Vēlme pēc siltāka mājokļa ir teju tikpat sena kā cilvēce, galu galā siltums ir viens no dzīvības pamatnosacījumiem. Vēstures dati liecina, ka jau Senajā Ēģiptē ļaudis, lai uzturētu savus mājokļus vēsus karstajā tuksneša svelmē, tos cēla no bieziem akmeņiem un no iekšpuses aplipināja ar māliem vai dubļu kārtu. Savukārt grieķi bija pirmie, kas atklāja, ka labākai izolācijai noder gaisa spraugu veidošana sienās. Skandināvijā vikingi, lai cīnītos pret bargo salu, koka mājokļu spraugas aizdarīja ar dubļiem. Viduslaikos ēku iekštelpās siltuma noturēšanai pie sienām kāra gobelēnus un nomedīto kažokzvēru ādas. Līdz pat pagājušā gadsimta vidum, kad pasaulē tika sākta mūsdienīgu siltumizolācijas materiālu ražošana, lielākoties tika izmantoti organiski, dabā atrodami materiāli. Piemēram, Latvijā senāk ēkas siltināja ar linu spaļiem, kaņepēm, kūdru, aitu vilnu, sūnām. Starp citu, šie senie materiāli tiek izmantoti arī mūsdienās, protams, attiecīgi pielāgojot tos šodienas prasībām.

Ēku konstrukciju lielākais bieds ir mitrums. Gaisā esošais mitrums būvkonstrukcijās var iekļūt divos veidos: konvekcijas veidā kopā ar gaisa plūsmu caur spraugām konstrukcijās vai difūzijas rezultātā, izsūcoties cauri konstrukcijām. Pareizi izveidoti siltumizolācijas un ventilācijas risinājumi ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas nodrošina patīkamu ēkas mikroklimatu un komfortu: konstrukcijas būs sausas un caur tām nepārvietosies nekontrolētas gaisa plūsmas. Līdztekus no iekštelpām tiks izvadīts tur radītais mitrums, gaisa piesārņojums un smakas, to vietā ļaujot ieplūst svaigam gaisam.

Celtniecībā, lietojot siltumizolācijas materiālus, rodas iespēja samazināt ēku konstrukciju biezumu, to svaru, materiālu daudzumu un izmaksas. Siltumizolācijas materiāla galvenais uzdevums ir samazināt siltuma pārnesi, siltumenerģijas pārnešanu starp objektiem ar atšķirīgu temperatūru un siltuma zudumus ēkā. Šo īpašību mēra, izmantojot siltumvadītspējas koeficientu λ (lambda), un izsaka vatos uz metru un uz vienu kelvinu (W/mK). Siltumvadītspēja parāda, kāds siltuma daudzums vienā sekundē iziet cauri vienam siltumizolācijas materiāla kvadrātmetram, izplūstot caur 1 m biezu kārtu, kad no abām tā pusēm temperatūras atšķirība ir 1 grāds. Jo zemāka materiāla vai būvizstrādājuma siltumvadītspējas koeficienta vērtība λ, jo labākas tā izolācijas īpašības.

Mazāks siltumvadītspējas koeficienta skaitlis nozīmē lielāku efektivitāti, līdz ar to mazākus siltuma zudumus. Dažādām siltumizolācijas loksnēm šis skaitlis ir zems, mērāms ar vairākām zīmēm aiz komata – zem 0,04 W/mK, kas nozīmē – lieliski saglabā siltumu ēkā. Turpretī citiem materiāliem šis skaitlis var būt krietni augstāks, dažiem ķieģeļu un betona veidiem tas būs ap 1,0 W/mK, bet metālam šis skaitlis būs vēl lielāks, pat virs 100 W/mK, tādējādi, būdams labs siltumvadītājs, tas rada siltuma zudumus.

Jāņem vērā, ka ēkas energoefektivitātes nodrošināšanai un siltuma zudumu samazināšanai tieši siltumizolācija un norobežojošo konstrukciju, kas saskaras ar āra gaisu, efektivitāte ir viens no būtiskākajiem aspektiem, tomēr jāņem vērā, ka ir arī vairākas citas lietas, kas jānodrošina, lai sasniegtu labākos rezultātus: rekuperācijas ventilācija, ēkas hermētiskums, logu novietojums ēkā jaunbūvju risinājumā, logu efektivitāte un iestrāde, konstrukcijas bez aukstuma tiltiem un citas.

