Tworzywa sztuczne w budownictwie – gdzie i dlaczego się je stosuje?

• ok. 19%udział budownictwa w zapotrzebowaniu na tworzywa w Polsce (2020)
• ok. 4,1 mln tłączne zapotrzebowanie przetwórców tworzyw w Polsce (2020)
• 0,022–0,042współczynnik λ [W/(m·K)] typowych izolacji z tworzyw

Czym są tworzywa sztuczne i jakie rodzaje stosuje się w budownictwie?

Tworzywa sztuczne to materiały, których podstawą są polimery – syntetyczne lub modyfikowane naturalne – z dodatkiem stabilizatorów, plastyfikatorów, wypełniaczy, pigmentów i środków uniepalniających. W budownictwie wyróżnia się trzy grupy:

• Termoplasty – miękną po podgrzaniu i dają się wielokrotnie przetwarzać: PVC, polietylen (PE), polipropylen (PP), polistyren (EPS, XPS), poliwęglan (PC), PMMA. To z nich powstają rury, profile okienne, folie i izolacje.
• Duroplasty (tworzywa utwardzalne) – po utwardzeniu nie miękną: żywice epoksydowe, poliestrowe, fenolowe, poliuretany sztywne (PUR, PIR). Stosowane w posadzkach żywicznych, laminatach, klejach i płytach izolacyjnych.
• Elastomery – zachowują sprężystość: EPDM, kauczuki syntetyczne, silikony, elastyczne poliuretany. Służą do uszczelek, membran dachowych i mas uszczelniających.

Gdzie stosuje się tworzywa sztuczne w domu?

Fundamenty i hydroizolacje

Ściany fundamentowe i podziemne ociepla się płytami XPS (polistyren ekstrudowany), który ma zamkniętokomórkową strukturę i bardzo małą nasiąkliwość. Przed wodą chronią je masy i membrany na bazie polimerów: masy bitumiczne modyfikowane polimerami (KMB), folie kubełkowe z PE-HD, membrany z PVC, TPO lub EPDM. Wokół budynku układa się drenaż z perforowanych rur PVC lub PE otulonych geowłókniną. Szerzej o tych rozwiązaniach w artykule o hydroizolacjach fundamentów, ścian i dachów.

Ściany i ocieplenie

Najpopularniejszym materiałem do ocieplania ścian w Polsce jest styropian (EPS) – biały lub grafitowy – w systemach ETICS. Coraz częściej stosuje się też płyty PIR i pianki PUR natryskowe, które przy tej samej grubości izolują lepiej. Z tworzyw powstają też siatki z włókna szklanego w polimerowej powłoce, kołki do mocowania izolacji, kleje i tynki akrylowe oraz silikonowe. Porównanie materiałów znajdziesz w poradniku o ociepleniu i elewacji.

Dach i poddasze

Na dachach skośnych pod pokryciem układa się membrany wysokoparoprzepuszczalne z włóknin polipropylenowych, a od strony poddasza – folie paroizolacyjne z polietylenu. Dachy płaskie kryje się membranami z PVC, TPO lub kauczuku EPDM. Z tworzyw wykonuje się też rynny i rury spustowe PVC, gonty i elementy wentylacyjne, a świetliki i zadaszenia – z poliwęglanu komorowego. Więcej o konstrukcji dachu w artykule o stropach i więźbie dachowej.

Okna i drzwi

Okna z profili PVC to najczęściej wybierana stolarka w domach jednorodzinnych w Polsce: są tanie w utrzymaniu, nie wymagają malowania, a wielokomorowe profile z dodatkowymi uszczelkami dobrze izolują. Tworzywa są też w oknach drewnianych i aluminiowych – jako uszczelki z EPDM, ciepłe ramki dystansowe i przekładki termiczne z poliamidu. O parametrach cieplnych stolarki przeczytasz w artykule okna i drzwi – dobór stolarki.

Instalacje wodne, kanalizacyjne i grzewcze

Tworzywa niemal całkowicie wyparły z domów rury stalowe i żeliwne. Nie korodują, nie zarastają kamieniem, są lekkie i łatwe w montażu:

• kanalizacja – rury PVC-U (zewnętrzna, pomarańczowe) oraz PP lub PVC (wewnętrzna, szare),
• woda zimna i ciepła – rury PP-R zgrzewane, PEX i wielowarstwowe PEX/AL/PEX lub PE-RT/AL/PE-RT,
• ogrzewanie podłogowe – rury PE-RT lub PEX z barierą antydyfuzyjną,
• przyłącza wody i gazu – rury PE-HD (PE 100),
• instalacje elektryczne – izolacja przewodów z PVC lub tworzyw bezhalogenowych, rurki osłonowe (peszle), puszki i korytka z tworzyw.

