Polystyrenová a polyuretanová výstelka: Srovnání a využití

Úspora energie je stále opakované a aktuální téma, které se týká každého uživatele bytu či rodinného domu. Pro zateplení domů se používá celá řada tepelných izolací. Každý tepelný izolant má celou řadu lepších či horších vlastností. 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 ochotní za něj zaplatit.

Polystyren jako izolační materiál

Polystyren je lehká pevná látka, která vzniká polymerizací styrenu (vinylbenzenu), což je látka běžně se vyskytující v přírodě, průmyslově se vyrábí z ropy. Polystyren patří mezi nejrozšířenější tepelně zpracovatelné plasty. Je oblíbený pro své tepelně-izolační a ochranné vlastnosti.

Výroba pěnového polystyrenu (EPS)

Základní surovinou pro výrobu pěnového polystyrenu je zpěňovatelný polystyren ve formě perlí. Dutina blokové formy ve tvaru kvádru s parními tryskami ve stěnách se zcela vyplní předpěněnými perlemi a vystaví se působení syté vodní páry. Perle změknou a expandují. V uzavřeném prostoru se formy vzájemně svaří a vytvoří kompaktní blok. Dobré tepelně izolační vlastnosti EPS při velmi malé objemové hmotnosti spočívají v tom, že jeho struktura je tvořena mnoha uzavřenými drobnými útvary naplněnými vzduchem, který má pouze nepatrnou tepelnou vodivost. EPS se vyrábí z perlí, které se působením syté vodní páry zvětší až padesátinásobně. Vzniklé pěnové kuličky se následně svaří do bloků a řežou na desky. Pěnový polystyren byl objeven náhodou v roce 1949 brněnským rodákem Fritzem Stastnym, který tehdy pracoval ve vývoji firmy BASF.

Typy polystyrenu a jejich vlastnosti

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. Dnes 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.

  • Expandovaný (pěnový) polystyren (EPS): Vynikající tepelněizolační vlastnosti má díky svým buňkám, které obsahují vzduch. Výhodou je také snadná opracovatelnost, nízká hmotnost a cenová dostupnost. 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.
  • Stabilizovaný polystyren (S): 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.
  • Polystyren pro podlahy (Z): Polystyreny určené pro zateplování podlah se dříve označovaly písmenem Z a představovaly základní variantu, u které nebyla vyžadovaná vysoká rozměrová přesnost. Dnes se tak vyrábí jen podlahové polystyrenové desky, které jsou kvalitativně na úrovni desek označovaných S.
  • Šedý polystyren: Vedle tradičních bílých polystyrenových desek tak narazíte například na šedé polystyrenové desky, které mají díky nanočásticím grafitu lepší izolační vlastnosti. Součinitel tepelné vodivosti šedého polystyrenu je lambda = 0,031 - 0,032 W/(mK). Lepších vlastností je dosaženo přidáním grafitu namletého na nanočástice vyplňující pevnou fázi polystyrenu. Tento grafitový prášek vytvoří na povrch polystyrenových kuliček membránu, která slouží jako tzv. tepelná clona. Dle technických listů výrobků izoluje šedý polystyren o cca 15 - 20 % lépe než obyčejný polystyren bílý. V praxi to znamená, že na zateplení stěny lze použít menší tloušťku izolace a tepelně izolační schopnost konstrukce přitom zůstane zachovaná.
  • Extrudovaný polystyren (XPS): Druhou používanou technologií výroby polystyrenu je extruze. 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. Díky těmto vlastnostem se využívá k izolování základů, podezdívek nebo podlahových konstrukcí. Jeho hlavní nevýhodou je malá odolnost vůči UV záření. Z toho důvodu se nepoužívá v místech, kde dochází ke kontaktu se slunečními paprsky.

