Wpływ łączenia styropianu i wełny na trwałość oraz bezpieczeństwo ociepleń

Stosowane w systemie ociepleń budynków ETICS termoizolacje to styropian (EPS), wełna (MW) oraz inne (głównie poliuretany PUR i PIR). Zgodnie z danymi Europejskiego Stowarzyszenia na Rzecz ETICS (EAE), w 2024 r. udział tych termoizolacji w rynku ociepleń ETICS w Europie wynosił odpowiednio 77%, 19% i 5%. W Polsce udział styropianu jest jeszcze większy i wynosi 89% (wełna 7%, a inne materiały 4%).[1]

„Bariery ogniowe” – wzrost bezpieczeństwa pożarowego czy udziału w rynku ociepleń?

Do wzrostu zastosowania wełny w ociepleniach, w szeregu krajów Europy przyczyniły się zmiany przepisów przeciwpożarowych. W ramach zaostrzania wymagań, które uzasadniano koniecznością poprawy bezpieczeństwa pożarowego, na budynkach ocieplanych do tej pory z wykorzystaniem styropianu, wprowadzono obowiązek stosowania  pasów z wełny, nazwanych „barierami ogniowymi”. 

W Polsce pomysł wprowadzenia tego rozwiązania pojawił się po raz pierwszy w 2018 roku, w Wytycznych projektowania ocieplenia elewacji budynków z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe, wydanych przez Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Pożarnictwa (SITP) i wspierających tę organizację producentów wełny. Przedstawicieli producentów innych materiałów termoizolacyjnych ani systemodawców nie zaproszono do współpracy nad tym wydawnictwem.

Po siedmiu latach promowania „barier ogniowych” jako dobrowolnego standardu upowszechnianego przez producentów wełny i tzw. pożarników, pasy z wełny znalazły się w projekcie zmian nowego rozporządzenia w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki oraz ich usytuowanie (WT). Autorami tej propozycji byli przedstawiciele Komendy Głównej PSP, a jednocześnie członkowie władz SITP.

Czytaj również: Kontenery morskie cena – co realnie wpływa na koszt?

Rys. 1-3: Bariery ogniowe w formie pasów przeciwpożarowych z wełny mineralnej (MW) – usytuowanie. Wytyczne SITP WP-03:2028

Brak standardów stosowania i dowodów skuteczności

Kontrowersyjne  propozycje zmian rozporządzenia stały się przedmiotem analiz technicznych zespołu doradczego przy Ministerstwie Rozwoju i Technologii (MRiT), a nawet dyskusji politycznej. Nadzór nad procesem zmian rozporządzenia objęło CBA.

W toku trwających przeszło rok prac eksperckich nie wykazano, że stosownie „barier ogniowych” w ociepleniach budynków wpłynie na poprawę bezpieczeństwa pożarowego budynków. Okazało się również, że w krajach w których je wprowadzono, „bariery ogniowe” nie są jednolitym standardem i różnią się od siebie szerokością oraz rozmieszczeniem. Brak także oficjalnych danych co do ich skuteczności – w postaci statystyk potwierdzających niższą liczbę pożarów, przypadków zatrzymania, czy ograniczenia skutków pożaru. Co więcej, z uwagi na problemy wykonawcze i negatywny wpływ „barier ogniowych” na trwałość ociepleń, w szeregu krajów rozpoczęto dyskusję nad potrzebą rewizji tych wymagań.

Polska branża ociepleń alarmuje, że wprowadzenie pasów z wełny w ociepleniach ze styropianu, negatywnie wpłynie na ich trwałość. Ze względu na inną charakterystykę obu materiałów, w miejscach ich łączenia na elewacjach, nieuniknione jest powstawanie spękań. Skutki te, są widoczne na ociepleniach budynków wysokich – gdzie zgodnie z obowiązującymi obecnie wymaganiami od wysokości 25 m należy stosować wełnę. Podobne wątpliwości zgłaszają eksperci z innych krajów (zob. fotografie poniżej i powołane źródła).