Projektowanie instalacji opisujemy w artykule o instalacjach sanitarnych.

Wykończenie wnętrz

W środku domu tworzywa to m.in. panele winylowe (LVT, SPC) i wykładziny PVC, posadzki z żywic epoksydowych i poliuretanowych, listwy przypodłogowe, sufity napinane z folii PVC, farby akrylowe i lateksowe, kleje do płytek z dodatkiem polimerów, fugi epoksydowe oraz silikony i akryle sanitarne. Polimerowe płynne folie i taśmy uszczelniające stosuje się też w hydroizolacji łazienek – szczegóły w artykule o hydroizolacji pod prysznic walk-in, a o podłogach winylowych na ogrzewaniu podłogowym w tekście panele winylowe klejone czy click.

Konstrukcje i beton

• włókna polipropylenowe w betonie i wylewkach ograniczają rysy skurczowe,
• pręty kompozytowe GFRP (włókno szklane w żywicy) zastępują stal tam, gdzie grozi korozja lub potrzebny jest materiał niemagnetyczny,
• domieszki polimerowe (np. superplastyfikatory) poprawiają urabialność i wytrzymałość betonu,
• systemowe deskowania i dystanse z tworzyw, taśmy dylatacyjne, kotwy chemiczne na żywicach.

Otoczenie domu, drogi i infrastruktura

Geosyntetyki – geowłókniny, geosiatki, geokraty i geomembrany z PP, PE i PET – rozdzielają warstwy gruntu i kruszywa, wzmacniają podbudowy dróg i podjazdów, stabilizują skarpy i uszczelniają zbiorniki. Z tworzyw powstają też studzienki, zbiorniki na deszczówkę, przydomowe oczyszczalnie, kratki trawnikowe, ogrodzenia i deski tarasowe z kompozytu drewno-tworzywo (WPC). O warstwach podjazdu z geowłókniną przeczytasz w artykule o rodzajach kruszywa budowlanego.

Tabela: tworzywa sztuczne w budownictwie i ich zastosowanie

Zalety i wady tworzyw sztucznych w budownictwie

Tworzywa sztuczne a bezpieczeństwo pożarowe

Wyroby budowlane klasyfikuje się pod względem reakcji na ogień według normy PN-EN 13501-1 – w euroklasach od A1 (niepalne) do F (niesklasyfikowane), z dodatkowymi oznaczeniami wydzielania dymu (s1–s3) i płonących kropli (d0–d2). Większość tworzyw jest palna, dlatego:

• styropian do ociepleń produkuje się w odmianie samogasnącej, a cały system ociepleń bada się i klasyfikuje jako zestaw (np. jako nierozprzestrzeniający ognia),
• płyty PIR mają lepsze właściwości ogniowe niż PUR i często stosuje się je w płytach warstwowych o podwyższonej odporności ogniowej,
• w drogach ewakuacyjnych i budynkach wysokich przepisy techniczno-budowlane ograniczają stosowanie materiałów palnych i kapiących,
• przewody elektryczne w budynkach użyteczności publicznej coraz częściej mają izolację bezhalogenową, która w pożarze wydziela mniej toksycznego dymu.

Recykling i ekologia

Tworzywa w budownictwie mają długi okres użytkowania – często kilkadziesiąt lat – dlatego do odpadów trafiają znacznie później niż opakowania. Termoplasty, takie jak PVC, PE i PP, można wielokrotnie przetwarzać. Europejski program dobrowolnych zobowiązań przemysłu PVC (VinylPlus) w 2016 r. odnotował rekordowe ok. 569 tys. ton zrecyklingowanego PVC, a największą część stanowiły zużyte profile okienne. Z recyklatu powstają m.in. rdzenie nowych profili, rury kanalizacyjne i elementy drogowe.

Przy budowie domu ekologiczny wybór oznacza przede wszystkim: trwałe materiały, poprawny montaż (bez przedwczesnych wymian), oddawanie odpadów budowlanych do selektywnej zbiórki oraz – gdy to możliwe – wybór wyrobów z udziałem recyklatu. Dobra izolacja z tworzyw przez dziesięciolecia ogranicza zużycie energii na ogrzewanie, co jest istotnym elementem domu energooszczędnego.

Kierunki rozwoju

• izolacje o coraz niższym λ (płyty PIR, rezolowe, styropiany grafitowe) – cieńsze ściany przy lepszej izolacyjności,
• kompozyty z włóknem szklanym i bazaltowym jako zbrojenie odporne na korozję,
• tworzywa z recyklatu i bio-polimery w wyrobach budowlanych,
• druk 3D elementów z tworzyw i kompozytów,
• membrany „inteligentne” o zmiennej paroprzepuszczalności dostosowującej się do wilgotności.

FAQ – tworzywa sztuczne w budownictwie