Poniższy artykuł opracowano w oparciu o stan prawny obowiązujący w momencie powstania tego artykułu.
Redakcja nie gwarantuje aktualności tekstu w okresie późniejszym, jak również nie ponosi odpowiedzialności za ew. stosowanie się do zawartych w nim zaleceń.

Ekologiczne izolacje termiczne budynków

Jeszcze nie tak dawno rozważania na temat ekologicznego budownictwa traktowane były w kategorii nowinek i rzadko uwzględniano je myśląc o poważnych projektach. Czasy się jednak zmieniły. Zrównoważony rozwój budownictwa stał się faktem. Dzisiaj mało kto kwestionuje potrzebę uwzględniania wpływu powstającego obiektu na lokalny krajobraz i ekosystem. Nadmierne zużycie energii oraz generowanie odpadów nie są już powszechnie bagatelizowane. Potencjalne zagrożenia dla środowiska związane z powstaniem budynku oraz jego eksploatacją powinny być uwzględniane jako niezbędne parametry projektowe.
 

Najważniejszymi celami zrównoważonego rozwoju budownictwa jest minimalizacja ingerencji w lokalny ekosystem oraz unikanie szkód środowiskowych. Są one realizowane przez następujące środki zapobiegawcze:

  • architekturę osadzoną w klimacie – lekceważenie lokalnych warunków klimatycznych doprowadziło do istotnego wyeksploatowania surowców naturalnych i jest źródłem ogromnego zapotrzebowania na energię;
  • zachowanie naturalnej roślinności oraz zwierząt – ze szczególnym naciskiem na ochronę krajobrazu, a także skupisk roślinności i siedlisk gatunków nie tylko zagrożonych;
  • ograniczenie zapotrzebowania na energię – korzystną orientację budynku, skuteczną izolację termiczną, wykorzystanie efektywnych systemów grzewczych oraz źródeł odnawialnych;
  • zastosowanie ekologicznych technik i materiałów budowlanych przyjaznych środowisku – pochodzenia naturalnego bądź z recyklingu oraz możliwych do odzyskania i ponownego przetworzenia lub kompostowania;
  • minimalizację odpadów i zanieczyszczeń – na etapie budowy i eksploatacji;
  • oszczędzanie wody.

 

 

Ekologiczna ocena materiałów budowlanych

Aby można było mówić o budownictwie ekologicznym, przy wyborze materiałów niezbędna jest obiektywna ocena ich parametrów środowiskowych. Dotyczy to wszystkich faz trwania produktu poczynając od wytworzenia, przez stosowanie, ewentualną recyrkulację aż do usunięcia i rozkładu. Taka ocena, będąca szczegółowym badaniem równowagi ekologicznej pozwala ustalić rzeczywisty wpływ danego materiału na środowisko. (Rys. 1)
 

W chwili obecnej nie istnieje parametr pozwalający określić przy pomocy jednej liczby pełną ocenę ekologiczną. Jedną z metod jest ocena cyklu życia LCA (Life Cycle Assessment). Jej szczegółowy opis zawarto w normach PN-EN ISO 14040:2009 oraz PN-EN ISO 14044:2006. Klasyfikacja materiałów odbywa się tu poprzez tzw. „ścieżkę ekologiczną”, która daje możliwość prześledzenia pełnego „cyklu życiowego” materiałów, a co za tym idzie rozróżnienia materiałów przyjaznych środowisku oraz niebezpiecznych.
 

Ekologiczna ocena materiałów budowlanych jest dokonywana na podstawie następujących kryteriów środowiskowo-zdrowotnych:

  • rozważne wykorzystanie zasobów naturalnych,
  • minimalizacja toksycznej emisji w fazie produkcji i w razie awarii,
  • oszczędne zużycie energii,
  • bezpieczeństwo biologiczne,
  • korzystny wpływ na zdrowie człowieka,
  • trwałość materiałów,
  • możliwość odzysku materiałów,
  • ograniczenie powstawania odpadów.

 

 

Ekologiczne materiały termoizolacyjne

Prawo budowlane stanowi, że budynki muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby ilość energii cieplnej potrzebnej do ich ogrzania była utrzymana na racjonalnie niskim poziomie. Cel ten można osiągnąć różnymi środkami. Zamiast tradycyjnego styropianu czy wełny mineralnej, warto rozważyć wykorzystanie niżej wymienionych materiałów termoizolacyjnych uznawanych za ekologiczne i zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju.
 

