Popularność płyt warstwowych PIR w polskich realiach

W aspekcie materiałów termoizolacyjnych należy podkreślić, że w połączeniu z wysoką wilgotnością największe zagrożenie dla trwałości i efektywności termoizolacji stanowią znaczne amplitudy temperatur. Roczne są oczywiste, ale nie wolno zapominać o amplitudach dobowych – wahania temperatur w ciągu doby potrafią zachodzić wielokrotnie, co jest szczególnie istotne w aspekcie przechodzenia przez 0°C (zamarzanie/rozmarzanie).

Rozpiętość tych wahań jest niebagatelna – bez najmniejszego problemu możemy sobie wyobrazić (lub przypomnieć) temperaturę -25°C nad ranem, gdy 2 godziny później wskutek działania słońca powierzchnia elewacji lub dachu osiąga +15°C. To oznacza dość gwałtowny skok temperaturowy zarówno w czasie, jak i wartości. Stała, nawet bardzo niska temperatura zewnętrzna nie jest tak krytyczna dla trwałości materiałów budowlanych, jak jej systematyczne, relatywnie dynamiczne wahania.

Ten aspekt i wynikająca z niego bezpośrednio trwałość pianek poliuretanowych niewątpliwie jest zasadniczym powodem wzrostu zainteresowania rozwiązaniami wykorzystującymi rdzenie poliuretanowe (PUR/PIR) kosztem wełny mineralnej (WM) i styropianu (EPS). Dowiedz się więcej >>

Nieustanny wzrost popularności płyt warstwowych z rdzeniem poliuretanowym (PUR/PIR) jest nie do podważenia. Jeszcze ok. 2010 roku sprzedaż płyt warstwowych z rdzeniem styropianowym (EPS) sięgała 50% udziału w rynku. Według danych z 2015 roku w Polsce rynek płyt warstwowych podzielony był następująco:

• płyty z rdzeniem styropianowym EPS – 20%,
• płyty z rdzeniem z wełny mineralnej WM – 8%,
• płyty z rdzeniem PUR/PIR – 72%.

W 2018 roku te proporcje wyniosły już:

• EPS – 5%,
• WM – 15%,
• PUR/PIR – 80%,

co zdecydowanie świadczy o dynamicznym wzroście udziału płyt z rdzeniem PUR/PIR.

Powyższe cyfry są ewidentnym odzwierciedleniem tendencji rynkowych. W każdym z przedstawionych przypadków wzrost udziału płyt warstwowych z rdzeniem PIR/PUR rośnie r/r, przy czym w grupie rdzeni poliuretanowych standardem staje się poliizocyjanurat PIR kosztem PUR. Wzrost udziału płyt z rdzeniem WM w stosunku do danych z 2015 roku powiązać można niewątpliwie z wymaganiami odporności ogniowej, jakim muszą odpowiadać obiekty budowlane, szczególnie w odniesieniu do niektórych branż produkcji przemysłowej, które być może w większym stopniu zdominowały rynek inwestycji budowlanych. Z pewnością jednak wzrosty udziałów rynkowych zarówno płyt z rdzeniem WM, jak i PUR/PIR dokonały się kosztem produktów z rdzeniem EPS.

W aspekcie termoizolacyjności PUR i PIR są materiałami praktycznie zamiennymi o współczynniku l = 0,021–0,024 W/(m·K), (tj. około 70–80% lepszymi od EPS i WM), zatem powszechna w branży tendencja zamiany PUR na PIR wynika z innych względów niż wyższy opór termiczny. Najważniejszym z nich jest zdecydowanie wyższa klasa odporności ogniowej i reakcji na ogień PIR w porównaniu do PUR. W przypadku klasycznego poliuretanu PUR wskutek działania ognia zniszczenie łańcuchów chemicznych następuje w ok. +200°C.

PIR natomiast tę granicę ma znacznie przesuniętą do wartości ok. +300°C, co oznacza poprawę parametru o 50%. Ponadto PIR w przypadku oddziaływania ognia tworzy sztywną, zwartą zwęglinę, która izoluje wnętrze rdzenia izolacyjnego przed dalszą penetracją płomieni i wysokiej temperatury, poprawiając tym samym nośność (R), szczelność (E) i izolacyjność ogniową (I) płyty warstwowej. Płyty warstwowe z rdzeniem PIR osiągają klasę odporności ogniowej EI60 (dla płyt dachowych REI30), podczas gdy płyty warstwowe z rdzeniem PUR zwykle osiągają ten parametr o stopień niżej na poziomie EI30 (REI15). Czytaj dalej na ten temat >>

W praktyce oznacza to wydłużenie bezpiecznego czasu ewakuacji z płonącego budynku. Ta 30-minutowa klasa odporności ogniowej dla płyt dachowych (REI30) stanowi górny pułap wymagań określonych w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, dotyczących przekryć dachowych. Z wyjątkiem zatem budynków i obiektów specyficznych, niestandardowych, wymagających wyższej niż 30-minutowa klasy odporności ogniowej, płyty warstwowe z rdzeniem PIR stanowią właściwe rozwiązanie dla blisko 100% projektowanych przekryć dachowych.

