Jak dobrać odpowiednią grubość izolacji termicznej w budynkach?

Współczynnik przenikania ciepła przez ściany oraz dachy zależy w głównej mierze od grubości, a także rodzaju zastosowanych materiałów do wykonania ich izolacji termicznej. Jego wartość ma natomiast ogromne znaczenie, chociażby ze względu na wysokość rachunków za ogrzewanie podczas użytkowania budynku. Jak wobec tego dobrać odpowiednią grubość izolacji termicznej w budynkach, aby uzyskać właściwe parametry izolacyjne?

Jaka jest optymalna wartość współczynnik przenikania ciepła?

Według obecnie obowiązujących przepisów budowlanych współczynnik przenikania ciepła U powinien wynosić minimalnie 0,23 U, choć warto zadbać o to, aby był on niższy. Przy czym warto wtrącić, że słowo niższy nie jest tutaj wcale pomyłką. Współczynnik przenikania ciepła U im jest bowiem niższy, tym zastosowana termoizolacja zapewnia lepszą izolacyjność. Warto o tym pamiętać, gdyż kwestia związana z odczytywaniem tego wskaźnika jest jedną z najczęstszych przyczyn źle dobranej grubości izolacji cieplnej. 

Wracając jednak do pytania, optymalną wartością wskaźnika przenikania ciepła dla przegród ściennych jest więc U na poziomie 0,20 W/ (m²K), uzyskanie tego na poziomie 0,23 W/ (m²K) jest jednak także już zadowalające.  

Jak obliczyć potrzebną grubość materiału do uzyskania określonej wartości współczynnika U?

Aby móc obliczyć potrzebną grubość materiału izolacyjnego do uzyskania pożądanej wartości wskaźnika przenikania ciepła należy wziąć pod uwagę nie tylko samą izolacyjność materiałów, ale także przewodność cieplną konstrukcji ściany, która może być różna ze względu na zastosowane do jej wykonania materiały. Przykładowo współczynnik lambda dla:

• bloczków silikatowych wynosi 0,80 W/(mK),
• bloczków z betonu komórkowego typu 600 wynosi 0,13 W/(mK),
• pustaków szczelinowych wynosi 0,45 W/(mK). 

Chcąc więc wyliczyć przybliżoną grubość materiału izolacyjnego, należy dokonać obliczeń według poniższych wskazówek. Naszą przykładową ścianą jest więc ściana o grubości 25 centymetrów wykonana z pustaka szczelinowego.

1. Wyliczenie ciepłochronności muru

Aby wyliczyć ciepłochronność muru, należy podzielić współczynnik lambda danego materiału, z jakiego jest on wykonany, przez jego grubość. Wobec tego:

U muru = 0,45 W/ (mK) x 0,25 m = 1,80 W/ (m²K)

 

Jak więc widać sam mur nie pozwala uzyskać minimalnego oporu cieplnego dla przegrody ściennej, na poziomie wynoszącym 0,23 W/ (m²K), wymaga on więc zastosowania materiałów izolacyjnych. 

1. Wyliczanie potrzebnej ciepłochronności izolacji do uzyskania optymalnego wskaźnika przenikania ciepła

Wyliczanie potrzebnej ciepłochronności izolacji wymaga posłużenia się wartością oporu cieplnego R będącej odwrotnością współczynnika przenikania ciepła. Musimy także wyliczyć nasze R1, który uzyskamy się poprzez podzielenie grubości muru przez lambdę materiału, z jakiego jest on wykonany. 

Wobec tego: 

R1 = 0,25 m x 0,45 W(mK) = 0,55 m²K/W

 

Skoro chcemy więc uzyskać po zastosowaniu docieplenia wartość U na poziomie 0,23, wartość pożądanego R wynosi:

R = 1/U = 1/0,23 W/ (m²K) = 4,35 W/ (m²K)

 

Po odjęciu od R-R1 uzyskamy wobec tego wartość izolacyjności cieplnej, jaką powinien posiadać materiał izolacyjny. Czyli:

R-R1 = 4,35 W/ (m²K) - 0,55 W/ (m²K) = 3,8 W/ (m²K)

 

1. Obliczanie potrzebnej grubości izolacji termicznej

Skoro już wiadomo, że zastosowany materiał izolacyjny powinien mieć izolacyjność cieplną na poziomie 3,8 W/ (m²K) można w prosty sposób obliczyć grubość wykonywanej z jego użyciem izolacji. Wystarczy jedynie przemnożyć R ściany bez wartości izolacyjności muru przez lambdę danego materiału, która w przypadku maty aerożelowej o grubości 3 mm wynosi 0,018. Czyli: 

Grubość izolacji cieplnej aerożelem = 3,8 × 0,018 = 0,68 metra = 6,8 centymetra.

 

W przypadku kiedy do izolacji ściany miałaby być użyta wełna mineralna, o współczynniku przenikania ciepła lambda 0,040, grubość izolacji tego samego muru musiałaby natomiast wynosić 0,15 metra, czyli 15 centymetrów.

Jak więc widać to jaką grubość powinna mieć izolacja termiczna, aby zapewnić optymalny współczynnik przenikania ciepła przegrodzie, zależy także od stosowanego do jej wykonania materiału. W przypadku pomieszczeń o niewielkiej powierzchni użytkowej lepiej więc postawić na aerożele, za pomocą których wykonana izolacja może być o ponad 2,5 razy cieńsza w porównaniu do popularnej wełny mineralnej.