Fot. 1-3 Spękania na łączeniach styropian-wełna P. Zemene, Czeskie Stowarzyszenie Producentów Styropianu 

Fot. 1-2: Spękania na łączeniach styropianu i wełny. P. Zemene, Czeskie Stowarzyszenie Producentów Styropianu

Fot. 1-4: Spękania na łączeniach styropianu i wełny. P. Zemene, Czeskie Stowarzyszenie Producentów Styropianu 

Układ ociepleń z „barierą ogniową” a ETICS – aspekty formalne

Doświadczenia z wieloletniej eksploatacji ocieplonych budynków wskazują, że ETICS, czyli jednorodne systemy ociepleń wykonane tylko z jednego rodzaju materiału ociepleniowego, zachowują swoje właściwości użytkowe przez minimum 25 lat. Ponieważ zgodnie z EAD, ETICS jako system ociepleń, zawiera wyłącznie jeden rodzaj termoizolacji, układy ze styropianem i tzw. „barierami ogniowymi”, nie stanowią ETICS. Aktualnie brak jest więc podstaw prawnych umożliwiających wprowadzanie takich rozwiązań do obrotu jako systemów ociepleń.  

Łączenie wełny i styropianu – „słabe miejsce na elewacji” 

Badania ekspertów Instytutu Techniki Budowlanej w Warszawie[2] pokazują, że tam, gdzie dochodzi do połączenia EPS i MW w ramach jednej elewacji, różnice w charakterystyce styropianu i wełny (w tym różna przewodność cieplna, rozszerzalność liniowa, nasiąkliwość i opór dyfuzyjny) mogą prowadzić do powstawania uszkodzeń warstwy wierzchniej ocieplenia. Uszkodzenia te mogą wpływać na pogorszenie krytycznych parametrów użytkowych ocieplenia.

W ramach badań, w pasie MW i w obszarze styku EPS -MW stwierdzono pęknięcia, które tworzyły gęstą sieć. W strefie bariery ogniowej zaobserwowano pęknięcia szersze niż 0,2 mm, co wskazuje na możliwość utraty wodoszczelności. Długotrwałe działanie czynników środowiskowych spowodowało pogorszenie przyczepności warstwy wierzchniej do materiału termoizolacyjnego, z przesunięciem strefy uszkodzenia w kierunku wyprawy tynkarskiej.

Badania Stowarzyszenia na Rzecz Systemów Ociepleń[3], które skupiały się m.in. na aspektach wykonawczych pokazały, że przy połączeniu EPS i MW na ociepleniu powstają przemieszczenia, które są jedynie częściowo kompensowane przez warstwę zbrojącą. Przed tworzeniem się tego typu uszkodzeń nie zabezpiecza nawet zastosowanie podwójnego siatkowania, które odracza tylko okres bezawaryjnej pracy systemu. Łączenie EPS z MW wzdłuż krawędzi płyt wymaga dodatkowej stabilizacji, co przekłada się na wyższe koszty montażu i napraw ociepleń budynku.

Fot. 1-2 Spękania elewacji wzdłuż połączenia wełny mineralnej ze styropianem, Atlas

Fot. 1 Podwójne siatkowanie nie uchroniło elewacji przed pęknięciami wzdłuż połączenia wełny mineralnej ze styropianem grafitowym, Fot. 2 Kątownik aluminiowy na połączeniu MW-EPS, 1 x siatka. Wody opadowe migrują pod system ociepleń przez rysę kształtującą się wzdłuż krawędzi połączenia. Atlas

„Bariery ogniowe” w badaniach ogniowych – „nie można stwierdzić korzyści” 

Korzyści z zastosowania „barier ogniowych” nie potwierdziły też badania porównawcze wykonane przez ekspertów z Sieci Badawczej Łukasiewicz Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych w Krakowie[4]. Mimo, że zarówno ocieplenie ETICS wykonane wyłącznie ze styropianem, jak i układy z dodatkowymi barierami z wełny o szerokości 20 cm, przeszły badania w tzw. dużej skali według metody brytyjskiej, uznawanej za jedną z najbardziej rygorystycznych w Europie, w badaniach pojawiły inne wątpliwości:

• pas z wełny, w strefie nadproża, który miał pełnić rolę „bariery ogniowej”, utrzymywał ogień na całej szerokości jeszcze przez pół godziny od ugaszenia stosu stanowiącego źródło ognia i wymagał ugaszenia w związku z koniecznością zakończenia obserwacji (tzw. „efekt knota”).
• w obszarze pasa z wełny mineralnej odnotowano bardzo wysokie temperatury, które nawet po 24 godzinach obniżyły się  jedynie nieznacznie („prawdopodobne przejście wełny mineralnej  w stan ciągłego tlenia”).

Fot. Ogień wydobywający się ze strefy pasa z wełny po zakończeniu badania i ugaszeniu źródła ognia po badaniach ICIMB. PSPS

Badania ogniowe wykonane w Instytucie Techniki Budowlanej w Warszawie[5] wskazują, że istotne znaczenie dla bezpieczeństwa pożarowego ociepleń ma zachowanie ciągłości warstwy wierzchniej, która stanowi pierwszą barierę dla ognia. Jej uszkodzenie – czy to na skutek oddziaływań mechanicznych, czy też uszkodzeń pojawiających się na skutek oddziaływań atmosferycznych, może prowadzić do obniżenia poziomu bezpieczeństwa pożarowego – bez względu na zastosowany materiał izolacyjny.

Podsumowanie

Ingerencja w rynek ociepleń, nawet uzasadniona bezpieczeństwem pożarowym budynków, powinna być przemyślana i opierać się na wynikach badań. Te, podobnie jak doświadczenia ze stosowania tego typu rozwiązań jednoznacznie wskazują, że łączenie styropianu z wełną w systemach ociepleń ETICS niesie ze sobą istotne ryzyko dla efektywności, trwałości i estetyki, a w konsekwencji także bezpieczeństwa pożarowego budynków.

Skutkiem stosowania tzw. „barier ogniowych” w warunkach eksploatacji budynku może być:

• utrata szczelności systemu oraz korozja mechaniczna  – umożliwia wnikanie wody opadowej pod warstwy izolacyjne, co prowadzi do ich degradacji, obniżenia przyczepności materiałów i rozwoju mikroorganizmów;
• obniżenie efektywności energetycznej budynku – przy różnicach w izolacyjności obu materiałów miejsca z pasami z wełny będą tworzyć mostki termiczne;
• wzrost ryzyka pożarowego – spękania elewacji oznaczają brak ciągłości warstwy wierzchniej ocieplenia, która w warunkach pożaru stanowi pierwszą barierę dla ognia.

Pasy z wełny w ociepleniach to również bardziej skomplikowane i czasochłonne wykonawstwo oraz wyższy kosztów (robocizna i materiały).

– Kurs na poprawę efektywności energetycznej polskich budynków stwarza olbrzymi potencjał rozwoju dla branży ociepleń. Kreowanie zagrożeń jako pomysł na wzrost udziału danego rodzaju wyrobu w rynku, chociaż etycznie wątpliwe, jest praktyką powszechnie spotykaną w wielu branżach. Na szczęście, w budownictwie naturalnym jest korzystanie ze sprawdzonych rozwiązań, którymi w ociepleniach są jednorodne systemy o potwierdzonej trwałości, skuteczności i bezpieczeństwie. Skutkiem nieprzemyślanej ingerencji w rynek materiałów ociepleniowych i nakazowości przepisów budowlanych mogłaby być, już za kilka lat, kolejna fala renowacji – tym razem wynikająca z konieczności usuwania wad wykonanych w ten sposób ociepleń – podsumowuje Kamil Kiejna, Prezes Zarządu Polskiego Stowarzyszenia Producentów Styropianu (PSPS).

Czytaj również: Jak mocować ocieplenie na ociepleniu? Sprawdzone rozwiązania dla trwałości i bezpieczeństwa