Płyty warstwowe z rdzeniem PIR w porównaniu do WM i EPS mają najwyższą wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie. Stanowi to o ich daleko wyższej stabilności parametrów izolacyjnych i stałości parametrów użytkowych. W kwestii parametrów mechanicznych nie zauważa się mierzalnych, czy też istotnych różnic pomiędzy płytami z rdzeniem PUR i PIR.

O wiele istotniejsze są jednorodność i homogeniczność tych pianek. W tym aspekcie reżim technologiczny jest dostatecznie istotny, aby mieć decydujące znaczenie dla zapewnienia deklarowanych wartości parametrów nośności płyt warstwowych PUR i PIR. Nie jest to jednak wyłącznie domena płyt z rdzeniem PUR/PIR – reżim technologiczny jest równie istotny także dla płyt z EPS i WM. Rdzenie wełniane i styropianowe są bowiem klejone do okładzin stalowych.

Te rodzaje płyt warstwowych również wymagają sezonowania poprodukcyjnego przez określony czas i w odpowiednich warunkach termicznych. Brak tego etapu procesu produkcji może skutkować niewłaściwym usieciowaniem kleju, znaczną utratą przyczepności rdzenia do okładziny stalowej i tym samym brakiem deklarowanych parametrów wytrzymałości mechanicznej. Jest to szczególnie istotne w przypadku niewielkich firm, nieposiadających odpowiedniego zaplecza do „ciepłego” magazynowania przez określony czas po produkcji. Oczywiście w okresie letnim nie jest to aż tak krytyczne, jak w sezonie jesienno-zimowym.

Pod względem kosztów należy rozpatrywać wszystkie rodzaje płyt warstwowych, uwzględniając nie tylko koszt zakupu, ale całościowy koszt realizacji. Porównując równoważne termicznie płyty warstwowe PIR, WM i EPS, należy zwrócić uwagę, że płyty WM i EPS, które w praktyce są termicznie równoważne, aby odpowiadać tym samym wytycznym projektowym muszą być grubsze od analogicznych płyt PIR o ok. 70%. W zależności od wielkości inwestycji przekłada się to na odpowiednio większe koszty transportu, rozładunku, transportu pionowego i kosztów montażu – przy takich dysproporcjach grubości koszt wkrętów do płyt WM czy EPS może być nawet 3-krotnie większy.

Inną ważną konsekwencją doboru rdzenia płyt warstwowych jest także ich ciężar. O ile waga płyt dachowych z rdzeniem PIR (125 mm, 12 kg/m²) jest zbliżona do płyt z EPS (210 mm, 12 kg/m²), o tyle waga płyt z rdzeniem WM (210 mm, 27,5 kg/m²) może stwarzać już utrudnienia konstrukcyjne, logistyczne i montażowe, wymagając specjalistycznego sprzętu (np. trawersów lub dźwigów o innych parametrach), a także większych przekrojach konstrukcji pierwszo- i drugorzędowej, stóp lub ław fundamentowych, ilości robót ziemnych itp.

Pomimo zdecydowanej przewagi udziałów rynkowych płyt z rdzeniem PIR i różnic w parametrach technicznych, zdecydowanie należy unikać kategorycznych stwierdzeń, że dany rodzaj płyt warstwowych jest najlepszy w sensie obiektywnym. W aspekcie odporności ogniowej liderem zawsze będą oczywiście rozwiązania z rdzeniem WM (EI240, REI180), dalej plasują się płyty z rdzeniem PIR (EI60, REI30), a najsłabiej wypadają te z rdzeniem EPS (E60, RE30), jednak należy je analizować w powiązaniu z klasą odporności pożarowej obiektu i jego przeznaczeniem. Innymi słowy – najlepszy produkt to taki, który zapewnia rozwiązanie optymalne.

Jeżeli obiekt musi odznaczać się jednocześnie wysoką, wręcz ponadstandardową odpornością ogniową i akustyczną, to optymalnym rozwiązaniem będą płyty z rdzeniem z WM, jednak w przypadku, gdy priorytetowo traktowana będzie trwałość, izolacyjność termiczna, a odporność ogniowa w standardowym, wymaganym Ustawą zakresie właściwe będzie zastosowanie płyt z rdzeniem PIR. Płyty warstwowe z rdzeniem EPS nadal uważane są za rozwiązanie „ekonomiczne”. To błędne rozumowanie, gdyż wielokrotnie zdarzało się, że płyty PIR w grubości równoważnej termicznie były rozwiązaniem tańszym nie tylko w całościowej realizacji, ale także w zakupie.