Použití polystyrenu

Fasádní polystyren je dále vyráběn ve dvou variantách, a sice 70F a 100F. Číslovka udává napětí v tlaku při 10° deformaci v kPa. Rozdíly jsou také ve schopnostech izolovat, v objemové hmotnosti a faktoru difúzního odporu. Tloušťku tepelné izolace obvodové stěny nelze jednoznačně určit. Tloušťku je potřeba spočítat tepelně technickým výpočtem, který počítá s tloušťkou stávající obvodové konstrukce a jejími tepelně technickými vlastnostmi. Také záleží na tom, jaký polystyren bude použit a jaké jsou kladeny normové požadavky na danou konstrukci.

Čtěte také: Vlastnosti smrkového a akátového dřeva

Součinitel tepelné vodivosti polystyrenu je lambda = 0,032 - 0,038 W/(mK), což nasvědčuje tomu, že má tento izolant lepší vlastnosti než několikrát dražší minerální vata.

Pro zateplení fasády je vždy dobré používat k tomu určené polystyrenové desky.

Montáž polystyrenu:

  • 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.

Polystyren EPS je nejrozšířenější tepelnou izolací pro zateplení nejen fasády domu, ale i podlahy a střechy domu. Za příznivou cenu dostanete izolaci s výbornými izolačními schopnostmi.

Nedostatky šedého polystyrenu

Šedý polystyren je sice dobrý izolant, ale drží se ho i pár nedostatků. Problémem je jeho tmavá barva, která při nesprávném postupu a nedodržení podmínek aplikace polystyrenu udělá neplechu. Tmavá barva šedého polystyrenu lépe absorbuje sluneční záření a dokáže se zahřát na vyšší teplotu než povrch bílého polystyrenu. Ačkoli je teplotní roztažnost obou polystyrenů stejná, polystyren ohřátý na vyšší teplotu se více roztáhne. Šedé polystyrenové desky by se také měly správně skladovat a neměly by být uloženy na slunci. Teplotní odolnost šedého polystyrenu je do 70 °C. Při dlouhodobém působení vyšší teploty dohází k degradaci materiálu.

Čtěte také: Vlastnosti a využití schodů z masivu a spárovky

Polyuretan jako izolační a ochranný materiál

Polyuretan (PUR) je moderní materiál, který se stále více prosazuje v oblasti tepelných izolací a ochranných výstelek, zejména díky svým vynikajícím vlastnostem.

Fasádní termopanely z polyuretanové pěny

Jedním z nejmodernějších řešení, které se v současné době na trhu s izolačními materiály nachází, je instalace tzv. fasádních termopanelů. Fasádní termopanely se vyznačují vysokou odolností proti mrazu, jedinečnými vlastnostmi a dlouhou životností.

Fasádní termopanely BELAN se vyznačují velmi nízkým koeficientem tepelné vodivosti, vysokou pevností, odolností vůči vodě, nízkou propustností páry a v neposlední řadě také šetrností k životnímu prostředí a bezpečností pro člověka. Fasádní panely jsou navrženy tak, aby zabránili nežádoucímu „dýchání“ vašich stěn. Místo toho slouží svému přirozenému účelu, tedy udržování příznivého mikroklimatu uvnitř domu a poskytování spolehlivé ochrany před nepříznivými vlivy venkovního prostředí, například před mrazem. Fasádní panely BELAN jsou vyrobeny z kvalitní polyuretanové pěny (PUR), která ve srovnání s válcovanými, sypkými či vyfukovanými materiály vyniká skvělými tepelně izolačními vlastnostmi, ale také velmi nízkou propustností páry. Díky ní se nemusíte bát tzv. difúze vodních par, která může v krajním případě vyústit až ve vznik kondenzátu.

Odborníci na úspory energií se shodují, že útulného, příjemného a zdraví prospěšného klimatu v domě lze dosáhnout prostřednictvím co nejefektivnější vzduchotěsné konstrukce. Polyuretanová pěna fasádních termopanelů BELAN zabraňuje odvodu tepla a pronikání vzduchu. Zároveň účinně zabraňuje průniku průvanu, prachu a venkovní vlhkosti. Nespornou výhodou zateplovacího systému je také protihluková izolace.

