PergolyElastifikovaný pěnový polystyren: Vlastnosti a široké možnosti použití
V posledních desetiletích jsou nejpoužívanějšími tepelnými izolacemi plochých střech pěnový a extrudovaný polystyren a výrobky z minerální vlny. Své nezastupitelné místo však má v oblasti plochých střech i pěnové sklo a v poslední době také výrobky z pěnového polyuretanu. Polystyren patří mezi nejpoužívanější izolační materiály. Důvod je zřejmý - na jednu stranu vyniká svými tepelněizolačními vlastnostmi, na stranu druhou je cenově dostupný. Využívá se při zateplování nejen fasád, ale také střech, podlah, příček, soklů a dalších stavebních konstrukcí. Ve stavebnictví se polystyren úspěšně používá desítky let a od svého vzniku v polovině 20. století prošel velkým vývojem.
Typy polystyrenu a jejich základní rozdíly
Jedním z nejpoužívanějších tepelně izolačních výrobků v plochých střechách je v současné době polystyren. Na trhu narazíte na polystyreny vyráběné různými technologiemi a s rozličnými vlastnostmi. Chcete zateplit polystyrenem fasádu, či střechu? Pro každý typ konstrukce budete potřebovat jiný. Mezi hlavní typy patří:
- Pěnový polystyren (EPS)
- Extrudovaný polystyren (XPS)
Oba druhy polystyrenů jsou někdy laickou veřejností zaměňovány. Pěnový polystyren (EPS) má typickou kuličkovou strukturu. Je vyroben z napěněných polystyrenových kuliček, přičemž samotný polystyren představuje jen cca 2 % objemu, zbytek tvoří vzduch. Kromě toho obsahuje také styrenové kopolymery a různé přísady (aditiva). Vynikající tepelněizolační vlastnosti má díky svým buňkám, které obsahují vzduch. Vzduch je extrémně špatným vodičem tepla, což znamená, že pěnový polystyren (EPS) účinně brání úniku tepla v zimních měsících a přehřívání v létě. Tajemství materiálu spočívá ve způsobu jeho získávání: polystyren musí být napěněn, což znamená, že hotový výrobek se skládá převážně ze vzduchu, který je zase vynikajícím tepelným izolantem. Malá historická zajímavost: Pěnový polystyren byl objeven náhodou v roce 1949 brněnským rodákem Fritzem Stastnym, který tehdy pracoval ve vývoji firmy BASF.
Extrudovaný polystyren (XPS) má homogenní strukturu pěnové hmoty s uzavřenými buňkami a jednotliví výrobci jej obvykle dodávají zbarvený v různých barvách (modrý, růžový, zelený, fialový ...). Extrudovaný polystyren (XPS) se vyrábí vytlačováním taveniny polystyrenu za současného sycení vzpěňovadlem. Extrudovaný polystyren je na rozdíl od pěnového velmi odolný vůči vlhkosti a na výbornou zvládá dlouhodobé působení tlaku. Jeho hlavní nevýhodou je malá odolnost vůči UV záření. Z toho důvodu se nepoužívá v místech, kde dochází ke kontaktu se slunečními paprsky. Ačkoliv na první pohled vypadá stejně jako pěnový polystyren, odlišnosti lze spatřit v místě lomu, kdy XPS je na lomu hladký, kdežto pěnový polystyren má patrné jednotlivé buňky.
Oba výrobky EPS i XPS jsou v podstatě vyráběny ze stejné základní vstupní suroviny polystyrenu, ale s odlišnými doplňkovými surovinami a jinou technologií výroby. Mají proto společné některé vlastnosti - oba nejsou odolné vůči UV záření (dochází k jejich povrchové degradaci) a vůči některým chemickým látkám. Nezvratně je poškozují ropné produkty, ředidla a organická rozpouštědla. Jejich tepelně technické vlastnosti jsou podobné, ale významně se liší v pevnosti v tlaku, v hranové pevnosti a v nasákavosti - proto mají v plochých střechách odlišné použití: pěnový polystyren se používá jako tepelná izolace klasických jednoplášťových plochých střech, zatímco extrudovaný polystyren jako tepelná izolace tzv. obrácených střech (jednoplášťových střech s opačným pořadím vrstev). Oba druhy polystyrenu lze použít v tzv. DUO střeše, kde spodní vrstvu tepelné izolace tvoří klasický EPS a vrchní vrstvu (nad hydroizolací) potom XPS. Významným rozdílem je však nižší hodnota maximálního tepelného namáhání XPS (+75°C) oproti EPS (+80°C).
Čtěte také: Jak KVK Penopol šetří energii a zatepluje?
