Expandovaný polystyren (EPS) ve stavebnictví: Vlastnosti, rizika a správné použití

Expandovaný pěnový polystyren (EPS) patří k nejpoužívanějším typům tepelné izolace. Vyrábí se napěněním polystyrenových perlí o velikostech podle druhu použití (cca 0,63 - 3,15 mm). Označuje se zkratkou EPS a číslem, které vyjadřuje napětí v kPa při 10% stlačení. Pro stavební účely se používá EPS 70 až 150. EPS 70 se uplatňuje v zateplovacích systémech a jako spodní vrstva tepelné izolace nepochůzných plochých střech. EPS 100 se nejčastěji používá právě do plochých střech jako vrchní vrstva tepelněizolačních vrstev plochých střech nebo jako izolace do podlah s malou zátěží.

Vlastnosti a výroba EPS

EPS se skládá asi ze 2 % polystyrenu a 98 % vzduchu. Tato struktura mu zajišťuje nepatrnou tepelnou vodivost. Objemová nasákavost je při úplném ponoření do 5 %.

Do stavebních konstrukcí se používá EPS samozhášivý, který obsahuje tzv. retardéry hoření způsobující, že při odstranění zdroje hoření materiál sám uhasne a stabilizovaný, tzn., že desky dané tloušťky byly z bloků nařezány až po tom, co proběhlo přirozené smrštění materiálu obvyklé v prvních týdnech po jeho vyrobení.

Na českém trhu působí množství výrobců expandovaného pěnového polystyrenu EPS. Mezi ně patří například DCD Ideal, Bachl, Izopol Dvořák, Penopol, Polyform, P-Systems, Rapol, Sepas, Styrotrade, Synthos, Terman-Janoušek, Termax a Vodotop FM. Mezi největší dodavatele nebo výrobce patří Dektrade a Isover.

Rizika a limity použití EPS

Jako každý stavební materiál má i expandovaný polystyren (EPS) své hraniční hodnoty použití. U EPS je to zejména teplota, respektive změny teploty. Jako každý pěněný plast má tendenci měnit své geometrické vlastnosti, tedy zejména rozměry. Nevratné deformace jsou spojeny nejčastěji s vysokými teplotami, ale také s kvalitou výroby.

Čtěte také: Vlastnosti polystyrenu pro OSB

Objemová hmotnost a její důsledky

V minulém století se ignoroval jeden z parametrů tepelných izolací, a to objemová hmotnost. Důsledky takového selhání jsou fatální, neexistuje žádná zázračná hydroizolace, která by tyto objemové změny byla schopna přenést. Objemové změny dosahují desítek centimetrů.

Prof. Ing. Miloslav Novotný, CSc., FAST VUT Brno, ve svém komentáři k článku uvedl: „Článek se věnuje zkušenostem autora s tvarovou nestabilitou (smršťováním) EPS vystaveného ve střešních konstrukcích vysokým teplotám. Na konkrétních příkladech ze stavební praxe jsou popisovány důsledky smršťování EPS na skladbu plochých střešních konstrukcí, zejména pak na hydroizolační vrstvu, kdy na HI vrstvě dochází ke zvlnění povrchu, zdržování srážkové vody na vrstvě HI a postupné degradaci vrstvy HI - např. ke vzniku tzv. krokodýlingu nebo i delaminace u asfaltových HI, případně zrychlené degradace uvolňováním změkčovadel u mPVC fólií.“

Příklady poškození z praxe

Obr. č. 1 ukazuje důsledky zmenšení tepelné izolace z EPS objemové hmotnosti 13,5 kg/m³. Zdroj těchto poznatků pochází ze znaleckých posudků Ing. Marka Novotného, Ph.D.

Obr. č. 2 nabízí celkový pohled na zvlněný střešní plášť, kde je prokreslen podkladní pěnový polystyren.

Vysoké teploty a tepelné stárnutí

Větší problém představují současné maximální teploty, které způsobují tepelné stárnutí všech materiálů a samozřejmě též degradaci hydroizolačních materiálů, kde se akceleruje stárnutí urychlenou evaporací změkčovadel ze syntetických fólií - zejména mPVC, ale i z asfaltových hydroizolací, kde se vypařují oleje obsažené v hmotě. Důsledkem je takzvaný krokodýling, tedy negativní signál životnosti hydroizolace.

Čtěte také: Jak na OSB podlahu

U tepelných izolací na bázi EPS vidím jako rizikovou oblast vysoké teploty kombinované s odrazem od světlých fasád.

Maximálně přípustné teploty pro použití pěnového polystyrenu závisejí stejně jako u všech termoplastů na době a na velikosti působících teplot. Bez dodatečného mechanického zatížení snese podle daných propozic od EPS ČR (na TZB-info) pěnový polystyren krátkodobé teploty do 100 °C. Vlivem nepatrné tepelné vodivosti polystyrenu zůstává hloubka průniku vysokých teplot relativně malá, což působí tím příznivěji, čím má EPS větší tloušťku. Pokud je mechanicky zatěžován, pak činí jeho dlouhodobá teplota pro použití v závislosti na objemové hmotnosti 75 °C až 80 °C.

Obr. č. 6 (zdroj: znalecké posudky Ing. Marek Novotný, Ph.D. - 2014) ukazuje geometrii místa s poškozením tepelného izolantu EPS.

Lokalizace místa, kde došlo k deformacím a evaporaci EPS, je dokumentovaná na předcházejících fotografiích. Jedná se o kombinaci odrazu a absenci větrání v místech, kde je povrch plochého střešního pláště extrémně namáhán.

Obr. č. 9 a Obr. č. 11 poskytují pohled do sondy a ukazují důsledky extrémního namáhání teplotou.

Čtěte také: Izolace a nosiče van z polystyrenu

V rámci fakultních měření povrchových teplot hydroizolačních povlaků byly zjištěny teploty pohybující se v rozsahu 80 až 90 °C, které závisely zejména na barvě povrchu, u světlejších povrchů byly teploty nižší než u tmavých až černých povrchů - a to až o 10 °C. V případě kombinace, kdy je střešní plášť bez jakékoliv dodatečné ochrany zasypán kačírkem (praným říčním kamenivem), je dále dodatečně ohříván odrazem ze svislých vyšších konstrukcí. Dochází k tomu v místech, která nejsou dostatečně větraná, a může tedy dojít k případům, která jsou dokumentována na výše uvedených fotografiích.

Správné použití a doporučení

Odpověď na otázky co dělat a jak to dělat (respektive co nedělat a proč) je vlastně jednoduchá, izolovat hodně a především správně, v ploše i detailech. Pečlivě a objektivně informovat veřejnost, včetně rizik použití.

Pro minimalizaci rizik je klíčová kvalita výroby. Každý pěněný plast má tendenci měnit své geometrické vlastnosti, zejména rozměry. Nevratné deformace jsou spojeny nejčastěji s vysokými teplotami, ale také s kvalitou výroby. Proto je u těchto typů materiálů, pěnových tepelných izolací, důležité dbát na kvalitu výroby.

V rámci svého tématu ukazuji desítky fotografií střešních plášťů řádně zateplených s dostatečným množstvím tepelné izolace v kombinaci s kvalitními materiálovými vlastnostmi. Mám také příklady, kdy se vše ošidí a dojde k fatálním škodám. Ukazuji tím i slepé uličky izolačních materiálů nebo jejich limity. Platí to obecně pro celé stavebnictví.

Porovnání s jinými polystyrenovými materiály

Energetická efektivita a recyklace

Sdružení výrobců pěnového polystyrenu počítá s brzkou korekcí trhu, zejména kvůli naléhavé potřebě renovace značně zastaralého tuzemského bytového fondu a příznivým vlastnostem materiálu z hlediska cirkulární ekonomiky. EPS je totiž jako jediný izolační materiál 100% recyklovatelný.

Loni došlo k poklesu spotřeby EPS o 5 %, ta tak činila 47 880 tun. Hlavní příčinou byl prudký nárůst cen energií, vysoká inflace a úrokové sazby, ale také pokles reálných mezd, kvůli kterému domácnosti spíše šetřily. Poptávku po tepelné izolaci z pěnového polystyrenu by v příštích letech měly podpořit nejen ekonomické faktory, ale také rostoucí důraz na ekologičnost používaných materiálů.

Pěnový polystyren je z 98 % tvořen vzduchem, a oproti minerální vatě - dvojce na trhu - má 3× nižší uhlíkovou stopu. Je také jediným izolačním materiálem, který lze 100% zrecyklovat.

„Aktuálně sledujeme klesající inflaci, navíc s růstem mezd o 2-3 % ročně se dá očekávat i mírný hospodářský růst a návrat důvěry a ochoty domácností investovat do energeticky úsporných opatření. V Q1 jsme sledovali vyšší poptávku, stejně tak došlo i k mírnému navýšení cen materiálu.“

Regulace a normy

Sdružení EPS ČR vydalo Normu Sdružení č. 002/03, která je závazná pro všechny členy. Tato norma platí pro všechny stavební aplikace a stanovuje jejich minimální vlastnosti a způsob označování. Označování desek EPS Sdružením EPS ČR se skládá ze tří pruhů - dva udávají typ polystyrenu, třetí pruh tloušťku v milimetrech.

Dále jsou relevantní normy:

• ČSN 73 0540-2:2011 Tepelná ochrana budov - Část 2.
• ČSN 73 0540-4 Tepelná ochrana budov - Část 4: Výpočtové metody.
• ČSN EN ISO 6946 Stavební prvky a stavební konstrukce.
• ČSN EN 12 087 (pro nasákavost perimetru).
• ČSN EN 826 (pro tlakovou odolnost).
• ČSN EN 1603 (pro tepelné smrštění).
• Zákon č. 50/1976 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon).
• ČSN 73 08 63 Požárně technické vlastnosti hmot.
• ČSN 73 08 65 Požární bezpečnost staveb.

Komentář uživatelů k tloušťce izolace

Uživatelé portálu TZB-info často diskutují o optimální tloušťce izolace. Jeden z příspěvků uvádí: „Kdyby měla stěna odpor jako 5 cm polystyrénu, tak se ztráta sníží např z 10 Mwh na polovinu (úspora 5 Mwh). Ale přidáním dalších 10 cm (celkem 15 cm) se sníží na čtvrtinu (ale úspora je jen 7,5 Mwh a náklady na polyst. Tehdy se běžně dávalo 5cm a byli jsme za mírné blázny, dnes tak tak vyhovuje normě, tehdy snad jen doporučení.“

Další uživatelé radí: „Tvrdím, že ten dům stejně někdo ještě jednou obejde dalšími osmi až deseti cm polystyrenu. Na paneláky se dnes dává běžně 10cm, na uvedený dům bych nalepil 15cm.“ A k oknům: „Pokud budete dávat i nová okna, tak je dejte do roviny s vnějším lícem zdi a polystyrenem přetáhněte rám.“

Pro pasivní dům se doporučuje 30 cm izolace, pro nízkoenergetický dům 15-20 cm. Nižší tloušťky mohou vést k problémům.

tags: #epenovy #polystyren #tzb #info

Oblíbené příspěvky:

• Vše o protiskluzové dlažbě
• Detaily o řemínku Suunto Traverse
• Tepelná a zvuková izolace
• Nová vizuální identita Zlínského kraje
• Elegantní řešení s plakátovými lištami