Włókna drzewne

Włókna drzewne są materiałem izolacyjnym wykorzystywanym w postaci mat stosowanych do termoizolacji dachów i ścian oraz w postaci luźnych włókien z drewna sosnowego służących do bezpośredniego wdmuchiwania w przegrody. Włókna drzewne posiadają istotne parametry izolacyjne oraz dużą pojemność cieplną. Materiałem łączącym je jest włókno poliolefinowe z dodatkiem fosforanu amonowego – soli mineralnej zapobiegającej rozprzestrzenianiu się ognia. Składniki te są neutralne dla środowiska i nie mają wpływu na zdrowie człowieka.
 

Włókna drzewne dzięki swoim właściwościom zapobiegają kondensacji wilgoci na elewacji, a tym samym również rozwojowi pleśni i grzybów. Posiadają korzystny wpływ na regulację poziomu wilgotności w pomieszczeniach. Materiał izolacyjny wykonany z włókien drzewnych jest biodegradowalny, ale może także zostać powtórnie użyty. Do produkcji wykorzystywane są przede wszystkim odpady z tartaków, w związku z czym można mówić o racjonalnej gospodarce leśnej. Proces produkcyjny nie powoduje wydzielania gazów cieplarnianych, a wręcz (dzięki właściwościom samego drewna) redukuje globalną ilość CO2 w atmosferze poprzez magazynowanie go we włóknach.
 

Włókna celulozowe

Włókna celulozowe odzyskiwane w procesie recyklingu makulatury są wykorzystywane do produkcji materiału termoizolacyjnego. Stosowane są w postaci granulatu bez lepiszczy i aplikowane metodą wdmuchiwania. Włókna impregnowane są związkami boru zabezpieczającymi je przed rozwojem pleśni i grzybów. Dobre właściwości termoizolacyjne związane są z wysoką zawartością powietrza we włóknach oraz w przestrzeniach pomiędzy nimi.
 

Materiał termoizolacyjny z celulozy posiada zdolność do regulowania poziomu wilgotności. Wiąże on wilgoć, co jednak nie wpływa ujemnie na izolacyjność cieplną, gdyż wypełnione powietrzem przestrzenie między włóknami stanowiące ok. 70-80% materiału nie zostają wypełnione wodą. Z racji możliwej wymiany gazowej wyrównywane są stężenia, a wilgoć zostaje odprowadzona. Higroskopijność termoizolacji celulozowej pozwala na wyeliminowanie konieczności stosowania folii paroizolacyjnej.
 

Produkcja izolacji celulozowej wymaga trzydzieści razy mniejszych nakładów energii niż produkcja wełny mineralnej. Główne składniki tego materiału są w pełni ekologiczne. Celuloza pozyskiwana jest z drzew, a zatem podobnie jak ma to miejsce w przypadku izolacji z włókien drzewnych, magazynuje znaczące ilości CO2 przyczyniając się tym samym do zmniejszenia jego ilości w atmosferze. Po demontażu, granulat może zostać odzyskany i ponownie przetworzony.
 

Wełna konopna

Włókna konopne są wykorzystywane do produkcji materiału termoizolacyjnego zwanego wełną konopną. Składa się on w ponad 80% z konopi. Jako środek wiążący używany jest krochmal ryżowy bądź kukurydziany. Izolacja zabezpieczana jest sodą w celu ochrony przeciwpożarowej. Wełna konopna posiada zdolność regulacji poziomu wilgotności w pomieszczeniach. Pochłania wilgoć oraz oddaje ją bez efektu skraplania pary wodnej wewnątrz izolacji. Charakteryzuje ją niska wartość współczynnika przewodzenia ciepła, a także zdolność jego akumulowania.
 

Wełna konopna sprzedawana jest w postaci płyt, pasów lub luzem. Wszystkie materiały wykorzystywane do jej produkcji są naturalne i biodegradowalne. Po demontażu mogą być kompostowane. Tak jak w przypadku wyżej omówionych materiałów wytwarzanych z drewna, konopie mają bardzo dużą zdolność magazynowania CO2, przez co ograniczają jego ilość w atmosferze. Zjawisko to jest niezwykle istotne ze względu na bardzo szybki wzrost tej rośliny – nieporównywalny z czasem potrzebnym do wytworzenia ekwiwalentnej ilości drewna. Tempo wzrostu konopi może być porównywane jedynie ze wzrostem bambusa, przy czym konopie dobrze radzą sobie w chłodniejszym klimacie.
 

