Tepelná izolace z polystyrenu: Hloubkový ponor do světa EPS a XPS

Polystyrenové izolace se v posledních dekádách staly synonymem pro efektivní a cenově dostupné zateplení. Jejich popularita pramení z kombinace vynikajících tepelněizolačních vlastností, nízké hmotnosti a snadné manipulace. V době, kdy energetická účinnost budov hraje klíčovou roli, poptávka po polystyrenových deskách pro zateplení fasád, střech, podlah a základů neustále roste.

Tepelné izolace z polystyrenu jsou dnes jedny z nejpoužívanějších tepelných izolací na trhu ČR. Je to hlavně z důvodu cenové dostupnosti polystyrenu v kombinaci s výbornými tepelně izolačními parametry polystyrénových dílců. Polystyrenové dílce se rozdělují dle způsobu výroby na expandované a na extrudované. Na trhu se setkáváme s širokou škálou polystyrenových izolací, lišících se svými vlastnostmi v závislosti na výrobním procesu a specifickém složení. 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 a vůči některým chemickým látkám. Nezvratně je poškozují ropné produkty, ředidla a organická rozpouštědla.

Expandovaný polystyren (EPS)

Co je EPS a jak se vyrábí

EPS (pěnový polystyren) je lehká a tuhá organická pěna, která se široce používá v evropském stavebnictví, zejména jako tepelná izolace. Bílé izolační desky si v průběhu 50 let používání získaly na stavbách pro své výborné užitné vlastnosti pevné místo.

EPS vzniká procesem polymerace styrenu, který zahrnuje tři fáze: předpěnění, zrání a následné tvarování do bloků. Výsledkem je materiál s buněčnou strukturou, kde buňky obsahují vzduch, který je zodpovědný za vynikající tepelněizolační vlastnosti. Izolační desky Isover EPS jsou vyrobeny pomocí nejnovějších technologií bez obsahu CFC a HCFC (známé jako freony). Moderní technologie zajišťuje stálou kvalitu a minimální energetickou náročnost výroby, což deskám zajišťuje výborný poměr cena/výkon.

Pěnový polystyren se skládá asi ze 2 % polystyrenu a 98 % vzduchu.

Čtěte také: Produkty Isover pro zateplení

Vlastnosti a výhody EPS

Tepelná izolace EPS je moderní a velmi účinný izolační materiál na bázi pěnového polystyrenu. Tepelná izolace z EPS pomáhá výrazně snižovat tepelné ztráty budov, zlepšuje energetickou účinnost a přispívá k nižším nákladům na vytápění i chlazení. Díky přesným rozměrům a snadné opracovatelnosti se EPS desky rychle montují, dobře přiléhají k podkladu a umožňují realizovat kvalitní a trvanlivé zateplovací systémy.

• Součinitel tepelné vodivosti: Lambda λD = 0,037 W·m^-1·K^-1. Na součinitel tepelné vodivosti EPS má vliv obsah vlhkosti. S každým objemovým % obsahu vlhkosti roste tepelná vodivost o 3-4 % (měřeno na zkušebních tělesech o objemové hmotnosti 16 kg/m³). Tato závislost nemá pro praxi žádný význam, protože praktický obsah vlhkosti správně instalovaných polystyrenových desek je zohledněn ve výpočtové hodnotě součinitele tepelné vodivosti. Nasákavost při dlouhodobém ponoření nepřesahuje 5 %.
• Trvalá zatížitelnost v tlaku: Stabilizované desky pro tepelné izolace konstrukcí s běžnými požadavky na zatížení mají trvalou zatížitelnost v tlaku max. 2 000 kg/m² při def. 2 % s možností lineární interpolace pro zatížení menší.
• Nízká hmotnost: Pěnový polystyren je materiál s velmi příznivým poměrem výkonu a hmotnosti. Nezatěžuje konstrukci budovy, snadno se řeže a tvaruje, což zjednodušuje práci na stavbě i detailní napojení na další stavební prvky.
• Rozměrová stabilita: Tepelná izolace EPS je rozměrově stabilní, odolná vůči vlhkosti v běžných podmínkách a nedegraduje ani po mnoha letech používání. Rozměrová stabilita EPS je při teplotách do 70 °C vynikající. Při teplotě 80 °C (např. tmavá fasáda na přímém slunci) může dojít k trvalým změnám rozměrů (smrštění) v řádu 0,2 %. Lineární součinitel tepelné roztažnosti se pohybuje v rozmezí (5-7) * 10^-5 1/K, tj. 0,05 až 0,07 mm na m délky při změně teploty o 1 K.
• Recyklovatelnost a ekologie: Významnou výhodou EPS je také jeho recyklovatelnost. Pěnový polystyren lze po skončení životnosti výrobku znovu zpracovat a použít například do nových izolačních desek nebo jako surovinu v dalších průmyslových aplikacích. Je plně recyklovatelný a ekologický. Pro výrobu EPS se používá pentan, který se během výrobního procesu plně uvolňuje a nezanechává žádné škodlivé zbytky v hotovém výrobku. Proto se z něj vyrábějí i obaly pro potraviny. Je možné jej ukládat na skládky a spalovat ve spalovnách odpadů.
• Zdravotní nezávadnost: Tepelná izolace EPS je zdravotně nezávadná, neobsahuje vlákna dráždící dýchací cesty a je vhodná pro použití v obytných i komerčních objektech.
• Odolnost vůči mikroorganismům: Za běžných podmínek pěnový polystyren odolává mikroorganismům. Nehnije, neplesniví a netrouchniví. Není potravou pro hlodavce ani hmyz.
• Chemická odolnost: EPS je odolný vůči vodným roztokům solí, slabým kyselinám a zásadám, alkoholům (kromě metanolu), silikonovým olejům a vodě. Není odolný vůči ropným produktům (parafínový olej, vazelína, motorové oleje, benzín, nafta), organickým rozpouštědlům (aceton, toluen, benzen, chloroform), esterům a etherům.
• Požární bezpečnost: V oblasti požární bezpečnosti se EPS standardně vyrábí v samozhášivém provedení s přídavkem retardéru hoření. Tyto výrobky dosahují stupně hořlavosti E podle ČSN EN 13501-1.
• Životnost: Životnost pěnového polystyrenu je stejná nebo vyšší než životnost ostatních částí stavby.

