Različnih vrst izolacijskih materialov za tankoslojne kontaktne fasadne sisteme je na voljo vedno več, razvoj le-teh pa zasleduje dva cilja:

• doseči čim nižjo toplotno prevodnost in s tem zmanjšati debelino izolacijskih plošč iz ekspandiranega polistirena (EPS)
• uporaba trajnostno vzdržnih materialov (mineralna/kamena volna, pluta, slama … )

Toplotna prevodnost / toplotna prehodnost

Najpomembnejša lastnost toplotne izolacije je njena toplotna prevodnost.

V tehničnih smernicah Eko sklada pa je za pridobitev nepovratnih sredstev za izvedbo fasade navedena toplotna prehodnost izolacije. Ker pogosto prihaja do nesporazumov, si najprej poglejmo definiciji obeh pojmov.

Toplotna prevodnost (lambda - ʎ (W/mK)) nam pove, kakšen toplotni prevodnik je določen material. To je energija (W), ki prehaja na enoto dolžine (m) pri temperaturni razliki 1 K. Manjša kot je toplotna prevodnost, boljši toplotni izolator je material.  Lambda običajnih izolacijskih materialov se giblje med 0, 030 in 0, 050 W/mK.

Toplotna prehodnost  (U (W/m²K)) je lastnost, ki nam pove, koliko energije (W) prehaja skozi enoto površine (m²) konstrukcije pri temperaturni razliki 1 K. Gre za kompleksen izračun, ki upošteva toplotne upornosti vseh materialov, ki sestavljajo konstrukcijo kot tudi toplotne upornosti zunanjega in notranjega zraka. Manjša kot je toplotna prehodnost konstrukcije, manjše bodo izgube toplotne energije skozi toplotno-izolacijski sistem, ki je vgrajen na fasado. Toplotna prehodnost posameznega izolacijskega materiala je količnik ʎ (W/m2K) /d (m). Primer: če je vrednost ʎ 0,031 W/mK, bo pri debelini (d) plošče 13 cm toplotna prehodnost 0,238 W/m²K.

Debelina izolacije

Od investitorja je odvisno, koliko prihranka pri uporabi energije želi doseči z izolacijo in kakšno bivalno udobje si želi. S stroškovnega vidika izbira debelejše izolacije predstavlja manjši del stroška  vgradnje toplotno-izolacijskega sistema, saj strošek postavitve odra, izdelava zaključnega sloja in vsa druga dela ter materiali predstavljajo približno enak strošek ne glede na debelino izolacijskih plošč. Ravno tako ni nujno potrebno, da se točno držimo zahtev Eko sklada, torej je toplotna prehodnost lahko tudi nižja od zahtevane, največ 0,25 W/m²K. Z debelino ne gre pretiravati, saj toplotno-izolativni učinek ni premo sorazmeren s stroškom vgrajene izolacije. Na izračun optimalne debeline izolacije poleg vrste izolacije vpliva več faktorjev, kot so velikost objekta, vrsta ogrevanja in podnebje območja, v katerem se zgradba nahaja. Za večino objektov je optimalna debelina izolacije in zaključnega sloja med 20 in 25 cm. Ta predstavlja primerno razmerje med doseženo izolativnostjo in ceno fasade,  dolgoročno gledano pa omogoča tudi dovolj visok prihranek pri strošku energenta. Investicija vgradnje TIS-a se tako povrne v približno 4 letih. 

Vrste izolacijskih materialov

Za kontaktne fasade se najbolj pogosto uporablja izolacijske plošče iz ekspandiranega polistirena (okoli 80 % vseh izoliranih fasad), nato pa ji predvsem zaradi specifike objekta sledijo izolacijske plošče ali lamele iz mineralne (kamene) volne.

