciekawszych cech tego tworzywa zalicza się wysokie temperatury topnienia fazy krystalicznej i zeszklenia (co jest korzystne przy przetwarzaniu), bardzo dużą odporność na działanie promieni świetlnych (min. nadfioletowych), promieniowania jonizującego i czynników atmosferycznych. Odporność cieplna polimeru w zależności od rodzaju podstawników mieści się w zakresie od 130 do 140C. Poliwęglan jest odporny na działanie oleju mineralnego i wykazuje małą absorbcję wody; nie jest odporny na rozpuszczalniki aromatyczne, a także na działanie alkaliów i stężonych kwasów. Poliwęglany można łatwo formować metodą wtrysku na kształtki, rury oraz i folie. Duroplasty Tworzywa fenolowo-formaldehydowe Żywice fenolowo-formaldehydowe otrzymuje się w wyniku polikondensacji formaldehydu z fenolami. Jeżeli proces polikondensacji jest prowadzony w temperaturze ok. 100C w środowisku alkalicznym przy nadmiarze formaldehydu, otrzymuje się żywice typu rezoli (o budowie liniowej). Żywice te są rozpuszezalne i topliwe. Pod wpływem dalszego ogrzewania (utwardzania) przy wyższych temperaturach rezole przechodzą (poprzez stadium pośrednie - rezitole) w rezity. Inny typ żywic fenolowo-formaldehydowych otrzymuje się w wyniku polikondensacji fenoli z formaldehydem przy niedomiarze formaldehydu w środowisku kwaśnym. Żywice te noszą nazwę nowolaków; są pozbawione grup reaktywnych (hydroksymetylowych) i w związku z tym nie zachodzi w nich proces sieciowania w podwyższonej temperaturze. Przejście nowolaku w rezol, a następnie w rezit, następuje pod wpływem ogrzewania go w obecności aldehydu lub aminy (najczęściej urotropiny tj. sześciometylenoczteroaminy). Żywice fenelowo-formaldehydowe stosuje się do wyrobu klejów i lepiszcz lub, po dodaniu utwardzacza i wypełniaczy, do wyrobu tłoczyw. Otrzymywane wyroby wykazują mierne własności elektryczne oraz brak odporności na łuk i prądy pełzające. Charakteryzują się bardzo dobrymi własnościami mechanicznymi. Ich dodatkową zaletą jest niska cena. Tworzywa melaminowo-formaldehydowe Żywice te otrzymuje się przez polikondensację melaminy i formaldehydu. W stanie utwardzonym wykazują dobrą stabilność chemiczną, dużą odporność na działanie płomienia; tworzywa na ich osnowie z napełniaczami nieorganicznymi można uważać za niepalne. Są bardzo odporne na działanie łuku i wyładowania powierzchniowe. Pozostałe własności elektryczne są korzystniejsze niż żywic fenolowo-formaldehydowych, zwłaszcza przy zwiększonej wilgotności. Przedstawione zalety tych tworzyw przesądziły o ich stosowaniu na elementy izolacyjne pracujące w atmosferze dużej wilgotności, w atmosferze zapylonej lub zawierającej aktywne chemicznie zanieczyszczenia. Tworzywa z napełniaczem azbestowym lub łupkiem mielonym są stosowane na komory łukowe. Tworzywa epoksydowe Związki epoksydowe należą do klasy połączeń heterocyklicznych. Charakterystyczną cechą ich budowy jest obecność trójczłonowego pierścienia oksycyklopropanowego (epoksydowego) złożonego z dwu atomów węgla i jednego atomu tlenu. Trójczłonowy pierścień odznacza się znacznym napięciem spowodowanym deformacją kierunków wiązań tlenu. Jest to przyczyną dużej reaktywności związków epoksydowych. Bardzo istotną własnością żywic epoksydowych jest dobra przyczepność do materiałów, m. in. do metali, co wykorzystuje się podczas łączenia elementów konstrukcyjnych lub izolacji (klejenie lub zalewanie). Własności żywic epoksydowych można modyfikować dodając zmiękczacze i wypełniacze: ich ilości w stosunku do &
Niewidoczna nanopowłoka przenika w strukturę metalu na mikropoziomie wypiera wilgoć w 100%. Ochronne właściwości produktów Nanoprotech pozwalają na wyeliminowanie dużych wydatków związanych z naprawą i użytkowaniem wszelkiego typu pojazdów, łodzi, ale także dronów, helikopterów i samolotów rc.
