Ocieplenie dachu pod system fotowoltaiki. Czy masa i gęstość izolacji ma znaczenie

To, że panele fotowoltaiczne „zdobywają” coraz więcej przestrzeni na dachach budynków w Polsce, jest jasne… jak słońce. To, co budzi pewne wątpliwości, to odpowiedni dobór warstw umożliwiający spełnienie wymagań towarzyszących montażowi konstrukcji balastowych dla tego typu systemów. W tym kontekście szczególną rolę odgrywa wytrzymała izolacja termiczna. Wybierając konkretne rozwiązanie, warto być czujnym i uzbroić się w odpowiednią wiedzę – przekazy marketingowe producentów nie zawsze pokrywają się z realnymi wyznacznikami przydatności wyrobu do danego zastosowania.

Podstawową rolą izolacji termicznej dachu płaskiego jest – jak podpowiada logika – ograniczanie strat ciepła z ostatniej kondygnacji, co przekłada się na większą efektywność energetyczną budynku. W przypadku instalacji fotowoltaicznej, dodatkowo dochodzi konieczność przenoszenia obciążeń generowanych zarówno przez same panele solarne, jak i konstrukcje balastowe, nie wspominając o ekipach montażowych i serwisowych poruszających się po dachu. Oznacza to, że warstwa ocieplenia powinna być w stanie przenosić obciążenia rzędu nawet kilkuset kilogramów na 1 m2, bez deformacji materiału, która otwiera furtkę dla uporczywych problemów z wilgocią i mostkami termicznymi.

Z uwagi na dobre parametry termoizolacyjne, mechaniczne, akustyczne i przeciwogniowe, powszechnie wykorzystywanym materiałem do izolacji dachów płaskich, szczególnie tych z dodatkowymi obciążeniami, jest wełna mineralna, a dokładnie jej najbardziej wytrzymała odmiana, czyli wełna kamienna (skalna). W porównaniu do wełny szklanej, cechuje się ona większą gęstością i ciężarem; w warunkach ewentualnego pożaru wytrzymuje również wyższe temperatury rzędu nawet 1000°C. Dla porównania, dla wełny szklanej maksymalna temperatura wynosi 700°C.

Wełna wełnie nierówna, czyli jak czytać oznaczenia produktów

Wraz z wejściem Polski do Unii Europejskiej w 2004 roku, wszystkie materiały budowlane dopuszczone do obrotu w naszym kraju muszą posiadać oznaczenie CE. Oznacza ono, że dany wyrób jest zgodny z tzw. normami zharmonizowanymi, czyli normami określającymi właściwości użytkowe danego przedmiotu, przyjętymi przez europejskie organy normalizacyjne. Aby móc uzyskać znak CE dla produktu, producent wystawia dla niego Deklarację Właściwości Użytkowych (DoP).

W przypadku izolacji z wełny mineralnej (szklanej lub kamiennej), zharmonizowana norma EN 13162:2012 + A1:2015 wprowadza trzy zasadnicze kryteria świadczące o – co kluczowe szczególnie z punktu widzenia konstrukcji dachów płaskich – wytrzymałości danego rozwiązania i jego gotowości do przejmowania obciążeń mechanicznych:

wytrzymałość na ściskanie przy 10% deformacji, CS(10) – zgodnie z normą EN 826

wytrzymałość na obciążenie punktowe, PL(5) – zgodnie z normą EN 12430

wytrzymałość na rozciąganie prostopadłe do powierzchni, TR – zgodnie z normą EN 1607

Czy masa i gęstość wełny ma znaczenie?

Wymienione wyżej kryteria pozwalają ocenić przydatność danego produktu do zastosowania np. w charakterze izolacji termicznej dachu fotowoltaicznego. Pierwsze z nich odpowiada na pytanie, jakie obciążenie należy przyłożyć, by grubość materiału uległa deformacji o 10%. Przykładowo, wartość 100 kPa oznacza, że dana płyta wytrzyma nacisk wynoszący niecałe 10 200 kg/m2.

Warto w tym miejscu wyczulić się na to, co możemy niekiedy znaleźć w przekazach marketingowych producentów. Zanim wprowadzono w Polsce obowiązek testowania wyrobów izolacyjnych pod kątem znormalizowanych norm europejskich, powszechnie stosowaną metodą oceny przydatności wełny mineralnej była jej gęstość oraz, pośrednio, waga. Jest to kryterium nieprecyzyjne, lecz pomimo upływu blisko dwóch dekad, niekiedy wciąż można spotkać się z tego typu argumentacją.

Jak to wygląda w praktyce?

– Gęstość wełny mineralnej w pewien ogólny sposób określa jej przydatność do konkretnych zastosowań, aczkolwiek z uwagi na pewną nieprecyzyjność, nie można jej traktować jako wyznacznik wytrzymałości danego produktu. Nie bez przyczyny zharmonizowana norma europejska nie wymaga, aby producenci podawali gęstość płyt do izolacji dachów płaskich – wyjaśnia Łukasz Kondracki, ekspert firmy Owens Corning PAROC Polska. – Kluczowy wpływ na charakterystykę wełny ma jakość i stabilność produkcji, która nawet przy stosunkowo niedużej gęstości i masie, pozwala wytwarzać płyty o bardzo wysokiej wytrzymałości, klasyfikowanej zgodnie z obowiązującymi normami – dodaje.

Nowoczesne technologie produkcji kontra ślad węglowy

Dodatkowym argumentem przemawiającym za tym, aby nie traktować gęstości i masy wełny mineralnej jako czynnika decydującego o jej wytrzymałości, jest… odpowiedzialne podejście do kwestii zmian klimatu. W kontekście izolacji dachów fotowoltaicznych, aspekt ten nabiera na znaczeniu podwójnie.

– Aby wyprodukować płytę dachową z wełny mineralnej o dużej gęstości, potrzeba nie tylko więcej surowców, ale też energii, aby je wytopić w piecach i obrobić w gotowy produkt. Innymi słowy, zwiększa się ślad węglowy wyrobu, mierzony za pomocą tzw. wskaźnika GWP. W przypadku nowoczesnych projektów budowlanych, które m.in. poprzez wykorzystanie odnawialnych źródeł energii oraz zastosowanie zrównoważonych rozwiązań pragną ograniczyć swój wpływ na otoczenie i ubiegać się o certyfikacje typu LEED czy BREEAM, czynnik ten staje się szczególnie istotny – podsumowuje Łukasz Kondracki