Požadavky na izolační materiály z hlediska nasákavosti

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. Na trhu narazíte na nespočet izolačních materiálů, které se liší svými vlastnostmi i způsobem použití.

V dnešní době se klade co největší důraz na zateplení a celkovou energetickou náročnost budov bez rozdílu toho, jestli se jedná o navrhování novostaveb nebo provádění rekonstrukcí. Chceme dosáhnout tepelné pohody v interiéru a co nejnižších energetických ztrát. Cílem je minimalizovat náklady na energie a zároveň chránit životní prostředí. V souvislosti s tímto trendem rostou tepelně technické požadavky na jednotlivé konstrukce domů.

Vliv vlhkosti na tepelněizolační vlastnosti

Je všeobecně známo, že tepelněizolační vlastnost se s vlhkostí materiálu zhoršuje. Na tepelnou izolaci působí během její životnosti mnoho faktorů, kterými se do materiálu může vlhkost dostat. Tepelná vodivost vzduchu je přibližně dvacetkrát menší nežli tepelná vodivost vody, tudíž je zřejmé, že i tepelná vodivost suchých materiálů s pórovitou strukturou bude nižší než u materiálů s obsahem vlhkosti. Výrobci tepelněizolačních materiálů udávají pouze deklarovanou hodnotu součinitele tepelné vodivosti v jednom určitém stavu, která má sloužit zejména pro porovnání materiálů mezi sebou a je stanovována na základě určitých postupů měření. Tato hodnota ve své podstatě ale nevypovídá o vlastnostech materiálu při zabudování do konstrukce.

Nasákavost je fyzikální veličina, která je u tepelných izolací velmi důležitá. Pokud je ve stavební konstrukci izolace, která je nasákavá a přijde do kontaktu s vodou, nebude izolovat. Jedná se o množství vody nasáklé materiálem o definované vlhkosti za definovanou dobu při jeho částečném ponoření do vody.

Typy izolačních materiálů a jejich nasákavost

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

Čtěte také: Vše o tepelné izolaci šikmé střechy

Minerální izolace

Minerální vlny patří mezi nejpoužívanější izolační materiály vůbec. 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. Vyrábí se z minerálních vláken v podobě skelné vlny nebo čedičové vaty. Oba typy mají velmi podobné vlastnosti, rozdíl spočívá zejména ve výrobní technologii. Skelné vaty se produkují z recyklovaného borosilikátového skla, ty čedičové pak z čediče a dalších hornin (žuly, vápence, dolomitu).

• Skelná vlna je jedním z minerálních izolačních materiálů. 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. Jedním z jejích negativ je poměrně velká nasákavost, což znemožňuje její využití ve vlhkých místech.
• Minerální vlna (kamenná vlna) se vyrábí ze směsi kameniva (čedič, diabas...). Používá se ve stavebnictví jako tepelná, zvuková a protipožární izolace. 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.
• 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.
• Pěnové sklo je moderní typ tepelné izolace, u kterého oceníte vysokou odolnost v tlaku. Na pěnové sklo narazíte v podobě drtě nebo izolačních desek. Vyznačuje se parotěsností, nenasákavostí, nehořlavostí a velkou tlakovou únosností, což přispívá k jeho využívání například 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.

Syntetické izolace

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

• Polystyren je nejvyužívanějším druhem syntetického izolačního materiálu. 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 je velmi lehká a pevná látka, která se vyrábí polymerizací styrenu. Je zároveň lehký, snadno se montuje, je rozměrově stálý a při správném použití má velmi dlouhou životnost. Novějším typem pěnového polystyrenu je takzvaný „šedý polystyren“, který má přibližně o 20-25 % lepší izolační účinky než běžný polystyren. Extrudovaný polystyren je bezpochyby jeden z nejrozšířenějších tepelně izolačních materiálů. 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.
• 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.
• Fenolická pěna je ze všech materiálů nejvíce náchylná na vzdušnou vlhkost, a dochází u ní k výraznému nežádoucímu zvýšení tepelné vodivosti. 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.

Přírodní 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.

