Fyzikální principy a výhody pěnové izolace

Pěnová izolace představuje moderní a vysoce efektivní řešení v oblasti tepelné, zvukové a v některých případech i hydroizolační ochrany staveb. Její popularita neustále roste díky vynikajícím technickým parametrům a schopnosti řešit specifické izolační výzvy. Pojďme se podrobněji podívat na fyzikální principy a klíčové vlastnosti, které ji činí materiálem budoucnosti.

Co je pěnová izolace a jak funguje?

Stříkaná pěnová izolace je tvořena dvoukomponentním polymerním systémem. Ke smísení obou složek dochází až ve směšovací komoře stříkací pistole, těsně před dopadem směsi na zateplovaný podklad. Na podklad dopadá tekutina, která během několika sekund začne reagovat. Během doby od započetí chemické reakce dochází k dokonalému vyplnění prostoru, včetně všech spár a obtížně přístupných detailů.

Po chemické reakci obou složek tekutiny dochází k mohutnému vývinu izolační pěny. V případě použití měkké pěny tekutina dokáže zvětšit svůj objem až stonásobně. Tvrdá pěna expanduje přibližně 40násobně. Tato vícenásobná expanze na zateplovaném povrchu, kdy reakcí složek dojde k vypěnění veškerého prostoru, dutin, dutinek a spár, je klíčová pro vytvoření bezespáré, monolitní tepelně izolační vrstvy.

Bezešvá, monolitní tepelně izolační vrstva tvoří jeden monoblok trvalé tepelné izolace beze spár a švů. Neexistence spojů, kterých se u ostatních tepelných izolací s výjimkou lehké PUR pěny a drcené celulózy nevyvarujete, ať v napojení mezi sebou či v místě styku se stavebními částmi, je prioritní vlastností tohoto produktu. Tato vlastnost činí skvělé izolační parametry pěny platnými a trvalými nejen v reklamním letáku, ale především na vaší střeše. V průběhu let nedojde k sesedání, prohnutí ani otevření mezer.

Typy pěnové izolace a jejich vlastnosti

Stříkaná izolační pěna se dělí na dva druhy - s otevřenou strukturou buněk a uzavřenou strukturou buněk. Mezi těmito dvěma typy je několik hlavních rozdílů s adekvátními výhodami užití. Je nutné pochopit rozdíly obou struktur, neboť každý typ je vhodný pro jinou část budovy nebo pro jiný typ budovy.

Čtěte také: historie a výzvy v cementářství

Pěna s otevřenou strukturou buněk (měkká pěna)

• Hustota: Měkká pěna má hustotu 7-10 kg na kubík. Stříkaná pěnová izolace s otevřenou strukturou buněk je mnohem lehčí (9 Kg/m3). Díky menší hustotě je potřeba méně materiálu, tím je otevřená struktura levnější variantou.
• Buněčná struktura: Má otevřenou buněčnou strukturu. Pěna s otevřenou strukturou buněk je stříkaná pěnová izolace na vodní bázi s otevřenými buňkami a nízkou hustotou pěny.
• Expanze: Po nástřiku expanduje cca 100násobně.
• Tepelná vodivost (Lambda): Součinitel tepelné vodivosti „lambda“ je 0,036 W/m.K. Otevřená struktura se skládá z otevřených buněk s hodnotou součinitele tepelné vodivosti λ = 0,036 [W/(m.K)].
• Difuzní odpor (Mí): Faktor difuzního odporu „mí“ je 3,3.
• Vlastnosti: Není hydroizolační. Je pružná stříkaná izolační pěna, která má nejen tepelné, ale v některých případech i hydroizolační vlastnosti. Výborná akustická i tepelná izolace. Stříkaná pěna s otevřenou strukturou buněk je difúzně otevřená a umožňuje průchod vodní páry, což zabraňuje výskytu plísní.
• Použití: V případě požadavků na paropropustnost i zvukovou izolaci je vhodnou volbou měkká PUR pěna. Je vhodná zejména pro aplikace, kde je kladen důraz na průnik vzduchu a vodní páry, které musí projít izolační pěnou, čímž zajistí dýchání stavební konstrukce. Používá se jako výkonná izolace suchého a vlhkého prostředí.

