Komplexní srovnávací test tepelných izolací: Čedičová vata, polystyren a reflexní fólie

Pro zajištění tepelné pohody v domácnosti a úspory nákladů na energie je zateplení domu klíčové. K zateplení domů se používá celá řada tepelných izolací, přičemž každá z nich má své specifické vlastnosti. Mezi základní vlastnosti patří tepelná vodivost, vzduchová neprůzvučnost, hořlavost, akumulace tepla, pevnost, nasákavost, odolnost proti UV záření, snadnost a rychlost montáže, hmotnost a v neposlední řadě cena. Žádný izolant není univerzální a vždy je potřeba při jeho výběru zohlednit to, kde a jak bude izolant použit a kolik jsme ochotni za něj zaplatit.

Většina izolací funguje na principu vzduchové izolace, kdy hlavním izolantem je všudypřítomný vzduch, který je uzavřený ve struktuře izolantu (např. polystyren, minerální vata, aerogel) a je tak omezeno vedení a proudění tepla. V případě šedého polystyrenu či reflexních fólií je díky reflexi omezena i třetí složka tepla a tím je sálání. Pokud chceme získat vlastnosti lepší než je vodivost vzduchu lambda 0,026 (při 20 °C), je potřeba nahradit vzduch plynem lepších vlastností, případně vzduch odčerpat a získat vlastnosti vakua. Plyny jako Argon či Xenon se používají např. v oknech, která tak získávají mnohem lepší tepelněizolační vlastnosti. Princip vakua je uplatněn například v některých termoskách, které díky tomu udrží vnitřní teplotu mnohem déle. Mezi stavební izolace, které využívají vlastností vakua patří vakuová izolace, která dosahuje skvělých hodnot lambda 0,007, naproti tomu např. bílý polystyren jen 0,039 (je tak skoro 6x horší).

Energetičtí poradci jsou schopni na základě změřených vlastností izolantů poměrně přesně spočítat, jak se který izolant za předem stanovených teplot bude chovat a jakou spotřebu bude budova mít. K výpočtu potřebují znát i průměrné roční teploty oblasti, kde dům bude stát a jak bude používán. Zda se vše podařilo spočítat, vyprojektovat a postavit správně pak jednoduše poznáte podle spotřebované energie (účtu za energie). Pokud však některým technologiím (či hodnotám izolací) nedůvěřujete nebo se chcete o dané izolaci dozvědět jen více, nezbývá, než si to ověřit testem (experimentem). Proto jsme se rozhodli, že izolace podrobíme měření a tím našim čtenářům lépe ukážeme, jak si která izolace vede v různých podmínkách.

Testované izolace

• Běžný bílý fasádní polystyren 70F, tl.
• Šedý fasádní polystyren 70F, tl.
• Minerální fasádní izolace tl.
• Vícevrstvá reflexní fólie Superfoil SF40, tl.

Bílý polystyren je nejběžnější a zároveň cenově nejdostupnější tepelná izolace. Sourozencem bílého polystyrenu je polystyren šedý, kde je rozdíl pouze v příměsi grafitu, který by měl díky reflexi grafitu ještě zlepšit tepelněizolační vlastnosti běžného polystyrenu.

Experiment 1: Simulační test termosky

K prvnímu experimentu nás inspirovala klasická termoska. Tento experiment se zdál jednoduchý, lehce realizovatelný a porovnatelný. Princip spočíval v tom, že se vytvoří box z izolantu, který bude simulovat termosku, a do něj se vloží ohřátá voda o určité hmotnosti a teplotě. Box, ve kterém ohřátá voda vychladne nejrychleji, bude mít nejhorší tepelně izolační vlastnosti. Byly vytvořeny 4 boxy o vnějších rozměrech 33x33x53 cm z výše vyjmenovaných izolantů. Stěny a dno boxů jsou slepeny PU pěnou, v případě reflexní fólie je použita ke slepení systémová reflexní páska. Víka boxů, kvůli snadnému a opakovatelnému přístupu, lepena nejsou. Jsou však zatížena a případné netěsnosti jsou sníženy na minimum. Do vytvořených boxů byla vložena sklenice horké vody s hmotností kapaliny 672 g. Maximální teplota kapaliny se mírně lišila (vstupní teplota byla okolo 60 °C). V danou chvíli (42 °C) je v každé sklenici stejné množství energie a současně je již ohřátý i vzduch uvnitř boxu. Předpokládali jsme, že teplota vody v boxu s horším izolantem bude klesat rychleji, než v boxu s izolantem lepším. Ukázalo se, že pokles teploty vody byl u všech boxů prakticky totožný. Z toho jsme vyvodili, že tímto způsobem kvalitu izolace nelze určit a ani změřit.