Kompozyt wapienno-konopny

Innym materiałem termoizolacyjnym wytwarzanym z konopi jest kompozyt z rozdrobnionych paździerzy konopnych łączonych spoiwem wapiennym. Pełni on podwójną funkcję: konstrukcyjno-izolacyjną. Może być wykorzystywany jako wypełnienie ścian w drewnianej konstrukcji szkieletowej, a także jako warstwa dachu lub podłogi. Porowata struktura kompozytu sprawia iż współczynnik przewodzenia ciepła przyjmuje tu niskie wartości. Kompozyt wapienno-konopny jest materiałem paroprzepuszczalnym, dzięki czemu reguluje wilgotność w pomieszczeniach.
 

Oprócz wszystkich korzyści ekologicznych właściwych dla wełny konopnej, do produkcji kompozytu wykorzystywane są paździerze – zdrewniałe części łodygi, które w innym przypadku byłyby odpadem produkcyjnym. Produkcja wapna budowlanego nie jest obojętna dla środowiska, gdyż do atmosfery uwalniane są znaczące ilości dwutlenku węgla. Jednak biorąc pod uwagę kompozyt wapienno-konopny jako całość oraz uwzględniając pełen cykl życia produktu, sytuacja ta prezentuje się nieco lepiej. Po pierwsze, w wyniku karbonatyzacji wapna pewna ilość CO2 pochłaniana jest przez samo spoiwo. Po drugie, nie można pominąć przy ocenie tego materiału znaczenia magazynowania CO2 przez drugi element kompozytu – konopie. Tak jak to miało miejsce w przypadku wełny konopnej, również kompozyt po demontażu może (po wcześniejszym rozdrobnieniu) zostać ponownie wykorzystany.
 

Perlit ekspandowany

Materiałem izolacyjnym zupełnie innej natury jest perlit ekspandowany. Perlit jest skałą pochodzenia wulkanicznego, której głównym składnikiem jest krzemionka. Zawiera on cząsteczki wody krystalizacyjnej, która wskutek podgrzewania do bardzo wysokich temperatur zamienia się w parę wodną, tworząc zamknięte, puste mikropory. Ich obecność ma znaczenie dla właściwości termoizolacyjnych materiału, gdyż ogranicza znacząco wymianę ciepła. Powstały wskutek tego procesu perlit ekspandowany zachowuje swoje pierwotne właściwości fizyczne.
 

Perlit jest materiałem w pełni naturalnym, niepalnym. Jego wykorzystanie w budownictwie nie powoduje emisji toksycznych substancji. Znajduje zastosowanie w postaci płyt do izolacji ścian oraz stropów. Za sprawą wysokiej porowatości reguluje wilgotność w pomieszczeniach. Odpady powstające z perlitowej izolacji są neutralne dla środowiska i mogą być wykorzystywane do rekultywacji zdegradowanej gleby.
 

Szkło piankowe

Na podobnej zasadzie co perlit, do ekologicznej izolacji termicznej budynków wykorzystywane jest szkło piankowe. Powstaje ono wskutek recyklingu starego szkła. Za sprawą środków pianotwórczych dodanych do roztopionego szkła powstaje porowaty materiał o korzystnych właściwościach termoizolacyjnych. Materiał ten jest wykorzystywany w budownictwie w postaci granulatu oraz płyt. Podczas jego produkcji oraz eksploatacji nie są wydzielane szkodliwe substancje, a w razie rozbiórki, odpady mogą zostać ponownie użyte do produkcji tego samego materiału.

 

Wnioski końcowe

Budownictwo ekologiczne określane również jako budownictwo zrównoważone nieustająco zyskuje na popularności. W chwili obecnej kwestia, czy warto je propagować, czy też nie, przestała być aktualna, gdyż jego rozwój jest koniecznością. Trend ten jest nieodwracalny. To, co dzisiaj uważane jest za ekologiczne, za 15-20 lat będzie najprawdopodobniej standardem. Stosowanie rozwiązań korzystnych dla środowiska naturalnego będzie na porządku dziennym. Przyszłość mają materiały o walorach ekologicznych, tzn. takie do produkcji których wykorzystuje się ograniczoną ilość surowców, powstające na drodze neutralnych dla zdrowia i otoczenia procesów oraz dające się odzyskiwać i ponownie przetwarzać. Budownictwo ekologiczne jest trendem, którego żaden przedsiębiorca budowlany nie powinien dłużej ignorować.

 

 

Bibliografia:

  • PN-EN ISO 14040:2009, „Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu życia. Zasady i struktura”.
  • PN-EN ISO 14042:2002, „Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu życia. Ocena wpływu cyklu życia”.
  • Strona internetowa: www.izolacje.com.pl
  • Strona internetowa: www.tworzywa.com.pl
  • „Vademecum Budownictwo Energooszczędne 2015” - Wydawnictwo Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa Sp. z o.o.