• Izolace na bázi dřeva a papíru tvoří poměrně obsáhlou skupinu, která však často obsahuje i další přísady minerálního či syntetického charakteru. 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. Dřevovláknité desky se vyznačují schopností propouštět vodní páru, což je vítané především v difúzně otevřených konstrukcích (např. dřevostavby). Izolanty na bázi papíru a celulózy se nejčastěji využívají pro technologii foukané izolace. Protože je vstupním materiálem recyklovaný papír, je výroba ekologická.
• Ovčí vlna má výborné izolační vlastnosti. Je zdravotně nezávadná a je plně přírodním produktem s vysokou životností. Bez podpůrného hoření nehoří, udrží až 35 % vlhkosti. Absorbuje a opět uvolňuje vzdušnou vlhkost. Schopnost vlněného vlákna udržet vlhkost je cca 20násobně vyšší, než schopnost vlákna minerálního. S vlhkostí se izolační schopnost vlny zvyšuje. Pro zateplení stavebních konstrukcí se používá jako výplň a při adekvátní technologické úpravě se hodí i pro izolaci střešních plášťů či plovoucích podlah.
• Len je domácí, obnovitelná užitková rostlina. Je odolná plodina, lze ji pěstovat bez použití hnojiv. Nabízejí se izolace ve formě plsti, desek nebo volně sypané. Mají dobré izolační vlastnosti. Len je hořlavý, pro větší odolnost ohni se přidávají sloučeniny amoniaku nebo boraxu či vodního skla.
• Konopí je odolná, nenáročná rostlina, dá se celá dobře zužitkovat, jak na vlákno, papír, olej, palivo, tak i na nábytek. Konopné rohože mají ty výhody, že neobsahují žádné látky zatěžující životní prostředí, jsou plně recyklovatelné, hodí se na izolaci střech, zdí i podlah. Mají také dobré difúzní vlastnosti umožňující optimální prostup vlhkosti a zajištující ideální zdravé klima v místnostech. Navíc neobsahují žádné bílkoviny, takže jsou současně absolutně bezpečné proti napadení škůdci a nepodléhají hnilobě.
• Rákos je tráva dorůstající 1 až 4 m. Rákos nepodléhá biologickému rozkladu. Díky vysokému obsahu kyseliny křemičité je značně snížené riziko samovznícení.
• Sláma má tepelněizolační vlastnosti prověřené staletími. 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.
• 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.

Experimentální zjištění vlivu vlhkosti na izolační materiály

Pro zjištění vlivu absorbované vlhkosti z vlhkého prostředí na tepelnou vodivost materiálu bylo vybráno celkem sedm tepelněizolačních materiálů pro vnější kontaktní zateplovací systémy:

• pěnový polystyren - Isover EPS 70F, tl. 100 mm
• pěnový polystyren s příměsí grafitu - Isover EPS Greywall Plus, tl. 100 mm
• minerální vlna s podélným vláknem k rovině desky - Isover TF Profi tl. 100 mm
• minerální vlna s kolmým vláknem k rovině desky - Isover NF 333 tl. 100 mm
• polyuretanové desky - TPD - PUR 30/40 tl. 100 mm
• fenolická pěna - Kingspan Kooltherm K5 tl. 80 mm
• pěnové sklo - Foamglas T4+ tl. 100 mm

Zkouška probíhala na třech vzorcích od každého materiálu. Nejprve byla měřením stanovena tepelná vodivost vysušených materiálů, dále byly jednotlivé vzorky umísťovány do exsikátorů a ponechávány v různě vlhkých prostředích nad roztoky solí do doby, než se ustálila jejich hmotnostní vlhkost. Následně se na materiálech stanovovala tepelná vodivost pomocí přístroje Isomet. Kromě vystavení jednotlivých materiálů prostředím s různou vlhkostí bylo provedeno také úplné ponoření vzorků do vody po dobu 7 dní.