Spolehlivost a užitečné vlastnosti nejsou jedinými výhodami fasádních panelů BELAN. Fasádní termopanely BELAN můžete použít pro obkládání a zateplování bytových i nebytových budov bez ohledu na konkrétní druh stěny. Panely splní svůj úkol, ať už je instalujete na cihly, beton či nosníky. Díky základu panelu, kterým je tvrdá polyuretanová pěna (BASF), splňuje zateplovací systém veškeré hygienické standardy, nepodléhá plísním nebo houbám a v neposlední řadě vytváří zdravotně nezávadné prostřední, které je vhodné například i pro alergiky. Zároveň se nemusíte bát ani útoku hlodavců, pro něž má polyuretanová pěna prakticky nulovou potravinovou hodnotu.

Čtěte také: Lamino a lak u dětského nábytku

Přestože se jedná o technologicky pokročilý zateplovací systém, jeho montáž je velmi snadná. Dům zvládnete zateplit za několik týdnů, aniž byste potřebovali speciální aplikační zařízení či vyškolený personál.

Polyuretanové výstelky v kanalizačních systémech

Péče o kanalizační infrastrukturu představuje pro města a obce zásadní téma - zejména v souvislosti s rostoucími nároky na dlouhodobou udržitelnost, odolnost vůči chemickým látkám a minimalizaci nákladů na údržbu. Jedním z nejefektivnějších způsobů, jak prodloužit životnost kanalizačních systémů a snížit riziko jejich degradace, je použití plastových výstelek. Ty chrání betonové prvky před korozí i před vnějšími chemickými vlivy, snižují tření a omezují usazování nečistot, čímž zajišťují plynulejší provoz celé sítě.

Společnost CS-BETON rozšířila své portfolio o novou technologii obložení kanalizačních šachet celoplastovou výstelkou z odolného polyuretanu - systém STRATO. Tato technologie byla vyvinuta ve spolupráci s německým partnerem v reakci na potřeby projektantů a provozovatelů kanalizačních systémů. STRATO zachovává plnou variabilitu stávajícího systému Capitan, zároveň však přináší novou úroveň odolnosti, pevnosti a životnosti.

Polyuretanová výstelka STRATO je vyráběna vně formy bez jakýchkoli spojů a následně zalita přímo při výrobě betonového dílu. Tím se zcela eliminuje potřeba dodatečného lepení či spárování - a s tím spojená rizika degradace nebo nesprávného provedení. Výsledkem je dokonale kompaktní a odolný celek. STRATO je navrženo tak, aby odolalo nejen mechanickému, ale i chemickému namáhání. Z důvodu nízké uhlíkové stopy je to zároveň i nejekologičtější řešení na trhu, pokud jde o zvýšení odolnosti běžného betonového prvku ze samozhutnitelné betonové směsi. Výstelky STRATO jsou vyrobeny z polyuretanu, který je testován pro použití v extrémních podmínkách kanalizačních systémů. Ve srovnání s čedičem nebo kameninou nabízí STRATO bezespárové řešení a vyšší pevnost při zachování cenové dostupnosti. Z pohledu udržitelnosti je STRATO jedním z nejekologičtějších řešení na trhu - kombinuje pevnost a stabilitu betonu s odolností a nízkou uhlíkovou stopou plastu. Výsledkem jsou nižší provozní náklady, delší intervaly údržby, menší dopad na životní prostředí.

Ke klíčovým výhodám nové technologie STRATO patří:

  • extrémní odolnost proti působení chemických a korozních látek
  • dokonale hladký povrch, který nebrzdí průtok odpadních vod
  • absence spár, tedy žádná slabá místa typická pro jiné obkladové materiály

Polyuretanové podlahy

Výběr správné průmyslové podlahy nebo podlahy do kanceláře či bytu je zásadní rozhodnutí. Dva nejčastější systémy - epoxidové podlahy a polyuretanové podlahy - mají odlišné vlastnosti, výhody i nevýhody. Norma ČSN EN 13813 upravuje požadavky na materiály používané pro lité podlahy - pevnost, přídržnost, odolnost.