Pěna s uzavřenou strukturou buněk (tvrdá pěna)

• Hustota: Tvrdá či polotvrdá pěna má hustotu 35 kg na kubík. Stříkaná izolační pěna s uzavřenou strukturou S303 má hustotu přibližně 35 Kg/m3. Aplikuje se v různých objemových hmotnostech od 50 do 60 kg/m3.
• Buněčná struktura: Má uzavřenou buňku. Uzavřená struktura pěnové izolace se skládá z milionů miniaturních uzavřených buněk, což vede k vysoce efektivním izolačním vlastnostem této izolace.
• Expanze: Po nástřiku expanduje cca 40násobně a aplikuje se ve více nástřicích na požadovanou konečnou sílu (10-16 cm, možné i více). Neseřezává se, povrch tvoří tvrdý, slitý a jakoby spečený film.
• Tepelná vodivost (Lambda): Součinitel tepelné vodivosti „lambda“ je 0,022 W/m.K. Stříkaná pěnová izolace s uzavřenou strukturou patří mezi nejúčinnější dostupné izolační materiály s výbornou hodnotou součinitele tepelné vodivosti 0,021 [W/(m.K)]. Tvrdá polyuretanová pěna je stále nejlepším tepelným izolantem, téměř dvakrát lepším než expandovaný pěnový polystyren. Hodnota měřeného součinitele tepelné vodivosti činí λ = 0,023 W/m.K.
• Difuzní odpor (Mí): Faktor difuzního odporu mí je 70-150 (funkce parobrzdy).
• Vlastnosti: Hydroizolační je především proti pronikání kapalné vody - např. z výjimečného defektu střechy, či z běžného tání navátého sněhu. Pěna s uzavřenou strukturou buněk je vodotěsná a neumožňuje pohyb vody. Zajišťuje vysoce efektivní vzduchovou a zvukovou bariéru, vynikající odolnost vůči vodě a chemickým látkám.
• Použití: Je ideální pro zateplení a odhlučnění vnitřních prostor se sádrokartonovými deskami, laminátem, fóliemi, tkaninami apod. Použít lze na kov, ocelové plechy, beton, cihelný podklad, cementovláknité nebo dřevoštěpkové podklady apod. Pro izolaci základu není doporučeno používat otevřené buněčné pěny, pro tento druh se používá zavřená struktura buňky. Pěnová izolace s uzavřenou strukturou buněk se běžně používá i pro zateplení a zároveň zajištění funkce hydroizolace základové desky.

Výhody pěnové izolace

Naše tvrdá pěna je, co se týká fyzikálních tepelných dat izolačního materiálu, nejúčinnějším používaným izolantem. Stříkaná pěnová izolace OSB - pěna s otevřenou strukturou buněk® izolace je nejúčinnější izolační produkt na trhu. Okamžité a dlouhodobé přínosy stříkané pěnové izolace daleko převyšují počáteční náklady spojené s instalací. Tento izolační a těsnící materiál zajišťuje nekonečné výhody.

Tepelně izolační vlastnosti

• Při 10 cm síly tepelné izolace nahrazuje téměř 18 cm minerální vaty, 17 cm polystyrenu, 20 cm foukané celulózy a 17 cm měkké pěny (znáte z TV). Šetříte tedy místo obytných prostor o podstatné centimetry.
• Investicemi do stříkané pěnové izolace budete dosahovat významných, v některých případech až 70% úspor za vytápění či chlazení - klimatizování objektů.
• Izolační systém OSB - pěna s otevřenou strukturou buněk šetří majitelům 30-70 % nákladů na energii domu.
• Zastaví únik tepla prouděním vzduchu - izolací.
• Zajišťuje neměnné izolační parametry v průběhu času.