Čtěte také: Bezpečnost a vlastnosti staveb

Výsledky experimentu

Sorpce vzdušné vlhkosti se nejvíce projevila u fenolické pěny, kde byl zjištěn nárůst hmotnosti materiálu hned v prvním připraveném prostředí s relativně nízkou vlhkostí vzduchu. S dalším nárůstem vlhkosti prostředí hmotnostní vlhkost fenolické pěny dále výrazně stoupala. V důsledku toho lze tedy v praxi předpokládat, že bude u fenolické pěny docházet k největšímu zhoršení tepelné vodivosti oproti ostatním materiálům. Obsah vlhkosti v materiálu již při relativně nízké vlhkosti vzduchu byl také ještě zaznamenán u polyuretanu. Naopak vzorky z minerální vlny s ohledem na jejich strukturu překvapily relativně nízkou absorpcí bez rozdílu na jejich orientaci vláken.

Z grafu je zřejmé, že polystyren a pěnové sklo si nejlépe zachovávají své tepelněizolační vlastnosti i při vysoké vlhkosti prostředí. Jedná se o materiály s uzavřenou a pro vodu nepropustnou vnitřní buněčnou strukturou, do které nepronikají vodní páry nebo pronikají jen v omezené míře. Naopak zejména u fenolické pěny dochází k výraznému nárůstu tepelné vodivosti při zvýšené vzdušné vlhkosti, což je důsledek její vysoké absorpce vodních par do vnitřní struktury materiálu.

Z hodnot lze také vyvodit, že u materiálů, které přišly do kontaktu s vodou, nedochází po jejich vysušení k výraznému či vůbec žádnému zhoršení tepelněizolačních vlastností. Tepelná vodivost po vysušení nabývá téměř původních nebo zcela stejných hodnot jako před namočením. Lze tedy konstatovat, že zkoušené tepelné izolace si zachovávají v suchém stavu své tepelněizolační vlastnosti i přesto, že projdou fází plného nasycení vodou. Předpokladem je však zachování struktury materiálu, která může být například mechanicky poškozena. Zároveň je nutné vzít v úvahu, že v praxi k úplnému vysušení materiálu většinou nedojde, jelikož zajištění podmínek pro úplné vysušení je v praxi téměř nemožné.

Tabulka 1: Průměrné hodnoty hmotnostních vlhkostí materiálu a součinitele tepelné vodivosti při jednotlivých vlhkostních stavech.

Výběr izolačního materiálu

Otázka, jaký izolační materiál je nejlepší, patří mezi nejčastější, které si lidé při stavbě nebo rekonstrukci domu kladou. A zároveň je to otázka, na kterou neexistuje jedna univerzální odpověď. Při výběru izolačního materiálu je vždy nutné zohlednit hned několik faktorů. Každý materiál má své výhody a nevýhody, a proto je důležité je při jejich volbě mezi sebou porovnat a zvážit, který je při konkrétní aplikaci z hlediska vlastností vhodný více či méně.

Čtěte také: Požadavky na talířové hmoždinky

Mezi nejpoužívanější izolační materiály dnes patří pěnový polystyren a minerální vlákna. Pěnový polystyren vyniká velmi dobrým poměrem ceny a výkonu. Nabízí vynikající tepelně izolační schopnosti při relativně nízké ceně. Izolace z minerálních umělých vláken je na druhé straně vyhledávána například pro své akustické vlastnosti nebo vyšší odolnost vůči vysokým teplotám.

Velmi důležité je také místo použití izolace. Jiný materiál se hodí na fasádu, jiný do střechy, jiný do podlahy nebo na suterény. Kromě samotného materiálu hraje zásadní roli také kvalita návrhu a provedení. I nejlepší izolace na světě přestane fungovat, pokud je špatně navržena skladba konstrukce, vznikají tepelné mosty nebo je montáž provedena neodborně. Dobrým řešením bývá i kombinace různých izolačních materiálů v jedné stavbě.

tags: #pozadavky #na #izolacni #materialy #z #hlediska

Oblíbené příspěvky:

• Spolehlivá řešení pro elektroinstalaci
• Význam sklonu střechy pro funkčnost stavby
• Vše o protipožárních zárubních pro sádrokarton
• Vše o PVC pořadačích
• Vše o plničích pórů pro dřevo