Tehnoloģijas un risinājumi attīstās, pieaug arī energoefektivitātes normatīvu prasības. Šobrīd būtiski pieaug arī energoresursu izmaksas, tāpēc ēku energoefektivitāte jeb, citiem vārdiem, samazināts enerģijas patēriņa apjoms, kas nepieciešams, lai nodrošinātu komfortablus apstākļus ēkā, kļūst arvien svarīgāks katram.

Renovācija un siltināšana šobrīd ir aktuāla, tāpēc uzņēmums "Kingspan Insulation" aicina izvērtēt un ieguldīt sava mājokļa energoefektivitātes uzlabošanā.

Šodien efektīvu siltumizolācijas materiālu mājas siltināšanai iespējams nopirkt jebkurā būvmateriālu veikalā. Tomēr, ja paraugāmies pagātnē – pirms pusgadsimta vai pat gadsimta –, siltināšanas izvēles iespējas bija ļoti ierobežotas un materiālu efektivitāte nebija augsta.

Mūsdienās tehnoloģijas un risinājumi ir krietni attīstījušies, bet pagājušā gadsimta sākumā un vidū ēku siltināšanai Latvijā izmantoja, vienkāršoti runājot, "to, kas bija pie rokas". Kā siltumizolācijas līdzekļi kalpoja dažādi materiāli – izdedži, keramzīts, māla klons, skaidas, salmi, sūnas, kūdra, tāpat arī izmantoja tekstilu vai vilnas materiālus.

Īpaša vieta Latvijā ir kokam, kas visos laikos bijis populārākais būvmateriāls. Ja mūsdienās koks joprojām tiek izmantots gan kā nesošā konstrukcija, gan kā dekoratīvais elements, bet par siltumizolāciju tiek gādāts atsevišķi, senāk to izmantoja vienlaikus gan kā nesošās konstrukcijas, gan siltumizolācijas materiālu. Piemēram, koka plankas, no abām pusēm apmestas ar apmetumu, vai arī guļbaļķu māju risinājumi. Attiecībā uz siltumizolāciju guļbaļķu ēkas pelna īpašu ievērību, jo ēkas nesošās konstrukcijas veidoja no konkrēta diametra guļbaļķiem. Šādi baļķi labi akumulēja siltumu, un, telpai atdziestot, koks atdeva uzkrāto siltumu un sasildīja iekštelpas gaisu. Spraugas starp baļķiem aizdrīvēja ar sūnām vai kaņepju virvēm. Vidusmēra guļbaļķu ēkas apsildei ziemas sezonā pietika ar aptuveni trīs steriem malkas. Tas ir tikai viens mazs piemērs tam, kā mūsu senči centās saglabāt siltumu savā mājā.

Vēl kā vēsturisku siltināmo materiālu var minēt kokšķiedras plāksnes, kuru atdzimšana vērojama arī mūsdienās. Visi minētie materiāli kalpoja kā galvenā siltumizolācija, bet ir skaidrs, ka mūsdienās, lai nodrošinātu zemas enerģijas patēriņa izmaksas un komfortu ēkā, ar to ir par maz.

Gadu desmitiem siltumizolācijas funkciju, daļēji vai pilnībā, ēkās pildīja nesošās mūra un bloku sienas. Agrāk tās bija ķieģeļu mūrējuma sienas vai 20. gadsimtā celtās dzelzsbetona paneļu māju sienas. Mūsdienās tiek piedāvāti bloku risinājumi, kas vairs neprasa atsevišķu siltinājumu. Skaidrs, ka agrāk celtās sienas ir jāsiltina, bet par mūsdienās ražoto bloku siltināšanu var diskutēt.

Bloku sienu konstrukcijas galvenais uzdevums ir nodrošināt to nestspēju, papildus nodrošinot ugunsdrošību, skaņas izolāciju, siltuma masas inerci – vasarā mūris lēnāk uzsilst, dodot vēsumu, ziemā tas lēnāk atdziest, dodot siltumu. Protams, arī nesošajai konstrukcijai kā būvmateriālam ir noteikta konkrēta siltumvadītspēja. Tā nav tik efektīva kā mūsdienu siltumizolācijas materiāliem, kam siltumvadītspēja ir 0,02–0,04 W/mK, tāpēc no blokiem celtas ēkas ir jāsiltina.

Jaunākās paaudzes bloku ražošanas tehnoloģijas nodrošina to, ka bloki kļuvuši efektīvāki, to siltumvadītspēja var būt ap 0,1–0,2 W/mK, tāpēc dažus bloku veidus ar lielāku biezumu var nesiltināt – saskaņā ar Latvijas būvnormatīviem tas teorētiski iespējams, bet arvien pieaugošās energoresursu izmaksas varētu būt iemesls, kāpēc tomēr papildus siltināt bloku ar siltumizolāciju vai izvēlēties risinājumu ar plānāku bloku un uzstādīt proporcionāli efektivitātei biezāku siltumizolāciju. Pirms vairākiem gadu desmitiem tika izmantotas konstrukcijas, kas sniedza nelielu siltumnoturības efektu. Tās bija biezas ķieģeļu sienas, skaidbetona sienas, tie bija saliktie dzelzsbetona paneļi ar tajos esošu nelielu siltinājumu. Jebkurā gadījumā to siltumvadītspēja bija orientējoši 0,5–1,0 W/mK, kas nav pietiekami sienai bez papildu siltināšanas.

Ja salīdzinām mūsdienu bloku konstrukciju un agrāko laiku mūra konstrukciju ar siltumvadītspēju, tad starpība ir redzama. Tomēr, ja vērtējam mūsdienu siltumizolācijas materiāla efektivitāti, top skaidrs, ka agrāko laiku bloku konstrukcijām ir nepietiekamas siltumizolācijas īpašības, tamdēļ tās jāsiltina. Savukārt mūsdienu bloku efektivitāte, lai arī labāka nekā agrāko laiku blokiem, tāpat ir vismaz vairākkārt zemāka nekā siltumizolācijas materiāliem. Secinājums viens – labākais rezultāts iegūstams ar bloku, kas nav biezāks par nestspējai nepieciešamo, bet ar papildus uzstādītu siltumizolāciju, tādējādi iegūstot plānāku un reizē efektīvāku kopējo sienas konstrukciju no iekšējās līdz ārējai apdarei.

Tirgū jau ilgāku laiku izšķir divu veidu materiālus, kas ļāva ieviest skaidrāku izpratni par siltumizolācijas materiālu kā tādu. Attiecībā uz siltumvadītspēju tie ir līdzīgi, bet atšķiras tādas īpašības kā ugunsdrošība, mitruma drošība, spiedes izturība un ūdens tvaiku caurlaidība/pretestība.

Šie materiāli pieejami dažādos izpildījumos – vate pieejama mīkstā, beramā un ruļļu veidā, arī cietākās loksnēs, turpretī putuplasts pieejams galvenokārt atšķirīgas cietības loksnēs. Tāpat materiālus raksturo to siltumvadītspēja, kas abiem ir līdzīga – robežās no 0,030 līdz 0,040 W/mK. Vates siltumizolācijai ir augstāka ugunsdrošība nekā putuplastam, kā arī zemāka ūdens tvaika pretestība, turpretī putuplastam ir augstāka mitruma drošība un spiedes izturība. Spiedes izturība vatei ir līdz 80 kPa cietākajām vatēm, bet putuplastam tā var būt no 60 kPa līdz pat 700 kPa, ko izmanto paaugstinātas slodzes apstākļos. Vati biežāk izmanto koka karkasa risinājumiem, arī fasādēm un jumta konstrukcijām, turpretī putuplasts ir vairāk piemērots, ja nepieciešama lielāka mitruma drošība un spiedes izturība, piemēram, pamatiem un grīdām, bet ir arī risinājumi jumtiem un fasādēm, kur to ļauj ugunsdrošība.

Šobrīd pieaugošās energoefektivitātes prasības un energoresursu izmaksas nosaka, ka šo siltumizolācijas materiālu slānim jābūt daudz biezākam, nekā tas bija agrāk. Ja pirms kāda laika normu un citu aspektu ziņā bija pietiekami ar 5–10 cm, tad šobrīd prasība ir jau 15–20 cm un pat vairāk, zemas enerģijas mājās siltumizolācijai sasniedzot pat vairākus desmitus centimetru.

Pieaugošās energoefektivitātes prasības liek domāt par efektīvāku siltumizolāciju plānākā slānī, lai ievērotu būvniecības normas un pēc iespējas samazinātu apkures izmaksas. Šie divi risinājumi spēj nodrošināt efektīvu siltināšanu ar plānu slāni – katrs paredzēts savam pielietošanas veidam.

PIR (poliuretāna) un fenolisko putu siltumizolācijas materiālu siltumvadītspēja ir gandrīz uz pusi efektīvāka nekā vates un putuplasta siltumizolācijai. To siltumvadītspējas koeficients, lambda, sasniedz pat 0,02 –0,022 W/mK, kas, salīdzinājumam, vatei un putuplastam ir 0,030–0,040 W/mK. Mazāks skaitlis nozīmē – efektīvāks, tāpēc šāda atšķirība ļauj izvēlēties vai nu gandrīz uz pusi plānāku slāni, sasniedzot to pašu siltumnoturību, vai arī atstāt siltumizolāciju tādā pašā slānī, iegūstot gandrīz uz pusi efektīvāku risinājumu.

Fenolisko putu siltumizolācija loksnēs, pateicoties zemajai ūdens tvaika pretestībai, piemērota sienām un fasādēm – apmetuma (ETICS) fasādēm, ventilējamām fasādēm, koka karkasam un betona trīsslāņu paneļiem, turpretī PIR (poliuretāna) siltumizolācija, pateicoties tvaika necaurlaidībai, augstai mitruma drošībai un spiedes izturībai (120–150 kPa), vairāk piemērota plakanajiem jumtiem, terasēm, mitrām telpām un pirtīm. Noteikti arī jānošķir putuplasta ugunsdrošība no PIR un fenolisko putu materiālu drošības. Ja pirmais materiāls (putuplasts) ir termoplastisks un saskarsmē ar uguni kūst, rada degošus pilienus un dūmus, tad otrie materiāli ir termoreaktīvi un saskarsmē ar uguni nekūst, veido ogles aizsargslāni un fenolisko putu siltumizolācijas gadījumā saskarsmē ar uguni radīto dūmu daudzums ir niecīgs.

Neliels ieskats nākotnē – risinājums, kas tirgū ir jau šobrīd. Tas ir siltumizolācijas materiāls, vakuumpanelis, kura efektivitāte ir ļoti augsta, līdz ar to pietiek ar ļoti plānu slāni, lai sasniegtu nepieciešamo.

Šos siltumizolācijas materiālus raksturo to sensacionāli zemākā siltumvadītspēja (0,007 W/mK), kas nozīmē, ka tie ir trīskārt efektīvāki par PIR un fenolisko putu siltumizolāciju un pieckārt efektīvāki par vates un putuplasta siltumizolāciju. Tomēr jāņem vērā, ka to iestrāde ir specifiskāka – nedrīkst urbt, griezt vai kā citādi bojāt to pārklājumu, kas nodrošina paneļu vakuuma efektivitāti. Tāpat to izmaksas ir krietni (vairākkārt) augstākas nekā tradicionālajiem materiāliem, tāpēc šos materiālus izmanto specifiskās vietās un nelielos apjomos, piemēram, uz jumta terasēm vai citviet, kur siltumizolācijas slānis ir ļoti ierobežots.

Ņemot vērā pieaugošās energoefektivitātes prasības, kā arī nepieciešamību pēc papildu telpas un līdz ar to plānākām konstrukcijām, kas ir izteikti tieši lielpilsētās, šie materiāli ir arvien vairāk pieprasīti un atbilstošākais risinājums atsevišķās ēku daļās.