Srovnání tepelně izolačních vlastností materiálů:

Hydroizolační vlastnosti a ochrana před vlhkostí

Zateplením naší tvrdou pěnou s uzavřenou buňkou ji v podstatě vyspravíte. Díky její schopnosti vám již zatékat nebude. Hydroizolační je především proti pronikání kapalné vody - např. z výjimečného defektu střechy, či z běžného tání navátého sněhu. Dále se běžně používá pro zateplení a zároveň zajištění funkce hydroizolace základové desky. Izolace z pěnového skla FOAMGLAS® je zcela parotěsná. Faktor difúzního odporu pro vodní páru je nekonečně vysoký. Neexistuje žádné riziko vniknutí vlhkosti a kondenzace v materiálu ani v konstrukci. Izolace nebude bobtnat ani nebude napadena plísní.

Izolační materiály s paropropustnou strukturou neposkytují žádnou ochranu před kondenzací. Kondenzace vždy povede ke zrychlenému procesu stárnutí ve všech materiálech, které navlhnou, což má za následek zvýšenou frekvenci oprav nebo dřívější nutnost úplné renovace. V mnoha typech budov - v závislosti na použití, vnitřní vlhkosti a typu konstrukce - kondenzace může dokonce způsobit poškození nosné konstrukce, které pak ohrožuje stabilitu budovy.

Akustické vlastnosti

• Výborná akustická izolace (měkká pěna).
• Minimalizuje hluk šířený vzduchem z externích zdrojů a hluk z vašeho domova (například instalatérské práce apod.).
• Stříkaná pěnová izolace s otevřenou strukturou buněk nejen snižuje únik vzduchu a následné tepelné ztráty, ale je také účinná při regulaci zvuku prostřednictvím své unikátní vzduchotěsnosti.
• Lepší zvukové izolační vlastnosti.

Další výhody

• Rychlá aplikace: Rychlá aplikace a dokonalá izolace těžce dostupných míst.
• Dlouhá životnost a stálost: Námi používané pěny mají trvale neměnné parametry po celou životnost stavby. Správně nainstalovaná pěna nemění svůj tvar a vydrží po celou dobu životnosti budovy.
• Ekologičnost: Tato technologie je šetrná k životnímu prostředí, protože každý sud námi používaných certifikovaných materiálů produktu obsahuje recyklovaný obsah cca 3000 plastových lahví. Izolační pěna s otevřenou strukturou buněk je 100% vyrobena na vodní bázi, nezatěžuje životní prostředí a je nezávadná.
• Zlepšení kvality vnitřního ovzduší: Snižuje množství alergenů, znečišťujících látek a vlhkosti vstupu do vašeho domova. Snižuje riziko respirační plísně a možnost růstu plísní. Přispívá ke zlepšení kvality vnitřního ovzduší, ideální pro alergiky.
• Pevnost stavby: Zvyšuje pevnost stavby. Izolace z pěnového skla FOAMGLAS® je zcela nestlačitelná. Pevnost v tlaku pěnového skla FOAMGLAS® se pohybuje v závislosti na typu mezi 50 a 160 tun/m².
• Finanční úspory a návratnost investice: OSB - pěna s otevřenou strukturou buněk® izolace je nejúčinnější izolační produkt na trhu. Největší výhodou je to, že peníze investované do této izolace vám ušetří náklady za energie a zajistí návrat vynaložených peněz do této investice. Na vašem účtu pocítíte menší výdaje za energie - vytápění a chlazení.

Aplikace a specifika

Stříkaná pěnová izolace se používá k téměř libovolné aplikaci od izolace základu, až po izolaci střech. Lze teoreticky nastříkat na jakýkoliv podklad. Nicméně, každá pěnová izolace má své aplikační vlastnosti a nesmí být zaměněna. Například pěna na základy nemůže být použita na izolaci plochých střech, má totiž zcela odlišné parametry.

Čtěte také: Vše o pěnových PVC předložkách

V rámci budování obytného podkroví po sejmutí minerální vaty nasněžilo a s obavami byly pozorovány jazyky navátého jemného sněhu (u hřebenáčů, úžlabí i větracích tašek) na difúzní fólii. V okamžiku tání začalo do půdy zatékat z desítek otvorů po hřebících, drobných trhlinek při instalaci a asi i děr od živočichů. Zateplením tvrdou pěnou s uzavřenou buňkou se střecha vyspraví. Díky její schopnosti již zatékat nebude.

Tvrdá pěna přilne dokonale k difuzní fólii. Takovýto podklad není na závadu, naopak jde o nejideálnější povrch pro tvrdou pěnu i z hlediska zachování vlastností střešního pláště jako dvouplášťového. To je pěnová izolace zespodu nastříkaná na difuzní fólii - vzduchová mezera - střešní latě a tašky.

V případě trámů je možné je překrýt pěnou ve vrstvě cca 2-3 cm, z boků, kam nedosáhne objednaná síla tepelně izolační pěny i z čela, směrem do půdy. V takovém případě je třeba mít hotové nosné prvky následné konstrukce - například sádrokartonu. Ideální je instalace krokvových držáků s možností sejmutí (vycvaknutí) CD profilů tak, že se po aplikaci pěny označené CD profily znovu nasadí na tyto držáky „zacvaknutím“.

Původ technologie izolací střech nástřikem tvrdé pěny je více jak před 45 lety ve Spojených státech. V období ropné krize vznikla velká potřeba tepelných izolací střech - a to nejen v zimě, ale i v létě, kdy klimatizační jednotky mají vysokou spotřebu energie. V současné době je trh s touto technologií stále nejširší ve Spojených státech (celoplošně 5 %, lokálně až 20 %), v Evropě pak ve Španělsku a v Řecku. Stejně tak u nás je požadavek zvyšovat tepelné izolace střech stále aktuálnější.

Kvalita aplikace a výběr firmy

Výběr zkušené realizační firmy je velmi rozhodujícím faktorem pro úspěšnost realizace. Aplikaci stříkaných pěn musí vykonat odborné proškolené firmy. Smíšení dvou chemických složek ovlivňuje přímo dodavatel, tento proces je mimo kontrolu zákazníka. Vykonávající firma jako jediná zásadně ovlivňuje výsledné parametry a kvalitu instalovaného/stříkaného materiálu.

Čtěte také: Vlastnosti dřevovláknité izolace – požární odolnost

Dále přečtěte si o daném produktu na internetu, což je velice dobrý nástroj k posouzení. Mnoho menších firem v České republice uvádí superlativa o tom, odkud pěna pochází, kdo ji vyrábí, mění jméno produktu. Na certifikátu v ČR je možné uvést informaci, že daná firma je výrobce a zákazník nemá šanci zjistit, co to je za produkt a vzniká tak velký problém.

Při aplikaci je nutné používat osobní ochranné pomůcky, vyvarovat se vdechnutí výparů a kontaktu kapalné složky s pokožkou a očima. Instalace minerální izolace není závislá na venkovních podmínkách na rozdíl od nástřiku pěny, který ovlivňuje teplota a relativní vlhkost vzduchu. Pokud je relativní vlhkost příliš vysoká anebo teplota vzduchu příliš nízká, může dojít k problémům s instalací. V takovém případě je třeba vybrat proškolenou kvalitní firmu, která recepturu přizpůsobí ročnímu období. V každém případě si vždy ověřte reference firmy, která vám má zateplení udělat.

Chybné aplikace a jejich důsledky

• Nerovnoměrný nástřik: Nástřik je nerovnoměrný, tam, kde je tloušťka tepelné izolace důležitá, je lokálně zeslabená. V některých místech nedochází k dobrému spojení prvního nástřiku s další vrstvou překrývající dřevěné prvky.
• Skryté vady: Při pohledu na vnější povrch může izolace ze stříkané pěny vypadat dobře. Ale… to, co není vidět, mohou být skryté dutiny, trhliny, kde izolace nedrží na povrchu a tedy nemůže plnit svoji funkci.
• Degradace pěny: Pěna, na kterou dopadá UV záření, se rozpadá během několika měsíců. Stříkané pěny mohou zatéct tam, kam nechcete, anebo naopak, se nedostanou tam, kam potřebujete. Jejich odstranění je noční můrou.
• Nedostatečné spojení: Nedostatečné spojení dvou vrstev nástřiku izolace - vznikají tím vzduchové mezery a izolaci je lehké od sebe oddělit. Tato místa je obtížné na první pohled identifikovat.
• Nežádoucí smrštění nebo vydutí: Nežádoucí smrštění nebo vydutí pěny - je další typickou vadou. Prostor mezi krovy je většinou chráněn difúzní fólií, která plní funkci doplňkové hydroizolace. Nastříkaná pěna se nadouvá a může vytlačit fólii směrem ven, což je nežádoucí pro správnou funkčnost provětrání střechy.
• Křehnutí pěny: Křehnutí pěny je obvykle způsobeno nedodržením směšovacího poměru základních komponentů k výrobě tvrdé pěny, tzn. nedbalostí nebo nepozorností realizačního personálu. Jedná se o nedostatek složky B, tzv. MDI, kdy buněčná struktura vznikající pěny při reakci nemá převážně uzavřenou strukturu. Příčinou však může být i nástřik na mokré podloží, čímž prakticky opět dochází k porušení směšovacího poměru složek.
• Smrštění pěny: Smrštění pěny je opět způsobeno nedodržením směšovacího poměru základních komponentů k výrobě tvrdé pěny. Jedná se o nedostatek složky B, tzv. MDI, kdy nedostatečně uzavřená buněčná struktura vznikající pěny může způsobit pokles tlaku v buňkách a následné smrštění.

Údržba a UV ochrana

Nezbytnou součástí polyuretanové izolace, v minulosti poměrně podceňované, je UV ochranná vrstva, která pěnu chrání proti dlouhodobým účinkům UV záření. U nás nejrozšířenější jsou vrstvy na bázi akrylátu, které jsou levné, ale jejich životnost na střechách s mírným spádem (tvorba louží) je kratší - kolem 7 až 10 ti let.

Zatím nejkvalitnější z hlediska životnosti jsou (ve Spojených státech hojně používané) vrstvy na bázi silikonu. Většina poruch je zapříčiněna lidským faktorem, ať už vědomě nebo nevědomě. Množství poruch, které způsobilo na čas určitý pokles zájmu veřejnosti, bylo způsobeno naprosto amatérským a "zlatokopeckým" přístupem široké řady firem.

O objemové hmotnosti 60-65 kg/m3 je měřitelný úbytek v mm po mnoha letech. Přesto je nutné nejpozději do cca půl roku pěnu opatřit UV ochrannou vrstvou - obvykle nátěrem, nástřikem. Pěna, která byla i dlouhodobě vystavena UV záření však neztrácí své izolační schopnosti. Dodatečný vhodný nátěr okamžitě povrchovou degradaci zastaví.

V převážné většině polyuretanových střech spočívá údržba v opětovném nanesení speciálního (pozor - skutečně pouze speciálního!) ochranného UV nátěru. Obnova UV vrstvy je samostatná kapitola celé technologie a vyžaduje znalosti a zkušenosti. I poměrně velmi špatně realizované střechy nebo střechy s dlouhodobou absencí UV ochranné vrstvy lze uvést do plně funkčního stavu s dlouhodobou životností.

Pěnová izolace je dvousložková pěnová směs s otevřenou nebo uzavřenou strukturou buněk, jejíž aplikace se provádí nástřikem speciální technologií. Pro své vynikající technické parametry se její použití velmi rychle ujalo v oblasti zateplení staveb v USA a Kanadě a šíří se do dalších částí světa.

tags: #fyzika #princip #penove #izolace #vysvětlení

Oblíbené příspěvky:

• spolehlivé řešení pro vaši střechu
• vlastnosti a použití PVC s filcem
• Inspirace s betonovými tvárnicemi
• Bezpečné podložky pro děti
• Výhody WPC teras