Tepelná izolace: Vlastnosti a použití izolačních materiálů

Kvalitní tepelná izolace je nedílnou součástí jakékoliv stavby. Slouží nejen k minimalizování úniku tepla z objektu jako takového, ale i k izolaci konkrétních stavebních částí, například rozvodů vody. Oblast zateplení a izolačních materiálů je rozsáhlá a výběr na trhu pestrý. Abyste si vybrali správnou izolaci pro zateplení domu, je nutné posuzovat nejen její tepelněizolační vlastnosti. Důležitý je i materiál, ze kterého je izolace vyrobena. Na trhu narazíte na nespočet izolačních materiálů, které se liší svými vlastnostmi i způsobem použití.

Základní vlastnosti tepelně-izolačních materiálů

Jednou ze základních vlastností tepelně-izolačních materiálů je difuzní odpor (označuje se μ) a také to, že mají velmi malou schopnost vodit teplo. Tuto schopnost popisujeme prostřednictvím součinitele tepelné vodivosti, který se označuje písmenem λ (lambda). Čím je menší, tím lépe materiál izoluje.

Rozdělení tepelných izolací podle vstupního materiálu

Základním hlediskem pro rozdělování tepelných izolací je vstupní materiál. Zásadně ovlivňuje výslednou hodnotu součinitele prostupu tepla a další parametry (paropropustnost, voděodolnost aj.). Obvykle izolace rozdělujeme na minerální, syntetické a přírodní.

1. Minerální tepelná izolace

Minerální tepelná izolace není organická, a tak příliš nepodléhá napadání hub, plísní a parazitů. Vyniká nehořlavostí a zpravidla i dobrou propustností par. Obvykle je také hydrofobní. Patří mezi nejpoužívanější izolační materiály vůbec. Vyrábí se z minerálních vláken v podobě skelné vlny nebo čedičové vaty. Oba typy mají velmi podobné vlastnosti, rozdíl spočívá zejména ve výrobní technologii.

Skelná vlna

Skelná vlna je jedním z minerálních izolačních materiálů. Ty se vyrábějí tavením hornin, v tomto případě z křemíku, ke kterému se přidávají příměsi. Výhodou skelné vlny je nízký difúzní odpor, což znamená, že izolace je vysoce paropropustná. Díky tomu může dům dýchat a vlhkost ze stěn má možnost se odpařovat. Součinitel tepelné vodivosti skelné vlny je zhruba 0,032 - 0,05 W / (m. K). Ani skelná vlna nemá pouze klady. Jedním z jejích negativ je např. poměrně velká nasákavost, což znemožňuje její využití ve vlhkých místech.

Čtěte také: Využití OSB desek s izolační výplní ve stavebnictví

Minerální vlna (čedičová)

Minerální a skelná vlna jsou produkty s velmi podobnými vlastnostmi, liší se především prvotní surovinou pro výrobu. V případě minerální vlny je to čedič. Podobně jako skelná vlna není ani minerální vlna vhodná na vlhká místa, protože se vyznačuje vysokou nasákavostí. Své využití často nachází při izolaci fasád, kolem oken, izolaci střech, jestli všude tam, kde je potřebný nehořlavý izolační materiál. Součinitel tepelné vodivosti minerální vlny se pohybuje zhruba 0,035 - 0,042 W / (m. K).

Pěnové sklo

Jedním z novějších izolačních materiálů je pěnové sklo. Vyznačuje se parotěsností, nenasákavostí, nehořlavostí a velkou tlakovou únosností, což přispívá k jeho využívání např. při izolaci základů či plochých střech. Dalším plusem pěnového skla je jeho ekologický původ - vyrábí se z mletého, často recyklovaného skla, které se napěňuje pomocí oxidu uhličitého. Součinitel tepelné vodivosti pěnového skla je od 0,041 do 0,048 W / (m. K), jeho granulát do základů v suchém stavu má výpočetní hodnotu 0,08 W / (m. K). K pozitivům pěnového skla patří, že jde o materiál s dlouhou životností a odolností vůči organickým rozpouštědlům. Tepelnou izolaci z pěnového skla můžete koupit buď jako štěrk, desky (pro eliminaci tepelných mostů na základech a napojení stěn) nebo jiné stavební prvky. Tento zajímavý ekologický materiál, který v minulosti možná někdy odradil svou vyšší cenou, se dnes už vyrábí i u nás a jeho výroba není tak drahá.