Styropian Inaczej polistyren ekspandowany, piankowy. Jest to materiał izolacyjny porowaty otrzymywany z polistyrenu w wyniku spieniania granulek, które łączą się ze sobą pod działaniem wysokiej temperatury i ciśnienia, zwiększając jednocześnie wielokrotnie swoją objętość. Dzięki porowatej strukturze styropian jest lekki i ma bardzo niski współczynnik przewodności cieplnej (dobrą izolacyjność termiczną). Styropian jest wrażliwy na działanie niektórych związków chemicznych: rozpuszczalników organicznych (aceton, rozcieńczalniki farb, terpentyna), amoniaku, węglowodorów nasyconych (alkohol), benzyny, olejów, smarów, nafty i produktów ropopochodnych (smoła). Dlatego do przyklejania styropianu nie wolno używać lepików na zimno, lepików smołowych i klejów zawierajacych rozpuszczalniki organiczne. Materiały budowlane takie jak cement, wapno, gips nie maja szkodliwego wpływu na styropian. W budownictwie stosuje się styropian samogasnący , czyli taki, który po zapaleniu nie podtrzymuje ognia i zaraz gaśnie. Płyty ze styropianu występują w kilku odmianach, różniących się przede wszystkim twardością. Twardość zależy od gęstości - styropian o największej gęstości jest najtwardszy. Płyty o większej gęstości i twardości (EPS 200-250) stosuje się do izolacji podłóg (narażonych na znaczne obciążenia), stropów i stropodachów. Ze względu na bardzo dużą wytrzymałość stosowane są w budownictwie drogowym i konstrukcjach inżynierskich, a także jako izolacja stropów pod wylewki betonowe, stropodachów, posadzek hal przemysłowych i magazynów. Płyty styropianowe odmiany EPS 250 do wykonania dachów zielonych, odwróconych i użytkowych. Płyty o wysokiej gęstości i twardości (EPS 100) dzięki swej dużej wytrzymałości na ściskanie stanowią idealny materiał izolacyjny do podłóg na gruncie, pod wylewki betonowe, do stropodachów oraz do ogrzewania podłogowego. Krawędzie płyt mogą być niefrezowane lub też frezowane na dwa sposoby (na zakładkę lub na pióro - wpust). Płyty o średniej gęstości i twardości (EPS 70-80) stosuje się do ocieplenia ścian od zewnątrz w metodzie lekkiej mokrej, do ocieplenia ścian trójwarstwowych (jako warstwę wewnętrzną między ścianą wewnętrzną konstrukcyjną i zewnętrzną ściana elewacyjną), dachów stromych i stropodachów. Płyty miękkie (EPS 50) stosuje się do izolacji poddaszy i dachów drewnianych. Płyty mają krawędzie gładkie lub frezowane. Płyty elastyczne stosowne są do izolacji akustycznej stropów w technologii podłogi pływającej w pomieszczeniach o obciążeniu użytkowym do 5kPa (we wszelkiego rodzaju budownictwie mieszkaniowym oraz budynkach użyteczności publicznej: hotele, szpitale, szkoły, biblioteki). Izolację można wykonywać na stropach bez lub z ogrzewaniem podłogowym. Płyty akustyczne osiągają stosunkowo wysokie wartości wskaźnika izolacyjności akustycznej zróżnicowane zależnie od grubości materiału: 26 dB (płyta o grubości 17 mm) do 32 dB (płyta o grubości 43 mm). Grubość płyt po wbudowaniu zmniejsza się o 2-3 mm. Płyty elastyczne (akustyczne) jak każdy styropian są również izolatorem pod ogrzewanie podłogowe mają wyżłobienia przeznaczone do prowadzenia przewodów (ogrzewanie wodne) lub naklejoną folię aluminiową (ogrzewanie elektryczne). Wełna mineralna (skalna) Wełnę mineralną wytwarza się ze skał, przetapiając je na włókna, następnie łączy za pomocą lepiszcza bitumicznego. Potem jest prasowana, formowana i przycinana, w wyniku czego otrzymuje się wyroby o różnej gęstości i różnych kształtach. Jest niepalna. Płyty z wełny mineralnej są produkowane jako: miękkie, półtwarde twarde Różnią się gęstością objętościową i właściwościami izolacyjnymi. Płyty miękkie mają gęstość 60 kg/m2. Płyty półtwarde występują w odmianach 80, 100, 120, twarde w odmianach 150, 170, 180 (liczba oznacza gęstość w kg/m2). Płyty z wełny mineralnej przewidziane są do wbudowania w konstrukcje domu. Wykorzystuje sie je również do ocieplania budynków metodą lekką mokrą i lekką suchą. Płyty miękkie stosuje się do izolacji podłóg poddaszy nieużytkowych, stropów drewnianych i sufitów podwieszanych a także ścianek działowych z płyt gipsowo-kartonowych. Płyty twarde i półtwarde stosuje się do izolacji podłóg poddaszy użytkowych, stropodachów płaskich, ścian zewnętrznych. Maty z wełny mineralnej są produkowane w postaci prostokątnych arkuszy lub rulonów. Ich powierzchnia jest wykańczana siatką z drutu ocynkowanego, folią aluminiową, siatką z drutu ocynkowanego i folią aluminiową lub welonem szklanym. Najczęściej produkowane są o grubościach od 20 do 120 mm i długości 2000 do 9000 mm. Zastosowanie w budownictwie: izolacja podłóg poddaszy nieużytkowych, podłóg na legarach, dachów krokwiowych. Wełna szklana Wytwarzana jest z włókien szklanych. Podobnie jak w przypadku styropianu i wełny mineralnej, cechą decydującą o właściwościach termoizolacyjnych jest gęstość. Płyty z wełny szklanej mają powierzchnię wykończoną papierem impregnowanym, welonem szklanym lub folią aluminiową. Stosowane są do izolacji ścian zewnętrznych i działowych. Maty z wełny szklanej są produkowane w postaci arkuszy pokrytych jedno, lub dwustronnie, osnową z tektury falistej, papieru bitumowanego, welonu szklanego. Znajduje zastosowanie do izolacji dachów stromych, stropów, ścian zewnętrznych (tradycyjnych i szkieletowych). Maty lamelowe składają sie z kawałków nasyconej żywicą wełny szklanej oklejonych papierem impregnowanym albo folią aluminiową zbrojoną siatką szklaną. Stosuje się je do izolacji cieplnej rur, kotłów, zbiorników, podgrzewaczy wody. Pianka poliuretanowa To izolacja termiczna nowej generacji, bardzo dobrze sprawdzająca się zarówno jako nanoszona metodą natryskową od wewnątrz, przed montażem płyt gipsowo - kartonowych, jak i na krokwiowo w postaci płyt. Bardzo dobrze izoluje termicznie i akustycznie niwelując mostki termiczne. Nanoszona natryskowo w ciągu kilku sekund znacznie zwiększa swoją objętość - nawet 100 krotnie, szczelnie wypełniając wolne powierzchnie. Sztywna pianka w postaci płyt, montowana bezpośrednio pod pokrycie dachowe zapewnia wyjątkową szczelność i umożliwia ciekawe aranżacje poddasza (odsłonięte krokwie). Piankę twardą nanoszoną metodą natryskową możemy z powodzeniem stosować pod wylewkę, zwłaszcza w pomieszczeniach, w których ważne jest uzyskanie maksymalnej wysokości przy zachowaniu dużych walorów izolacji termicznej i akustycznej. Papy izolacyjne Papy izolacyjne stosuje sie jako dolną warstwę przy izolacji dachów i stropodachów, do wielowarstwowych izolacji przeciwwilgociowych i przeciw wodnych ścian. Jest to wyrób, którego warstwę nośną stanowi osnowa nasycona materiałem bitumicznym. Folie hydroizolacyjne Folia - arkusz z metalu lub tworzywa sztucznego o równomiernej, zwykle niewielkiej z tworzyw sztucznych (polietylenu, poliestru, poliamidu, polipropylenu) mogą zawierać plastyfikatory, barwniki lub wypełniacze a ich własności fizyczne zmieniają się w szerokim hydroizolacyjne stosuje się do: izolacji przeciwwilgociowej poziomej fundamentów, ścian, podłóg oraz izolacji przeciwwilgociowej i zabezpieczania izolacji przeciw wodnej pionowej ścian piwnic i fundamentów w budynkach. Są płaskie albo wytłaczane, wykonane z polietylenu albo polichlorku winylu. Mogą być dodatkowo zbrojone tkaniną poliestrową lub polipropylenową. Izolacja akustyczna Nadmierny hałas możemy zlikwidować lub zmniejszyć przez: eliminację lub wytłumienie drgań w samym źródle, poprawienie izolacyjności akustycznej przegród, czyli wyciszenie ścian, stropów, okien i drzwi. Największą skuteczność izolacji uzyskuje się, stosując wyciszenie od strony, z której powstają dźwięki. Niestety jest to często trudne lub niemożliwe. Zwykle nie mamy innego wyboru niż wykonanie izolacji w swoim własnym domu lub mieszkaniu. Dźwięki mierzymy w decybelach (dB). Hałas ustalony to taki, dla którego poziom dźwięku zmienia się w czasie nie więcej niż o 5 dB. Hałas nieustalony to taki, dla którego zmiany poziomu dźwięku są większe niż 5 dB (hałas z przerwami to również hałas nieustalony). Dopuszczalny poziom hałasu zależy od: funkcji budynku, przeznaczenia pomieszczenia, pory dnia. Dopuszczalny poziom dźwięku przenikającego do mieszkania ze wszystkich źródeł hałasu usytuowanych na zewnątrz nie może przekroczyć: w ciągu dnia: 40 dB dla pomieszczeń mieszkalnych i 45 dB dla kuchni i pomieszczeń sanitarnych, w porze nocnej: 30 dB dla pomieszczeń mieszkalnych i 40 dB dla kuchni i pomieszczeń sanitarnych. Wskaźnik izolacyjności akustycznej przegrody - liczba decybeli, którą jest w stanie stłumić przegroda.
Materiał izolacyjny PVC polichlorek winylu (zwany dalej PVC) jest mieszaniną stabilizatorów, plastyfikatorów, uniepalniaczy, smarów i innych dodatków dodawanych do proszku PVC.W zależności od różnych zastosowań i różnych właściwości drutu i kabla formuła jest odpowiednio dostosowywana.Po dziesięcioleciach produkcji i
Nowoczesne izolacje Skuteczna izolacja termiczna to przede wszystkim dobry materiał izolacyjny. Jednak to nie tylko styropian czy wełna mineralna. Producenci wciąż udoskonalają swoją ofertę, dając nam możliwość większego wyboru. Prezentujemy nowe materiały izolacyjne, które można zastosować podczas planowania ocieplenia domu. Autor: archiwum muratordom Płyty z polistyrenu ekstrudowanego są odporne na wodę, uszkodzenia mechaniczne, korozję biologiczną i nie żółkną pod wpływem promieniowania UV. Poleca się je głównie na strefy przyziemia. Ich λ wynosi 0,036-0,033 W/(m·K). Mogą też mieć wytłaczaną powierzchnię, która zwiększa przyczepność zapraw klejowych Nowoczesne izolacje termiczne mają lepsze parametry cieplne niż tradycyjne materiały. Ich współczynnik przewodzenia ciepła λ osiąga wartość od 0,040 (jak w standardowych ociepleniach) do nawet 0,031 W/(m·K). Zawdzięczają to równomiernemu zwiększeniu gęstości – grubsze płyty mają strukturę zwartą, podobnie jak cienkie, więc ich parametry są zbliżone (dotąd grubsze płyty miały zdecydowanie gorszą izolacyjność). Taka zwarta budowa sprawia też, że izolacja jest mniej nasiąkliwa i bardziej odporna na czynniki zewnętrzne. Dzięki temu można się nie obawiać jej zamoknięcia, gdyby po przyklejeniu ocieplenia do ściany trzeba było na jakiś czas przerwać prace. Nienasiąkliwy materiał nadaje się także do stosowania w podziemnych częściach budynku lub fragmentach narażonych na bezpośredni kontakt z wodą lub ze śniegiem – na ścianach piwnicy czy cokołach. Styropian z domieszką, czyli neopor Izolacyjność płyt styropianowych poprawiło też zastosowanie domieszki grafitu. Z małych grafitowych cząstek powstaje granulat (neopor), który się przetwarza w srebrnoszare płyty. Można również łączyć go z tradycyjnym granulatem styropianowym, tworząc płyty w szare kropki. Płyty z neoporu mają mniejszą gęstość i są lżejsze niż styropianowe, ale ich parametry cieplne są lepsze. Można więc stosować cieńszą warstwę izolacji, oszczędzając surowiec, przy zachowaniu wymaganej izolacyjności przegród. Dodatkowo grafitowe cząstki odbijają promieniowanie cieplne, co jeszcze bardziej ogranicza ucieczkę ciepła z wnętrza domu, i zwiększają odporność styropianu na promieniowanie UV, dzięki czemu wolniej się starzeje. Srebrnoszary kolor płyt sprawia też, że podczas układania ocieplenia domu w słoneczny dzień wykonawcy nie są narażeni na uciążliwe zjawisko odblasku. Autor: archiwum muratordom Płyty z polistyrenu ekstrudowanego są odporne na wodę, uszkodzenia mechaniczne, korozję biologiczną i nie żółkną pod wpływem promieniowania UV. Poleca się je głównie na strefy przyziemia. Ich λ wynosi 0,036-0,033 W/(m·K). Mogą też mieć wytłaczaną powierzchnię, która zwiększa przyczepność zapraw klejowych Autor: archiwum muratordom Szare płyty mają współczynnik przewodzenia ciepła λ=0,035-0,032 W/(m·K), są łatwew obróbce i odporne na starzenie. Dzięki temu, że zawierają domieszki grafitu, odbijają promieniowanie cieplne pochodzące z wnętrza domu, co jeszcze polepsza ich izolacyjność Materiał izolacyjny szybki w montażu? To możliwe Coraz częściej inwestorom zależy na jak najszybszym zakończeniu budowy. Zwracają więc uwagę na czas prowadzenia prac i przerw technologicznych – na przykład wymagany okres schnięcia ścian. Niektóre materiały można układać na podłożach wilgotnych – są to wyroby nienasiąkliwe, które jednocześnie umożliwiają odprowadzanie pary wodnej na zewnątrz budynku. Do niedawna takie rozwiązanie było możliwe tylko przy użyciu twardych płyt z wełny mineralnej. Obecnie można stosować również płyty styropianowe – perforowane albo z podłużnymi rowkami na wewnętrznej stronie, którymi powietrze odprowadza wilgoć na zewnątrz. Ponieważ są lekkie, nadają się nawet do starych budynków. Mówiąc o bezspoinowych systemach ociepleń ścian, nie można też zapomnieć o fundamentach, cokołach czy ścianach piwnic. Tam izolacja powinna być nienasiąkliwa i wytrzymała. W newralgicznych strefach można więc układać płyty ze styropianu o obniżonej nasiąkliwości albo z polistyrenu ekstrudowanego. Dzięki ich zamkniętokomórkowej strukturze są odporne nie tylko na wodę i na uderzenia, ale również na korozję biologiczną. Są przy tym łatwe w obróbce i bardzo trwałe. Ocieplenie domu bez spoin Bezspoinowy system ociepleń dotyczy również domów szkieletowych. Tam najczęściej jako izolację wykorzystuje się elastyczne płyty z włókien drzewnych. Mogą też mieć rdzeń ze styropianu lub wełny kamiennej osłonięty z obu stron warstwami wełny drzewnej. Takie płyty mają współczynnik przewodzenia ciepła λ na poziomie 0,035-0,050 W/(m·K). Ściany można także izolować litymi, pozbawionymi włókien płytami mineralnymi, bardzo wytrzymałymi i odpornymi na wilgoć. Są nieszkodliwe dla zdrowia i środowiska, ale wymagają innych zapraw klejowych niż tradycyjne materiały, dlatego aby uniknąć błędów, powinno się skorzystać z pełnego systemu ociepleniowego oferowanego przez ich producenta.
. materiał izolacyjny stosowany w elektrotechnice