Čtěte také: Průvodce izolací z čedičové vaty

Experiment 2: Simulace zatepleného domu

Zadáním druhého testu bylo simulovat zateplený dům, ve kterém se topí na stále stejnou teplotu. Při návrhu tepelné obálky domu se obvykle počítá s výpočtovou teplotou venku (-12 °C, popř. -15 °C) a vevnitř (+20 °C). Rozdíl je tedy 32 °C, respektive 35 °C. Stejný teplotní rozdíl byl stanoven i pro náš experiment. K okolní venkovní teplotě boxů cca 10 °C, bylo přičteno 34 °C. V testu je tedy počítáno s vnitřní teplotou 44 °C a venkovní 10 °C. Kvůli rozdílným měrným tepelným kapacitám izolantům proběhne nejdříve hodinové nahřívání na finální teplotu. Až se izolanty plně nahřejí, začne oficiální měření. Výsledkem bude číselná hodnota, která nám ukáže, kolik se v boxech protopí energie na udržení stanovené teploty.

Průběh a zjištění

Při tepelném nátopu boxů se ihned ukázalo, jak který izolant akumuluje. Zatímco u polystyrenových boxů šla teplota velmi rychle nahoru, tak u minerální vaty už toto tempo bylo pomalejší, ale rozdíl nebyl dramatický. Velkým překvapením byl box z reflexní fólie, který při nátopu teplo doslova hltal a teplota stoupala velmi pomalu. Byla proto do tohoto boxu dána silnější žárovka, aby byl nátop rychlejší a v boxu byla déle finální teplota. Do boxů polystyrenu byl naopak vložen kousek tenkého plechu, který omezil časté spínaní tepelného zdroje. V případě polystyrenů sice dochází k rychlému nahřátí, ale i k rychlému vychladnutí vzduchu (tento jev bývá např. pozorován i v reálných budovách).

Naměřené výsledky byly na rozdíl od prvního testu „termoska“ rozdílné a tím pádem i průkaznější. Opakování testů ve více dnech prokázalo stejné výsledky měření. V průběhu měření jsme se zaměřili i na nepatrné netěsnosti víka boxů (zatímco stěny boxu byly slepeny pur pěnou, tak víko bylo „jen“ zatížené). U bílého EPS bylo u třetího testu víko zatíženo více (došlo k eliminaci skulinek) a výsledek byl o více jak 1Wh lepší. Nejpracnější bylo vytvoření boxu z vícevrstvé reflexní fólie, kterou k sobě nelze tak jednoduše přilepit jako minerální desku či desku z EPS. Fólii k sobě lze lze jen překládat a přelepovat přes sebe originální páskou určenou k tomuto účelu. V jednom z testů jsme víko velmi důkladně na 2x olepili páskou a maximálně tak omezili případný únik tepla. Abychom zjistili skutečné vlastnosti tohoto materiálu bez nežádoucích vlivů spojů (i když na stavbě vždy spoje a jiné prostupy budou), udělali jsme 3. speciální test pro tuto fólii. Použili jsme box z bílého polystyrenu a větší kus reflexní fólie, coby víko. Toto víko jsme podpěnili pur pěnou. Box tak nemá spoje ani přelepy páskou. Ukázalo se, že naměřená hodnota byla naprosto stejná, jako když bylo použito víko z polystyrenu. Ani bez problematických spojů se tepelněizolační vlastnosti Superfoil SF40 k deklarovaným hodnotám zdaleka nepřiblížily a dosáhly tak mnohem horšího výsledku, než bylo očekáváno. Ostatní izolanty mezi sebou měly také odchylky oproti očekávání, ale rozdíly nebyly tak propastné.

Výsledky experimentu 2

Vyhrál bílý polystyren o 26,5% oproti největšímu favoritovi, fólii Superfoil.

1. EPS bílý 40mm, 0,039 --> 20,02 Wh - nejnižší spotřeba
2. Superfoil 65mm, 0,028 --> 25,33 Wh - horší o 26,5% *(eliminací tepelných mostů spotřeba 20,02 Wh)
3. EPS šedý 30mm, 0,032 --> 27,11 Wh - horší o 36,4%

Předpoklad byl, že vzhledem k deklarovaným parametrům, jednoznačně vyhraje Superfoil SF 40 65mm, který měl dosáhnout až cca 3x lepší výsledek než ostatní izolace (na základě R), což se nepotvrdilo.

Čtěte také: Vlastnosti čedičové dlažby

Doporučení pro budoucí testování

Ačkoli jsme prováděli testy s nejlepším vědomím a svědomím, přesto jsme dostali několik rad, jak příští test provést lépe. Stále je naším cílem jednoduchým způsobem ukázat, jak se izolace chovají za určitých podmínek a co nejobjektivněji porovnat (změřit) jejich tepelněizolační vlastnosti. Je na každém čtenáři, jak změřená data vyhodnotí.

• U malého boxu může dojít k větší relevantní chybě měření, která je dána větším vlivem netěsností a teplotním vazbám (kouty a rohy). Bude potřeba zvětšit měřený box.
• Bude se měřit pouze jedna strana izolace (omezení vlivu koutů).
• Box bude dokonale utěsněn (vzduchotěsnost).
• Pro lepší ilustraci budou používány stejné tloušťky izolací.
• Otestovat stejnou izolaci o více tloušťkách (např. 5 a 10 cm).
• Prodloužit dobu nahřívání boxu.
• Preferovat konstantní zdroj tepla (např. pomocí stmívače).
• Lepší rovnoměrnější distribuci tepla (např. pomocí většího zdroje tepla).

Komentáře odborníků k metodice testování

Dle vyjádření Ing. Marcela Honzy, velká část reálných úniků tepla je infiltrací (netěsností), proto se v domech aplikuje parozábrana, okna mají gumu na rámech, u fasády je před izolací těsná zeď, atd. aby vítr laicky řečeno nefoukal až dovnitř. PUR pěna takovou těsnost většinou nemá, ale kdyby se termosky obalily zvenku či zevnitř vzduchotěsnou fólií s utěsněnými spoji, už by byl experiment výrazně přesnější.

Ing. Marcel Sedláček upozorňuje, že provedené testy jsou nesměrodatné. Mimo jiné například existuje závislost tepelné vodivosti na teplotě. Ve stavařině se sice používá konstantní tepelná vodivost, ale ta vychází z teplot okolo + 10 °C. Například minerální vata má pro teploty kolem 65 °C tepelnou vodivost o přibližně polovinu horší. Dále má box rohy a kouty, kde vznikají tepelné vazby - opět zde vznikají nespecifikované úniky tepla.

Pokud má být srovnávací test tepelných izolací skutečně relevantní, pak je nutné srovnávat nejen součinitel tepelné vodivosti konstrukce U (W/m.K), ale také zároveň i dobu fázového posunu konstrukce (doba v hod.). Tj. nejen kolik energie může utíkat skrz konstrukci (zejména v chladném období roku), ale také zjistit, za jak rychle se může konstrukce přehřívat v teplém období roku, než se toto začne negativně projevovat v prostoru interiéru na jeho teplotní stabilitu. Výsledky testu podle mého názoru výrazně ovlivnil ještě jeden jev, který nebyl v článku příliš zmíněn, a to rozdíly v emisivitě povrchů testovaných tepelných izolací pro záření žárovky, kterou se ohříval vnitřek boxů.

O čedičové vatě Isover

Isover nabízí izolační řešení pro střechy, stěny, příčky, podlahy, potrubí a větrací kanály pro rodinné domy, bytové domy a komerční budovy.

Čtěte také: Podrobnosti o izolačních deskách z minerální vlny

Výroba kamenné minerální izolace

Mezi základní vstupní suroviny k výrobě minerální vlny patří čedič, struska a diabas. Ke směsi horniny se dále přidávají brikety, které se vyrábějí přímo v Častolovicích recyklací odpadních surovin vznikajících jako vedlejší produkt výroby. V kupolové peci jsou při vysokých teplotách taveny vstupní suroviny, výstupem z pece je roztavená láva, která natéká na rozvlákňovací stroje. Vlna se pomocí kyvného systému vrství, přičemž množství uložené vlny koresponduje s finálními vlastnostmi materiálu. V krepovacím zařízení dochází ke stlačení materiálu na požadovanou tloušťku a případnému dorovnání objemové hmotnosti. V tvrdící komoře pak dochází k vytvrzení materiálu. Soustavou podélných, příčných a dělících pil je materiál formátován do finálních rozměrů ve tvaru desek či lamel. Odpadní materiál je zpětně zpracováván v procesu recyklace.

Rozdíl ve výrobě minerální izolace pro stavby a pro pěstování zeleniny

Vedle stavebních a technických izolací vyrábíme i speciální minerální vlnu, která se používá pro pěstování určitých druhů květin a zeleniny v hydroponii. Naproti tomu minerální vlna pro pěstování rostlin vyžaduje naopak co největší schopnost nasát do sebe vodu. Je to jedna z jejích základních funkcí.

Zateplení čedičovou vatou

Izolace z čedičové vlny je oblíbeným materiálem používaným pro zateplení domů pro své vynikající tepelně izolační vlastnosti. Zákazníci se pro foukanou čedičovou vatu rozhodují zejména pro její nejlepší třídu reakce na oheň A1. Čedičová vata má vyšší objemovou hmotnost než jiné izolace, proto je potřeba na to myslet už při samotném návrhu stropní konstrukce.

tags: #cedicova #vata #isover #zkousky

Oblíbené příspěvky:

• Vyberte ideální tepelnou izolaci pro váš dům
• Vlastnosti masivní dřevěné podlahy
• Spojení estetiky a praktičnosti dlažby dřevěného vzhledu
• Sanitární silikonový tmel Rubin
• Vše o bočních ochranných lištách pro Hyundai Getz