Pěnové minerální desky

Pěnové minerální desky mají porézní strukturu, a tak dokážou dobře pohlcovat vlhkost a současně ji odpařovat. Vyrábí se z různých plniv minerálního původu a zpravidla obsahují také vlákna celulózy. Pěnové minerální desky mají podobné vlastnosti jako desky vápenosilikátové. Vstupními surovinami pro výrobu jsou vápno, písek, voda a zpěňovadlo. Materiály jsou velmi odolné proti napadení plísněmi. Desky jsou křehké a při neopatrné manipulaci se mohou lámat.

Perlit

Expandovaný perlit je lehká pórovitá látka, která se vyrábí z křemičitanu hlinitého, látky sopečného původu. Perlit má velmi kvalitní tepelněizolační i akustické vlastnosti při poměrně nízké objemové hmotnosti, je nehořlavý a odolný vůči vlhkosti, mikroorganismům a plísním. Jako izolant se perlit používá pro izolaci podlah, zda pro výrobu tepelněizolační malty a omítky. Součinitel tepelné vodivosti perlitu je přibližně 0,04 W / (m. K).

2. Syntetické tepelné izolace

Tepelná izolace ze syntetických materiálů je vyhledávaná pro skvělé tepelněizolační vlastnosti a cenovou dostupnost.

Čtěte také: Kročejová izolace a její použití

Polystyren

Nejvyužívanějším druhem syntetického izolačního materiálu je bezpochyby polystyren. Podle technologie výroby jej rozdělujeme na pěnový (EPS) a extrudovaný (XPS). Vynikají skvělými hodnotami součinitele tepelné vodivosti, musí však být chráněny před UV zářením, které způsobuje degradaci materiálu.

Pěnový polystyren (EPS)

Pěnový polystyren je velmi lehká a pevná látka, která se vyrábí polymerizací styrenu. Styren se pro průmyslové účely získává z ropy, jedná se tedy o nepříliš ekologický materiál, což je zřejmě i jeho největší negativum. Kromě toho je to materiál difúzně uzavřený, nedá se tedy použít ve všech typech konstrukcí (například není příliš vhodný pro starší domy s vyšší vlhkostí). Velmi příznivá cena předurčila pěnový polystyren k tomu, aby se stal nejčastěji používaným tepelně izolačním materiálem. Jeho výhodou je snadná zpracovatelnost a nízká hmotnost, proto je manipulace s ním poměrně jednoduchá. Součinitel tepelné vodivosti běžného pěnového polystyrenu je λ = 0,035 - 0,040 W / (m. K). Novějším typem pěnového polystyrenu je tzv. „šedý polystyren“, který má přibližně o 20-25% lepší izolační účinky než běžný polystyren, s λ = zhruba 0,034 W / (m. K).

Extrudovaný polystyren (XPS)

Za extrudovaný polystyren si ve srovnání s pěnovým sice o něco připlatíte, poskytne vám ale lepší vlastnosti. Nehrozí při něm například riziko nasákavosti, protože má uzavřené póry. Díky tomu se může bez problémů použít na izolaci soklu a dalších míst, kde je dlouhodobě schopen odolávat kontaktu s vodou. Součinitel tepelné vodivosti extrudovaného polystyrenu je λ = zhruba 0,030 W / (m. K).

PUR a PIR pěny

Pěnový polyuretan PUR je další z řady izolačních materiálů, který se vyrábí z ropy. Jeho tepelněizolační vlastnosti jsou velmi příznivé, součinitel tepelné vodivosti se pohybuje okolo 0,023 - 0,032 W / (m. K) a jeho výhodou je velká odolnost vůči nízkým i vysokým teplotám (od -50 °C až po 130 °C). PUR a PIR pěny mají jemnou strukturu pórů. Tyto pěny jsou vhodné pro technologii stříkané izolace, dostupné jsou však i v podobě desek. Patří mezi moderní izolační materiály, které vynikají nízkou hmotností, snadnou montáží a dobrými tepelněizolačními vlastnostmi. Polyuretan koupíte buď ve formě tuhých desek, nebo ve formě polyuretanové pěny, která se vytvoří smícháním dvou komponentů a aplikuje se přímo na stavbě. Izolace Thermano, což je PIR pěna, má součinitel lambda λ = 0,023 (W/(mK)), což je výrazně lepší než u kvalitního polystyrenu XPS (0,031 W/(mK)).

Fenolická pěna

Deska z fenolické pěny o síle 100 mm má podobné parametry jako deska z polystyrenu o síle 180 mm. Je tak vhodnou alternativou pro zateplení do míst s omezeným výplňovým prostorem.

Čtěte také: Vlastnosti OSB desek v izolaci

3. Přírodní tepelné izolace

Izolaci pro zateplení podlahy, půdy a dalších stavebních konstrukcí vyřešíte také použitím izolace z přírodních materiálů. Izolační materiály čistě přírodního původu jsou hypoalergenní a šetrné k životnímu prostředí. Přesto musí obsahovat speciální látky, které materiály ochrání před škůdci, plísněmi či houbami a minimalizují hořlavost.

Dřevovláknité desky

Dřevovláknité desky jsou oblíbené nejen pro své tepelněizolační vlastnosti (součinitel tepelné vodivosti 0,038-0,05 W / mK), ale také díky svému ekologickému původu. Vyrábějí se z obnovitelných zdrojů - krátkých jemných vláken měkkého dřeva a k tomu se přidávají vodoodpudivé látky a smůla. Výsledným produktem jsou izolační desky, běžně dodávané v tloušťkách 6 až 200 mm. Izolační dřevovláknité desky se vyznačují schopností propouštět vodní páru, což je vítané především v difúzně otevřených konstrukcích (např. dřevostavby). Mají také dobrou schopnost zvukové izolace a schopnost kumulovat tepelnou energii. Spadají sem především dřevovláknité a dřevocementové izolace. Vzhledem k velké objemové hmotnosti mají dobrou schopnost tepelné akumulace. Používají se zejména jako vnější izolace, případně izolace ze strany interiéru, a důležitou roli hrají při zateplování dřevostaveb. Jsou také alternativou k sádrokartonu pro zhotovení vnitřních příček. Dřevocementové desky se pak používají jako izolant do sendvičových příček.

Sláma

Tepelněizolační vlastnosti prověřené staletími má další z řady alternativních izolačních materiálů - sláma. Součinitel tepelné vodivosti se při slámové izolaci pohybuje kolem 0,052 - 0,08 W / mK (přičemž záleží, zda jsou vlákna uspořádány kolmo nebo podélně). Kromě toho je součinitel také z velké části ovlivněn prouděním vzduchu uvnitř balíku. Balíky, které se používají nejčastěji na izolaci stěn, by měly mít objemovou hmotnost přibližně 90 kg / m3 - jedná se o speciální lisované balíky určené na zateplování, v některých případech dokonce se využívají i jako samonosná konstrukce. Při slámové izolaci ale počítejte s větším množstvím práce - její aplikace je náročnější.

Konopí

Jedním ze zajímavých alternativních izolačních materiálů je konopí. Součinitel tepelné vodivosti izolačních desek z konopí se pohybuje mezi 0,035 - 0,050 W / (m. K) v závislosti na objemové hmotnosti. Podobně jako u dřevovláknité izolaci, konopné desky dobře propouštějí vodu a aby vykazovaly větší ohnivzdornost, kombinují se s retardéry hoření. Jako tepelná izolace se konopí využívá např. pro izolaci stěn.

Ovčí vlna

Čistá ekologická a zdravotně neškodná tepelná a akustická izolace je ovčí vlna. Vlákno ovčí vlny je velmi trvanlivé a tento typ izolace je vhodný i do různě tvarovaných míst a prostor, kterým se díky pružnosti dokáže vlna přizpůsobit. Izolace z ovčí vlny musí být ošetřena látkami, které zajišťují její odolnost vůči hmyzu, plísním, a zvyšují její požární odolnost (rizikem nekvalitně zpracované ovčí vlny je nepříjemný zápach). Zpracovává se buď do formy měkkých izolačních desek, přičemž jejich objemová hmotnost se pohybuje kolem 20 až 25 kg / m3. Druhá forma - izolační rohože - má objemovou hmotnost zhruba od 12 kg / m3 a součinitel tepelné vodivosti okolo 0,04 W / (m. K). Pro zateplení stavebních konstrukcí můžete použít například izolaci z ovčí vlny. Používá se jako výplň a při adekvátní technologické úpravě se hodí i pro izolaci střešních plášťů či plovoucích podlah. Nevýhodou je vyšší cena a zvýšené riziko požáru.

Celulózová izolace

Stále oblíbenějším izolačním materiálem vyráběným recyklací novinového papíru představuje celulózová izolace. Ta poskytuje tak tepelnou, tak zvukovou ochranu a využívá se nejčastěji pro stropní konstrukce. Díky své jednoduché aplikaci - foukáním - je ale vhodná i do dalších těžko dostupných míst, které je třeba zateplit. Celulózová izolace je v poslední době oblíbená především v dřevostavbách, kde se jí objemová hmotnost pohybuje okolo 35 - 45 kg / m3. Součinitel tepelné vodivosti celulózové izolace je přibližně 0,04 W / (m. K). Izolanty na bázi papíru a celulózy se nejčastěji využívají pro technologii foukané izolace. Protože je vstupním materiálem recyklovaný papír, je výroba ekologická.

Formy tepelné izolace

Konkrétní typ výrobku tepelné izolace volte podle způsobu zpracování a umístění. Nejčastěji narazíte na izolanty ve formě desek, rohoží nebo volného násypu.

• Desky: S deskami se vám bude dobře manipulovat a oceníte i jejich větší pevnost v tlaku.
• Rohože: Rohože jsou pak kompaktnější, a tak vám umožní snazší izolaci prostorů nepravidelného tvaru.
• Volný násyp: Volně sypané izolanty pak můžete použít při zateplení spodních vrstev podlah.

Vakuová izolace

Vakuová izolace se objevuje v podobě vakuových izolačních panelů, které můžete najít pod zkratkou VIP. Vnitřní strukturu panelů tvoří částice oxidu křemičitého, zvenku je materiál uzavřen ve vzduchotěsném obalu vytvořeném z fólie. Tento mechanicky tuhý obal umožňuje manipulaci, nesmí však být narušen, jinak materiál ztrácí své izolační vlastnosti. Tloušťka VIP se pohybuje od 2 do 8 cm a desky se vyznačují mimořádně výbornými tepelněizolačními vlastnostmi. Součinitel tepelné vodivosti se pohybuje kolem 0,006 - 0,008 W / (m. K), což představuje desetkrát lepší izolační schopnost, než jakou nabízí většina běžných izolantů. Velký potenciál má vakuová izolace při řešení problematických detailů, např. při těsnění oken, dveří, nebo při rekonstrukci do podlah.

Izolace podlahy

Tepelná izolace podlahy hraje klíčovou roli v zateplení celého domu. Teplý vzduch stoupá nahoru, a proto je zabezpečení podlahy tak důležité pro zajištění pohody ve všech místnostech. V případě zateplování podlah se zabudovaným podlahovým topením montáž panelů PIR výrazně omezí tepelné ztráty přímo u zdroje tepla. Termomodernizaci nebo montáž tepelné izolace v novostavbě je třeba vnímat jako investici.

Montáž panelů Thermano PIR

1. K montáži tepelné izolace budeme potřebovat pouze hliníkovou pásku a panely Thermano. Důležité bude vybrat vhodnou tloušťku vrstev izolace. Pro obytné domy činí standardní tloušťka, která splňuje požadavky ministerstva stavebnictví, 80 mm.
2. Před pokládkou panelů Thermano musí být podklad z chudého betonu poměrně rovný, přizpůsobený pokládce tuhé tepelné izolace.
3. Thermano pokládáme střídavě, tzv. „na střídačku“.
4. Spáry panelů Thermano navíc zabezpečíme přilepením hliníkové pásky.
5. Koncovou fází je vylití vrchní vrstvy podlahy. Takto zabezpečené panely Thermano budou sloužit i několika generacím. Budete mít podlahu tepelně zajištěnou jedním z nejlepších materiálů, jaký je na trhu dostupný.

Izolace střech

Sláma se používá jako tepelná izolace i do konstrukcí plochých střech. Je správné, aby střechy izolované slámou byly řešeny s provětrávanou vzduchovou dutinou jako dvouplášťové konstrukce. Balíky pšeničné slámy se ukládají velmi těsně vedle sebe. Po jejich uložení se zpravidla přestřihují provázky. Dosáhne se tak rovnoměrného rozložení slámy na celou izolovanou plochu. Je ovšem nutno počítat s tím, že se sníží objemová hmotnost a zvýší tepelná vodivost materiálu. Tloušťka vrstvy má být alespoň 400 mm. Není však žádnou zvláštností, že právě ve střechách je tloušťka slaměné izolace až dvojnásobná. Balíky se kladly tak, aby došlo k překrytí spár. Vždy po položení části slaměné tepelné izolace se rozstřihly provázky, které uvolnily napětí hmoty, a nastalo zaplnění mezer. Nad větranou vzduchovou dutinou dvouplášťové konstrukce se osadil záklop a další desky OSB. U dvouplášťových střech je potřebné zabránit pronikání chladného venkovního vzduchu do slámy. Používají se k tomu materiály méně prodyšné, přitom však difuzně otevřené. Takovou hmotou jsou nejen různé typy kontaktních difuzních fólií, ale také hliněná břečka. Balíky slámy se jí mohou polévat. Na povrchu se tak vytvoří tenká vrstva, bránící vnikání chladného vzduchu do slaměné struktury.

Střešní plášť je možno také realizovat bez desek OSB i bez vrstev parotěsných. Rovina vytvořená z dřevěných prken se opatří řídkým hliněným roztokem. Její funkcí je absorbovat vodní páru z podstřešního prostoru a zamezit jejímu vedení do slaměné tepelné izolace. Přes celou plochu mazaniny se přeloží rákosová rohož. Na ni se již rozloží slaměné balíky. Sláma se obvykle nedoporučuje pro jednoplášťové střechy. Lze ji takto uložit jen v suchém stavu a s vyloučením jakéhokoliv vlivu srážkové vody nebo vody z mokrých technologických procesů. Je také třeba vytvořit cestu pro odvedení vodní páry. Taková střecha byla vybudována nad obytnou částí ekologického centra v Hostětíně. Na desky OSB, které jsou uloženy na stropních trámech, se položila parotěsná fólie. Na ni 400 mm silná vrstva tepelné izolace ze slámy. Vodní pára má možnost odejít do bočních částí střechy, k atikám a odtud do větrané dutiny pod dřevěným obkladem do venkovního prostředí. Na slámu se v pravidelných intervalech pokládala prkna, ke kterým se upevnila další deska OSB. Na ni se uložila spádová vrstva z minerálních vláken v tloušťce 20 až 150 mm, která vytvořila sklon střešních rovin. Hydroizolace z měkčeného PVC se přes vrstvu spádovou bodově kotvila k desce OSB. Na hydroizolaci se rozprostřela geotextilie s funkcí drenážní a filtrační vrstvy, kterou zakryl 100 mm silný substrát zeminy pro růst extenzivní zeleně.