EPS nastane v procesu segrevanja stiropornih zrnc, pri čemer se le-ta raztezajo in obdajo zrak, s katerim zasitijo material. Nastanejo z zrakom napolnjeni mehurčki, obdani s polistirenom. Na tak način proizveden material je zelo lahek in ima zelo nizko toplotno prevodnost. Po tem postopku nastane najbolj običajen beli stiropor. Proizvajalci stiroporne izolacije so z dodatki in izboljšavami procesa razvili EPS s še nižjo toplotno prevodnostjo, manjšim vpijanjem vode, večjo mehansko trdnostjo in dimenzijsko stabilnostjo. Poleg belega stiropora poznamo tudi grafitni stiropor (črn ali siv), pri katerem vgrajeni grafitni delci odbijajo toploto in s tem zmanjšajo toplotno prevodnost za približno 20 - 25 % v primerjavi z belim stiroporom. Enostavneje povedano, je za toplotno prehodnost dovolj 13 cm debela plošča grafitnega stiropora, medtem ko je pri uporabi belega potrebna debelina plošče 18 cm. Zmanjša se tudi kondenzacija vlage na notranji steni zidu, zaradi večje gostote pa je dimenzijsko bolj stabilen, z minimalno vpojnostjo vode.

Stirodur (XPS) ima v primerjavi z EPS bolj zaprto strukturo, zato ima bistveno višjo tlačno trdnost in je dimenzijsko stabilnejši. Zaradi nizke vpojnosti vode in prej omenjenih lastnosti je primeren za izolacijo podzidkov, peripetno hidroizolacijo in izolacijo talnih površin. Od ostalih izolacijskih plošč se razlikuje tudi po barvi, ki je običajno zelena, modra, roza in podobnih tonov.

Mineralna volna je izdelana iz kamnine bazalt, od tod tudi izhaja njeno poimenovanje. Je paroprepusten izolacijski material, ki v sistemu kontaktne fasade deluje kot toplotno-izolacijski in hkrati tudi paro-izenačevalni sloj. Zaradi prehajanja vodne pare skozi zunanji zid se pri mineralni volni točka rosišča vedno pojavlja na zunanji strani sloja mineralne volne. Ker je zaključni sloj na kontaktni fasadi iz mineralne volne visoko paroprepusten (na silikatni ali silikonski osnovi), vlaga prehaja tudi skozi zaključni sloj ter se tako ne zadržuje v samem zidu. Na voljo je v ploščah za manjše vgradne debeline in v lamelah za večje.

Primerjava lastnosti izolacije iz ekspandiranega polistirena (EPS) in mineralne volne (MW)

Toplotna prevodnost EPS in MW plošč je precej primerljiva, razlikujejo pa se po drugih lastnostih, kot so gorljivost, zvočna izolativnost, paroprepustnost in nenazadnje cenovna dostopnost.

Vse navedene lastnosti veljajo za samo izolacijo. Ker pa so izolacijske plošče le ena od komponent kontaktne fasade ali toplotno-izolacijskega sistema (TIS), so s stališča učinkovitosti izbranega TIS-a zgoraj navedene lastnosti odvisne od celotnega sistema. Na lastnosti izbranega TIS-a v veliki meri vpliva tudi zaključni sloj (tankoslojni omet ali fasadna barva). Tako je recimo gorljivost TIS-a na osnovi EPS izolacije v razredu B² (težko gorljiv - material zelo malo prispeva k razvoju požara, omejen čas plamtenja, ni plamtečih delcev),  gorljivost TIS-a na osnovi MW izolacije pa v razredu A2 (negorljiv  - material ne prispeva k razvoju požara). Na mehansko trdnost in odpornost na udarce toče v veliki meri vplivamo z načinom armiranja (poznamo tudi dvojno, t.i. STRONG armiranje), na vodoodbojnost in paroprepustnost pa z izbiro ustreznega zaključnega premaza.

Izbira vrste toplotne izolacije je torej v prvi vrsti odvisna od višine zgradbe, potem pa še od investitorja, njegovih zahtev glede toplotne učinkovitosti, paroprepustnosti, mehanskih lastnosti, zvočne izolativnosti, trajnostnega vidika in nenazadnje od finančnega vložka, ki v večini primerov predstavlja skoraj najpomembnejši faktor pri izbiri ne le toplotne izolacije ampak tudi celotnega toplotno-izolacijskega sistema.

Viri:

¹ Tehnična smernica TSG-1-001: 2019 Požarna varnost v stavbah

² Klasifikacija gradbenih proizvodov glede odziva na požar (Smernica SZPV 103)