Základní rozdíly mezi epoxidovou a polyuretanovou podlahou:

  • Epoxidové podlahy jsou tvrdé, pevné a extrémně odolné vůči mechanickému zatížení. Vytváří se chemickou reakcí mezi epoxidovou pryskyřicí a tvrdidlem.
  • Polyuretanové podlahy jsou pružnější a lépe tlumí vibrace, což je výhodné v prostředích s teplotními výkyvy nebo tam, kde se očekává určitá elasticita (např. v kancelářích nebo bytech).

Životnost v různých typech provozů:

  • Těžký průmysl: Epoxidové podlahy mají v těchto podmínkách výhodu díky vysoké tvrdosti. U polyuretanu může dojít k otlakům od těžké techniky.
  • Kanceláře a showroomy: Zde je výhodnější polyuretan - má vyšší pružnost, je tišší a na chůzi příjemnější. Zároveň lépe tlumí kročejový hluk.
  • Byty a rodinné domy: Polyuretan opět vítězí - je měkčí, příjemnější, dobře izoluje od chladu a umožňuje designová řešení.

Údržba a odolnost vůči znečištění:

  • Epoxidová stěrka má neporézní a tvrdý povrch, díky čemuž se snadno udržuje - hodí se pro provozy s oleji, chemikáliemi nebo prachem.
  • Polyuretanová stěrka má lepší chemickou odolnost vůči UV záření a organickým kyselinám (např. mléčné, vinné), proto se často používá v potravinářství a interiérech.

Vizuální vzhled a designové možnosti:

Oba systémy nabízí širokou paletu RAL barev, ale:

  • Epoxidová stěrka je často lesklejší, s nižší elasticitou - vhodný pro moderní technické interiéry.
  • Polyuretanová stěrka lze použít pro dekorativní efekty, například v kombinaci s barevnými chipsy, matným lakem nebo dokonce jako stěrku pod dřevo.

Komfort při chůzi a hluková izolace:

  • Epoxidová podlaha je tvrdá a studenější, může být hlučnější při pádu předmětu nebo chůzi.
  • Polyuretanová podlaha je měkčí, příjemnější při chůzi bosou nohou, s nižší hlučností a lepší tlumivostí nárazů.

Doporučení podle typu uživatele:

Prostředí Doporučení
Výrobní hala Epoxid
Sklad s vibracemi Polyuretan
Kancelář Polyuretan
Garáž Epoxid
Byt / dům Polyuretan
Potravinářství Polyuretan
Chemický provoz Epoxid (s bariérou)

Výběr podlahy není otázkou vkusu, ale provozních požadavků.

Experimentální srovnání tepelně izolačních vlastností

Abychom lépe ukázali, jak si která izolace vede v různých podmínkách, byly izolace podrobeny měření. Ke kýženému výsledku, který si klade za cíl porovnat různé druhy izolací mezi sebou, však nevedla úplně jednoduchá cesta. Při testu bylo potřeba zajistit prostředí respektující přírodních zákony, aby nedocházelo ke zkreslování výsledků u různých typů izolací.

První experiment: Simulace 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 35 x 35 x 53 cm z následujících izolantů:

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

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. Max. 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. Vyvodili jsme z toho, že tímto způsobem kvalitu izolace nelze určit a ani změřit.

Druhý experiment: 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.

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.

Naměřené výsledky byly na rozdíl od prvního testu „termoska“ rozdílné a tím pádem i průkaznější. Opakování testů ve více dnech prokázalo stejné výsledky měření.

Výsledky experimentů a závěry

V průběhu měření jsme se zaměřili i na nepatrné netěsnosti víka boxů. 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 jen překládat a přelepovat přes sebe originální páskou určenou k tomuto účelu. V jednom z testů jsme víko velmi důkladně na 2 x olepili páskou a maximálně tak omezili případný únik tepla. Abychom zjistili skutečné vlastnosti tohoto materiálu bez nežádoucích vlivů spojů, 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.

Výsledné pořadí v efektivitě zateplení:

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

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

tags: #polystyrenová #a #polyuretanová #výstelka #srovnání

Oblíbené příspěvky: