Polystyren (EPS a XPS): Komplexní průvodce pro efektivní izolaci

Polystyren patří mezi nejpoužívanější izolační materiály ve stavebnictví. Vyniká svými tepelněizolačními vlastnostmi a cenovou dostupností. Využívá se při zateplování fasád, střech, podlah, příček, soklů a dalších stavebních konstrukcí. Od svého vzniku v polovině 20. století prošel velkým vývojem a dnes na trhu narazíte na polystyreny vyráběné různými technologiemi a s rozličnými vlastnostmi. Neznalost vlastností konkrétních stavebních materiálů a následné nevhodné zabudování může ve svých důsledcích znamenat i závažné poruchy střešních plášťů, které mohou v řadě případů velmi rychle vyvolat nutnost jejich totální rekonstrukce. Vlastnosti každého tepelně izolačního materiálu tedy významně ovlivňují jeho výběr pro konkrétní použití.

Typy polystyrenu a jejich vlastnosti

Základem všech druhů polystyrenových plastů je styren - velmi hořlavá látka. Rozlišujeme 3 základní druhy polystyrenů:

• Standardní polystyren (PS, označovaný také jako GPPS - z angl. General Purpose Polystyrene): Je vzhledově podobný plexisklu - je čirý a křehký, skvěle formovatelný. Je teplotně stabilní, má nízkou hmotnost a je ideální pro výrobu prostřednictvím vstřiku do forem. Vyznačuje se vynikající průhledností a vysokým leskem. Pevnost standardního polystyrenu ovlivňuje teplota a čas expozice, není náchylný na vzdušnou vlhkost a odolává teplotám do cca 60 °C (až 90 °C). Má dobré elektrické a dielektrické vlastnosti, má sklon ke korozi za napětí. Nepodléhá působení běžných neoxidujících kyselin, louhů, alkoholů, roztoků solí a některých olejů a tuků. Naopak podléhá působení organických rozpouštědel - např. benzínu, aromatických a chlorovaných uhlovodíků, ale také ketonům a esterům.
• Houževnatý polystyren (HIPS - z angl. High Impact Polystyrene): Z hlediska optických vlastností není průhledný, zato je průsvitný. Jedná se o kopolymer styrenu a butadienu - při výrobě se do makromolekuly polystyrenu vloží molekuly kaučuku (procesem roubování nebo směšování). Jeho výsledné vlastnosti značně ovlivňuje podíl kaučukové složky, která tvoří 5-15 %. Čím více je v materiálu kaučuku, tím nižší je jeho pevnost a tuhost a naopak se zvyšuje tažnost a rázová houževnatost, a to i při nízkých teplotách (až -90 °C). Kaučuk pohlcuje mechanickou energii způsobenou např. úderem - dodávanou energii pohltí. Houževnatý polystyren je méně odolný působení chemických látek a zhoršují se dielektrické vlastnosti a odolnost vůči povětrnostním vlivům, nasákavost je u něj vyšší.
• Expandovatelný/zpěňovatelný polystyren (EPS - z angl. Expandable Polystyrene) a Extrudovaný polystyren (XPS - z angl. Extruded Polystyrene): Tyto dva typy jsou nejpoužívanějšími tepelnými izolacemi v plochých střechách a pro zateplení budov obecně. Oba druhy polystyrenů jsou někdy laickou veřejností zaměňovány. Oba výrobky EPS i XPS jsou v podstatě vyráběny ze stejné základní vstupní suroviny polystyrenu, ale s odlišnými doplňkovými surovinami a jinou technologií výroby. Mají proto společné některé vlastnosti - oba nejsou odolné vůči UV záření (dochází k jejich povrchové degradaci) a vůči některým chemickým látkám. Nezvratně je poškozují ropné produkty, ředidla a organická rozpouštědla. Jejich tepelně technické vlastnosti jsou podobné, ale významně se liší v pevnosti v tlaku, v hranové pevnosti a v nasákavosti.

Pěnový polystyren (EPS)

Pěnový polystyren (označovaný EPS) je už desítky let stálicí mezi izolačními materiály, a to díky unikátní kombinaci vlastností - zejména výborným mechanickým vlastnostem (pevnost v tlaku, tahu a smyku) s nízkou hmotností, výborným izolačním schopnostem (zejména šedé typy), odolností proti vlhkosti a v neposlední řadě i díky příznivé ceně, kdy navíc je ještě velmi příjemný a jednoduchý na zpracování. Má typickou kuličkovou strukturu. Polystyrenové dílce se rozdělují dle způsobu výroby na expandované a na extrudované. Používanějším typem jsou polystyreny expandované, a to z důvodu širokého uplatnění při zateplení budov. Jejich nevýhodou je nasákavost.

Historická zajímavost

Pěnový polystyren byl objeven náhodou v roce 1949 brněnským rodákem Fritzem Stastnym, který tehdy pracoval ve vývoji firmy BASF. EPS perličky vyráběla firma BASF, která získala v roce 1949 patent.

Výroba EPS

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. EPS kuličky se vyrábějí v několika velikostech dle účelu použití, jsou skladovány v zásobnících a dopravních silech. K jejich finální úpravě dochází dle konkrétních požadavků u výrobce. Perle se předpěňují působením vodní páry v předpěňovacích zařízeních. Tento proces probíhá v provzdušňovaných silech. Zde se perle stabilizují a získávají další zpracovatelnost. Při výrobě bloků, desek, tvarovek, popř. pásů se předpěněné perle EPS plní do formy, kde působením vodní páry v buňkách dále expandují. Perle se vzájemně svaří a vytvoří kompaktní blok. Bloky se poté ochladí a uskladní před dalším zpracováním. Řežou se teplým nebo studeným drátem na desky. Pro izolující kročejový hluk jsou bloky stlačovány v mechanických lisech přibližně na třetinu své výchozí tloušťky, což zlepšuje akustické vlastnosti.

Čtěte také: Posouzení dostatečnosti zateplení Porotherm 24

Použití EPS

• Klasické jednoplášťové ploché střechy: EPS se používá jako tepelná izolace.
• Fasádní zateplovací systémy (ETICS): EPS s mikroperforací (OPEN, CLIMA) zajišťuje lepší propustnost vodních par a „dýchání“ fasády. Pro standardní kontaktní zateplení je ideální kombinace EPS a minerální izolace, např. sendvičové desky Isover Twinner (EPS + MW), které je možno aplikovat i bez požárních pruhů, tj. zvyšují požární bezpečnost.
• Podlahy: Bílý podlahový polystyren EPS 100Z je nejběžněji používán pro zateplení podlahy v novostavbách. Šedý podlahový polystyren Styrotherm PLUS 100 s lambdou 0,031 W/mK je oblíbený pro maximální zateplení. Pro útlum kročejového hluku se používá elastifikovaný pěnový polystyren Styrofloor (T4 a T5).
• Soklové části a spodní stavby: Některé speciální výrobky z pěnového polystyrenu jsou také barevné - například růžový Perimetr používaný především na tepelné izolace spodní stavby, soklové části, podlah a stěn bazénů, bez požadavku na útlum kročejového hluku. Desky vynikají zvýšenou pevností, odolností proti průrazu a minimální nasákavostí.
• DUO střechy: EPS tvoří spodní vrstvu tepelné izolace.
• Stropy: Pro zateplení stropu z obytné části kontaktním způsobem postačí klasický EPS 70 s koncovým označením Z, S nebo F. Pro zateplení stropu z shora se doporučuje EPS s vyšší gramáží, např. EPS 100S nebo Z, který je vhodný pro běžně pochůzí využití.

Speciální typy EPS

• Šedý polystyren s grafitem (například GreyWall nebo NeoFloor od firmy Rigips, Styrotherm PLUS 100): Má díky obsahu grafitu o 20% lepší tepelně izolační vlastnosti než bílý EPS 70F. Jeho součinitel tepelné vodivosti je 0,032 W/mK a je považován za nejúčinější fasádní polystyren. Šedý polystyren má téměř dvojnásobnou teplotní roztažnost oproti EPS 70F. Při zateplování doporučujeme natáhnout na lešení stínící ochranné plachty, co nejrychleji fasádní desky přikotvit a nanést krycí a armovací vrstvu.
• Baumit Open: Unikátní díky svým prodyšným vlastnostem. Jedná se o fasádní desky typu EPS 70F s kruhovými otvory pro odvod vodních par.
• Baumit Open Reflect: Desky na bázi šedého polystyrenu s bílým nátěrem na lícové straně a difuzními otvory, nabízející o 20% lepší tepelně izolační vlastnosti než Baumit Open.
• Weber EPS-F Clima Rda a SD ("Dalmatin polystyren"): Skladba fasádních desek vychází z kombinace bílého a šedého polystyrenu. Mají difuzní otvory po celé ploše desky, které ale neprochází skrz celou desku.

Extrudovaný polystyren (XPS)

Extrudovaný polystyren (označovaný XPS) má homogenní strukturu pěnové hmoty s uzavřenými buňkami a jednotliví výrobci jej obvykle dodávají zbarvený v různých barvách (modrý, růžový, zelený, fialový ...). Je 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. Extrudovaný polystyren se vyrábí vytlačováním taveniny polystyrenu za současného sycení zpěňovadlem. Recyklovaný XPS odpad je dalším výrobním vstupem, protože veškerý odpad je 100% recyklován ve výrobním procesu.

Výroba XPS

Tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu (XPS) se vyrábí vytlačováním speciální polystyrenové pěny. Základními surovinami jsou polystyren, pěnivé plyny, zpomalovače hoření a aditiva, která zajišťují definující vlastnosti XPS - pevnost v tlaku a tepelnou vodivost. Z extrudéru na dopravníkový pás vychází proud roztaveného materiálu. V závislosti na rozdílech tlaků roztavená hmota rychle bobtná a tvrdne do nekonečného 20 až 200 mm silného pásu pevné pěny. Jak se pás pohybuje po výrobní lince, pomalu chladne, což je samo o sobě jedinečný a náročný proces, protože chlazené vnější části tepelně izolují vnitřní, teplejší části pěnového pásu. V dalších fázích se nekonečný tepelně izolační pás rozřeže na požadovanou délku desky, vytvoří se hrany a v případě potřeby se povrch desky upraví v závislosti na účelu aplikace.

Použití XPS

• Obrácené střechy nebo DUO střechy: XPS se používá jako tepelná izolace. V DUO střeše tvoří XPS vrchní vrstvu (nad hydroizolací).
• Zateplení soklových částí: Extrudovaný polystyren má zpravidla stejnou použitelnost jako Perimetr (speciální EPS desky), navíc o malé procento menší nasákavost. Používá se jako izolace spodní části stavby - má vysokou odolnost v tlaku a proti mechanickému zatížení, nevadí mu styk s vodou ani zeminou.
• Pod základové desky pasivních a nízkoenergetických budov: Používají se hladké desky s drážkami pro lepší přilnavost k základové desce, např. FIBRANxps SEISMIC.
• Interiérové zateplení: Používá se v případech, kdy jsou rozhodující přesné rozměry desek a nelze instalovat tepelnou izolaci na vnějším plášti budovy.
• Těžké povrchové vrstvy: Desky s drážkami, jako je FIBRANxps ETICS BT, jsou určeny pro těžké povrchové vrstvy, jako jsou fasádní cihly nebo kamenné obklady.
• Vícevrstvé aplikace tepelně izolačních desek: Desky s hladkou hranou "I" se používají pro zabránění tepelných mostů lepením desek tak, aby spoje spodní vrstvy byly zakryty deskami horní vrstvy.

Typy povrchů a hran XPS

• Hladký povrch: Znamená, že pás XPS nebyl ošetřen a buňky na povrchu jsou uzavřeny. Díky struktuře uzavřených buněk nemůže vlhkost do XPS proniknout.
• Hladké desky s drážkami: Používají se pro pokládku pod základové desky pasivních a nízkoenergetických budov pro lepší přilnavost.
• Povrch s profilovanou úpravou ("vaflový" povrch): Povrch desky se obrousí a poté se na něj vtiskne „vaflová“ struktura. Slouží jako vynikající základ pro další dokončovací vrstvy, nejčastěji se používají ve spodní části fasádní stěny, v soklu.
• Upravený povrch - drážky: Tyto desky jsou určeny pro těžké povrchové vrstvy, jako jsou fasádní cihly nebo kamenné obklady, protože jejich povrchová úprava umožňuje ještě lepší přilnavost.
• Hranové úpravy: Shiplap (L-hrana), rovná (I-hrana), pero a drážka (D-hrana). Shiplap hrana je nejčastěji používaná pro zamezení tepelných mostů ve spojích.

Klíčové rozdíly mezi EPS a XPS

I když jsou oba druhy polystyrenu vyrobeny ze stejné základní suroviny, mají odlišné vlastnosti a použití:

V oblastech, které jsou v kontaktu s vlhkostí nebo vodou, stejně jako i na exponovaných fasádních oblastech, které následně vyžadují tvrdší izolační desky, obvykle jsou to sokly, střešní římsy, dveřní a okenní otvory, je vhodnější instalovat XPS.

Požární bezpečnost polystyrenu (EPS)

Pěnový polystyren (EPS) má v Evropě stabilní a technicky vymezené postavení jako součást certifikovaných systémů, nikoli jako izolant posuzovaný izolovaně. Jeho bezpečnost se prokazuje výkonově - měřitelnými kritérii, výsledky zkoušek a inženýrskými simulacemi, které ověřují chování celé skladby v reálných scénářích.

Čtěte také: Podrobnosti o spádování potěru

Klasifikace reakce na oheň

Reakce na oheň pro pěnový polystyren (EPS) se stanovuje podle EN 13501-1 na základě zkoušek EN ISO 11925-2 a EN 13823. Klasifikace B s1 d0 u systémů s pěnovým polystyrenem (EPS) vyjadřuje omezený přínos k požáru, minimální kouřivost a absenci hořících kapek.

Testování a metriky

• SBI test: Sleduje FIGRA pro dynamiku růstu požáru, THR600s pro celkové uvolněné teplo v prvních 600 sekundách, dále SMOGRA a TSP600s pro rychlost a množství kouře a hodnotí i odkapávání.
• Požární odolnost REI: Pro konstrukce s pěnovým polystyrenem (EPS) se stanovuje zkouškami celé skladby a klasifikuje se dle EN 13501-2. ETICS s pěnovým polystyrenem (EPS) obvykle dosahují EI 30 až EI 60 podle typu systému, tloušťky izolantu, druhu a tloušťky omítky a kotvení. Sendvičové panely s jádrem z pěnového polystyrenu (EPS) dosahují přibližně REI 30 až REI 90.

Chování EPS při požáru

Pěnový polystyren (EPS) měkne kolem 90 až 100 °C a jeho bod vzplanutí je přibližně 360 °C. Sám o sobě nemusí být příčinou šíření požáru na fasádě, pokud je součástí správně chráněného systému. Integrita omítky nad pěnovým polystyrenem (EPS) je první obranná linie proti sálání a plameni. Odkapávání se eliminuje výběrem řešení s klasifikací d0 a zajištěním mechanicky odolné a souvislé krycí vrstvy nad pěnovým polystyrenem (EPS).

Bezpečnostní prvky

• Požární pásy: Z minerální vlny vkládané do fasády s pěnovým polystyrenem (EPS) přerušují šíření plamene v horizontálním i vertikálním směru.
• Kotvení: Ovlivňuje, jak dlouho si povrchová vrstva udrží soudržnost a jak odolá sálání a mechanickému zatížení při požáru.
• Sprinklery: Snižují intenzitu a dobu působení požáru na obálku s pěnovým polystyrenem (EPS).

Recyklace polystyrenu

Polystyrenové hmoty patří mezi nejpoužívanější plasty na světě a tvoří objem cca 9-10 % celosvětové výroby plastů. Neznečištěný polystyren můžeme znovu použít k výrobě nových obalů a izolací. Odpad, který je znečištěný, je možné využít k výrobě lehčeného betonu, izolačních omítek nebo zásypů. Dále se může použít k odlehčení zahradních substrátů. Stavební polystyren do nádob určených pro třídění plastů nepatří! Pěnový polystyren (EPS) se recykluje mechanicky i chemicky a vrací se do nových výrobků při zachování deklarovaných vlastností.

Doporučení pro výběr a použití

Chcete zateplit polystyrenem fasádu, či střechu? Pro každý typ konstrukce budete potřebovat jiný. Vždy je potřeba vybrat takový, který je pro své vlastnosti vhodný ke konkrétnímu způsobu využití.

• Fasádní izolace: 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. Pro funkční zateplení fasády doporučujeme zvolit minimální sílu izolace 8 cm.
• Soklové a perimetrické izolace: Perimetrické, extrudované a XPS polystyreny mají sníženou nasákavost, zvýšenou pevnost, lepší odolnost proti mechanickému poškození a zatížení. V těchto oblastech je dobré použít i odolnější omítky se sníženou nasákavostí, například mozaikové omítky (marmolit).
• Podlahové izolace: Podle zatížení se volí podlahový polystyren, např. Styrofloor T4 nebo T5 pro kročejový hluk.
• Střešní izolace: Podle míry zatížení se zvolí správný typ střešního polystyrenu s označením "S" (např. EPS 70S, 100S, 150S, 200S).

Při práci s polystyrenem je důležité používat speciální lepidla, která jsou vhodná pro tento materiál. V případě potřeby dalšího upevnění, například při montáži na stěnu, se používají hmoždinky nebo hřeby speciálně určené pro polystyren. Pro řezání polystyrenu použijte řezačku na polystyren.

Čtěte také: akrylát vs. litý mramor

tags: #staci #esp #polystyren #informace

Oblíbené příspěvky:

• Více o TECEdrainline pro nalepení dlažby
• Přečtěte si více o zlabovém čelu běžném
• Klíč k efektivní tepelné izolaci
• Poškozená pracovní deska
• Průvodce inspirativním interiérem