Vlastnosti pěnového polystyrenu (EPS)
Pěnový polystyren (EPS) je univerzální materiál s pestrou škálou možností využití. Postupem času získal pěnový polystyren pro zateplení domů a průmyslových objektů nové vlastnosti. Neustálý výzkum a práce chemiků umožnily, aby byl materiál ohnivzdorný a mnohem odolnější.
Jeho vlastnosti jsou ovlivněny obsahem tzv. nadouvadel, nejčastěji pentanu. Pěnový polystyren (EPS) je lehký, ale velmi odolný materiál, jehož mechanické vlastnosti závisí na konkrétním typu výrobku. Má při nízké hmotnosti vynikající mechanické vlastnosti - vysokou pevnost v tlaku, tahu a smyku, díky čemuž je vhodný pro izolaci podlah, teras, parkovišť a průmyslových budov. Výhodou je také snadná opracovatelnost, nízká hmotnost a cenová dostupnost. Pěnový polystyren (EPS) je mimořádně účinný tepelný izolant. Například šedý pěnový polystyren (EPS) o tloušťce pouhý 1 cm poskytuje stejné izolační vlastnosti jako 72 cm silný železobeton. Na součinitel tepelné vodivosti EPS má vliv obsah vlhkosti. S každým objemovým % obsahu vlhkosti roste tepelná vodivost o 3-4 % (měřeno na zkušebních tělesech o objemové hmotnosti 16 kg/m3). Tato závislost nemá pro praxi žádný význam, protože praktický obsah vlhkosti správně instalovaných polystyrenových desek je zohledněn ve výpočtové hodnotě součinitele tepelné vodivosti. Nasákavost při dlouhodobém ponoření nepřesahuje 5 %.
Pěnový polystyren (EPS) je biologicky neutrální a nepoškozuje zdraví ani životní prostředí. Nehnije, neplesniví a netrouchniví. Moderní pěnový polystyren (EPS) používaný ve stavebnictví je samozhášivý, což znamená, že přestane hořet, jakmile je odstraněn zdroj požáru. EPS se vyrábí v samozhášivém provedení a používá se vždy pod ochrannými krycími vrstvami. Z hlediska paropropustnosti patří mezi středně propustné materiály. Pěnový polystyren (EPS) má nižší hodnotu odporu proti prostupu vodních par (μ) jako dřevo, což znamená, že umožňuje molekulám vodních par mírný pohyb, a to lépe jako dřevěné stavební materiály. Navzdory běžným mylným představám nefunguje pěnový polystyren (EPS) jako plastový sáček - jeho paropropustnost je ve srovnání se dřevem lepší, přičemž hodnota μ se u pěnového polystyrenu (EPS) pohybuje mezi 40-60 a přibližně 50 - 150 u dřeva.
Co se týče klimatických podmínek, odolává teplotám, které se trvale pohybují až do 80°C. Jako izolační materiál dobře snáší klimatické podmínky, a to i při silných mrazech. Navíc díky němu nedochází v zatepleném domě k teplotním výkyvům, což zlepšuje klimatické podmínky uvnitř budovy. Pěnový polystyren (EPS) je výhodný zejména díky skvělému poměru cena/výkon a snadné manipulaci. Z hlediska ceny za jednotku tepelně izolačního výkonu je pěnový polystyren (EPS) jedním z nejúspornějších izolačních materiálů.
Typy pěnového polystyrenu (EPS) pro stavební aplikace
Výrobci dnes nabízí řadu typů polystyrenu, které mají zlepšené vlastnosti nebo speciální úpravy. Nejčastěji používanými typy pěnového polystyrenu jsou bílý pěnový polystyren (EPS) a šedý pěnový polystyren (EPS). Některé speciální výrobky z pěnového polystyrenu jsou také barevné - například růžový Perimetr používaný především na tepelné izolace spodní stavby a nově šedý s grafitem (například GreyWall nebo NeoFloor od firmy Rigips) na tepelnou izolaci stěn a podlah. Šedý expandovaný polystyren (EPS) obsahuje částice grafitu, které zvyšují jeho tepelně izolační vlastnosti. Šedý pěnový polystyren (EPS) obsahuje přídavek grafitu, díky němuž má lepší izolační vlastnosti než bílý pěnový polystyren (EPS) - přibližně o 20 %. To znamená, že pro stejný izolační výkon lze použít menší tloušťku izolace. Šedý expandovaný polystyren (EPS) obsahuje částice grafitu nebo jiné absorbéry infračerveného záření, které odrážejí tepelné záření zpět ke zdroji.
Čtěte také: Vývoj pěnového polystyrenu v Německu
Pěnový polystyren (EPS) se dělí na čtyři hlavní typy podle účelu použití ve stavebních konstrukcích. Jejich označení obsahuje číselnou hodnotu napětí v tlaku při 10% stlačení vyjádřenou v kilopascalech (kPa). Například CS(10)70 znamená EPS 70, přičemž vyšší hodnota znamená vyšší pevnost v tlaku.
| Typ EPS | Použití | Specifické vlastnosti |
|---|---|---|
| EPS F (fasádní) | Izolace svislých konstrukcí (fasád) pro vnější kontaktní zateplovací systémy (ETICS). | Vysoké nároky na rozměrovou přesnost pro pokládku bez mezer a tepelných mostů. |
| EPS S (stabilizovaný) | Nezatížené aplikace. | Nemění své rozměry díky stabilizaci (odležení po výrobě). Dříve označení pro podlahové polystyreny. |
| EPS s "i" (zatížený) | Zatížené aplikace (např. podlahy, základy), kde "i" představuje deklarovanou hodnotu napětí v tlaku při 10% stlačení. | Vyšší hustota a tvrdost. |
| EPS SD (akustický) | Nezatížené aplikace s požadavky na zvukovou izolaci (izolace kročejového hluku). | Speciální akustické vlastnosti, bloky stlačovány v mechanických lisech. |
| Perimetrický EPS | Zateplení soklů a spodní části fasád, izolace základů. | Nízká nasákavost a vysoká pevnost v tlaku, zvýšená odolnost proti vlhkosti. |
| Šedý EPS (s grafitem) | Zateplení stěn a podlah, kde je požadována vyšší izolační účinnost při menší tloušťce. | Obsahuje nanočástice grafitu pro lepší izolační vlastnosti (o cca 20 % lepší než bílý EPS). |
Použití pěnového polystyrenu ve stavebnictví
Pěnový polystyren (EPS) je vhodný pro izolaci široké škály budov, včetně rodinných domů, bytových domů, kancelářských budov, průmyslových hal a skladů. Zvláště účinný je při rekonstrukci starších budov, kde výrazně zlepšuje energetickou náročnost budovy. Izolace zajišťuje vyšší povrchovou teplotu stěn, takže můžeme interiér využívat naplno.
Fasády a vnější zateplení
Fasádní pěnové polystyreny se používají pro vnější kontaktní zateplovací systémy - ETICS. Polystyrenové desky na fasády se označují písmenem F a vyrábí se v různých tloušťkách. Pro standardní izolaci fasády se obvykle používají polystyrenové desky o tloušťce 50-160 mm. U fasádního EPS polystyrenu se kladou vysoké nároky zejména na rozměrovou přesnost, aby byla možná pokládka bez mezer, a tedy bez vzniku tepelných mostů. Polystyren označený písmenem S je stabilizovaný, což znamená, že nemění své rozměry. Stabilizace se provádí uskladněním (odležením) po výrobě, čímž dojde k jeho dotvarování. Po krátkém odležení polystyren vykazuje jen minimální změny v rozměru po nařezání. Pěnový polystyren (EPS) významně přispívá k eliminaci tepelných mostů na budovách díky své schopnosti tvořit na obvodovém plášti budovy nepřerušenou izolační vrstvu.
Podlahy a základy
Polystyreny určené pro zateplování podlah se dříve označovaly písmenem Z a představovaly základní variantu, u které nebyla vyžadovaná vysoká rozměrová přesnost. Před pár lety však z důvodu změny normy a zlepšování výrobních technologií mnozí výrobci od dělení na stabilizované a základní ustoupili. Dnes se tak vyrábí jen podlahové polystyrenové desky, které jsou kvalitativně na úrovni desek označovaných S. V případě podlah bude lépe fungovat typ EPS. Konkrétní výrobek by měl odpovídat preferované tloušťce izolační vrstvy a rozměrům místnosti. Pevné základy zajistí těsnost i tepelnou a zvukovou izolaci celého objektu.
Střechy
Pěnový polystyren se používá jako tepelná izolace klasických jednoplášťových plochých střech. Extrudovaný polystyren (XPS) se využívá jako tepelná izolace jednoplášťových střech s obráceným pořadím vrstev (tzv. obrácené střechy). Oba druhy polystyrenu lze použít v tzv. DUO střeše, kde spodní vrstvu tepelné izolace tvoří klasický EPS a vrchní vrstvu (nad hydroizolací) potom XPS.
Čtěte také: Zjistěte, jak IFC límec zlepšuje izolaci
Izolace v chladírnách a mrazírnách
Pěnový polystyren (EPS) je vynikající volbou pro tepelnou izolaci v chladírnách a mrazírnách. Jeho nízká tepelná vodivost pomáhá minimalizovat energetické ztráty a udržovat stabilní nízké teploty. Expandovaný polystyren (EPS) se často používá v sendvičových panelech pro chladírenské sklady a mrazicí boxy. Zvýšená vlhkost v těchto zařízeních polystyrenu nevadí, protože i tak si na rozdíl např. od minerální vlny, zachovává své izolační vlastnosti.
Doporučení pro správnou instalaci a údržbu
S používáním pěnového polystyrenu souvisí i další problém. Samostatná instalace se nedoporučuje. Práci s tím materiálem je lepší přenechat profesionálům. V opačném případě riskujeme nesprávnou instalaci desek. Při práci s polystyrenem je důležité používat speciální lepidla, která jsou vhodná pro tento materiál. Lepidlo na polystyren je nejčastěji disperzní na bázi akrylátu nebo modifikovaného polyvinylacetátu. V případě potřeby dalšího upevnění polystyrenu, například při montáži na stěnu, se používají hmoždinky nebo hřeby speciálně určené pro polystyren. Pro řezání polystyrenu použijte řezačku na polystyren. Odolnost pěnového polystyrenu (EPS) proti mechanickému poškození lze zvýšit použitím výztužné vrstvy se sklotextilní síťovinou a kvalitní povrchovou omítkou. Požadavky na provedení ETICS u novostaveb a na dodatečné zateplení se z hlediska požární bezpečnosti liší. Z hlediska požární bezpečnosti je však důležité zvážit, zda legislativa vyžaduje provedení požárních pásů, které musí být z minerální vlny.
Co se týče správné doby pro provedení zateplení, ideální je jaro nebo podzim. O kvalitě zateplení však rozhoduje několik faktorů. Realizace kontaktního zateplovacího systému musí probíhat za vhodných klimatických podmínek, které výrazně zhoršuje déšť. Lepení polystyrenu není přípustné při teplotách nižších než -5°C. Pokud je teplota nižší, měly by být izolační práce odloženy. Maximální teploty pro aplikaci se doporučují do 30°C. Při vyšších teplotách by měla být přijata dodatečná opatření, např. zastínění.
Ekologické aspekty a recyklace
Pěnový polystyren (EPS) je materiál šetrný k životnímu prostředí. Jeho recyklací po skončení životnosti lze získat zpět až 80 % energie spotřebované na jeho výrobu. Závažnou komplikací pro recyklaci EPS je přítomnost inhibitorů hoření ve fasádním pěnovém polystyrenu. Před rokem 2015 se běžně používal hexabromcyklododekan (HBCD, nebo též HBCDD), u něhož existuje silné podezření na karcinogenní vlastnosti a škodlivost pro životní prostředí, a proto bylo jeho používání zakázáno. Nicméně zejména ve starším fasádním polystyrenu, typicky v tom, který je doposud součástí opláštění budov, se stále vyskytuje. Zpracovatelé odpadního polystyrenu nemohou HBCD odstranit běžnými způsoby, a proto EPS, který jej obsahuje, nepřijímají. Pro recyklaci ve výrobní technologii se odpadní EPS dodává volně ložený nebo mírně drcený. Recyklací EPS ve výrobní technologii se u nás zabývá většina výrobců EPS, ačkoli v řadě případů zpracovávají vlastní výrobní odpady. EPS lze regranulovat klasickými recyklačními postupy. Výsledným produktem je rPS granulát, jenž má vlastnosti a použití obdobné s GPPS. V ČR jsou provozovány technologie na regranulaci PS včetně EPS a XPS. Výroba EPS drtí je v ČR poměrně rozšířená, avšak v západní Evropě téměř neznámá metoda, která není technologicky náročná. Pomocí drtičů se rozbije struktura EPS až na úroveň jednotlivých buněk (kuliček). Vzniklý materiál se používá pro stavebně izolační zásypy, foukané izolace nebo jako příměs do lehčených a izolačních betonů. K recyklaci se EPS dodává volně ložený, XPS se touto metodou nezpracovává. Zpracovatelské kapacity na EPS jsou v ČR dostatečné a dokážou pojmout veškerý vytříděný EPS. Je však třeba mít na paměti, že hlavním odbytištěm recyklovaného EPS je stavebnictví, které pravidelně prochází výkyvy stavební výroby. Společnost BACHL vrací odřezky EPS zpět do koloběhu své výroby. Isover odebírá čistý expandovaný polystyren, který vrací do výrobního závodu, kde ho zpracuje a následně použije pro další výrobu EPS.