Slámou je možno izolovat také šikmé střešní roviny. V České republice s tímto typem izolací nemáme mnoho zkušeností. Celá řada dobrých příkladů se však nabízí v zahraničí. Příkladem je čtyřpodlažní budova z nosné slámy s nárožními nosníky, které vynesly dřevěné velkoplošné do kříže slepované desky KLH. Vznikl komolý jehlan jehož závěrem se stala lucerna se zaskleným stanově ukončeným vrcholem. Pod ním se nachází malířský ateliér, k jehož osvětlení se v potřebné míře využívá difuzní složka denního světla. Střešní krytinou se stal štípaný šindel. Dřevěné prvky byly použity i pro odvod vody. Jiným příkladem je dům postavený ve švýcarské obci Glarus z nosných slaměných balíků velikosti 2400/1200/700 mm s objemovou hmotností ρ=150 kg/m3 a váhou 300 kg. Dům není podsklepený, ale tím, že spočívá na 21 betonových pilířích, je zespodu provětrávaný.

Izolace potrubí

Vyhláška č. 151/2001 nám ukládá izolovat potrubí buď podle článku č.9 §6 přímo danou tloušťkou izolace, nebo podle článku 11 výpočtem s kritériem maximální ztráty tepla vztažené na jednotku délky potrubí, konkrétně 0,35 W/m.K. Domnívám se, že návrh izolací je otázkou ekonomickou a musí být proveden tak, aby vynaložené prostředky zajistily maximální omezení ztrát tepla celého systému. V současnosti používané kritérium dle vyhlášky č.151 k takovému návrhu rozhodně nesměřuje. Jsme v situaci, kdy vyhláška je závazná a kritérium návrhu pro malé dimenze potrubí nevhodné.

Naproti tomu u větších potrubí je dosažení 0,35 W/m.K velice nákladné, vzhledem k velké ploše válce (povrchu izolace). Izolaci tedy postačí navrhnout tak, aby snížila tepelný tok jednotkou plochy na povrchu potrubí z 10 W/m2K na 7,431 W/m2K. Vyráběná nejmenší tloušťka je 6mm. Aktuální cena je cca 3,20 Kč na metr potrubí, ztráta tepla izolovaného potrubí je 15,2 W/m - tedy o 2,3 W/m v normě. Izolaci je tedy nutné navrhnout tak, aby snížila tepelný tok jednotkou plochy na povrchu potrubí z 10 W/m2K na 1,0321 W/m2K. Vyráběná nejbližší tloušťka je 50mm.

Pokud použijeme oněch 69 Kč na izolaci potrubí o průměru 15mm, zaizolujeme tak 9,5 m potrubí PE izolací namísto 6mm tloušťkou izolace 13mm tloušťkou izolace, což představuje nárůst ceny jednoho metru izolace z 3,20Kč/m na 10,5Kč/m. Z předchozího srovnání vyplývá, že pouhým přesunutím investičních prostředků vložených do izolace jsme ušetřili na jediném metru nákladně izolovaného potrubí 37-7,4 = 29,6W.

Termoizolační materiály pro vysoké teploty

Termoizolační materiály jsou klíčovým prvkem v mnoha průmyslových aplikacích - od těsnění kotlů a výměníků až po izolaci potrubí, pecí a výfukových systémů. Spolehlivá tepelná izolace pro vysoké teploty je k dispozici ve formě šňůr, pásek i textilií. Vybrané produkty jsou navíc doplněné o speciální úpravy - např. opletení sklem, výztuhy nerezovým drátem.

Pro odolnost proti teplotám nad 1000 °C jsou k dispozici speciální řešení.

tags: #izolacni #tepelny #provazek #informace

Oblíbené příspěvky:

• Využití tvrdého dřeva v Německu
• Mstětice u Bojanovic: Historie
• Objevte dlažbu DAREA od PRESBETON
• Využití truhlářských ručních pil
• Jak ochránit fasádu před vlaštovkami