Nevýhody EPS

• Nižší pevnost v tlaku: EPS je méně odolný vůči mechanickému namáhání a dlouhodobému zatížení.
• Vyšší nasákavost: V porovnání s XPS je EPS náchylnější k absorpci vlhkosti, což může snižovat jeho izolační schopnosti.
• Horší odolnost vůči organickým rozpouštědlům: EPS může být poškozen některými organickými rozpouštědly.

Typické použití EPS

Používanějším typem jsou polystyreny expandované, a to z důvodu širokého uplatnění při zateplení budov.

• Kontaktní zateplovací systémy (ETICS): EPS s různými povrchovými úpravami pro zateplení fasád. V kombinaci s kvalitní omítkou nebo jiným povrchovým systémem poskytuje ochranu proti povětrnostním vlivům a pomáhá udržovat stabilní a příjemné vnitřní klima.
• Zateplení šikmých střech: EPS desky se používají pro izolaci mezi krokvemi a pod krokvemi.
• Zateplení podlah: EPS desky se pokládají pod betonovou mazaninu pro tepelnou izolaci podlahy. Izolační desky Isover EPS 100 jsou určeny pro všeobecné použití, zejména pro tepelné izolace s běžnými požadavky na zatížení tlakem, jako například podlahy.
• Zateplení stropů a příček: EPS desky se používají pro zvukovou a tepelnou izolaci stropů a příček.

Po dohodě lze dodat desky i v jiných tloušťkách a rozměrech. Izolační desky EPS Isover rozměru 1000 × 500 mm a 1000 × 1000 mm jsou baleny do PE folie v balících max. výšky 500 mm. Nestandardní rozměry, např. 1000 × 2000 mm, 1000 × 2500 mm, jsou páskovány. Desky musí být dopravovány a skladovány za podmínek vylučující jejich znehodnocení. Desky jsou standardně opatřeny rovnou hranou, za příplatek je možno vytvoření polodrážky (do max. tl. 240 mm).

Pro všechny typy a aplikace EPS Sdružení EPS ČR vydalo Normu Sdružení č. 002/03, která je závazná pro všechny členy. Tato norma stanovuje minimální vlastnosti a způsob označování.

Extrudovaný polystyren (XPS)

Co je XPS a jak se vyrábí

Extrudovaný polystyren je tepelná izolace s vysokou pevností v tlaku, odolná proti vlhkému prostředí a výbornými tepelně izolačními vlastnostmi. XPS se vyrábí procesem extruze, při kterém se tavenina polystyrenu vytlačuje za současného přidávání nadouvadla. Extrudovaná izolace (XPS) vzniká extruzí (vytlačováním) taveniny krystalového polystyrenu za současného sycení vypěňovadlem, které po uvolnění tlaku umožní na konci vytlačovacího zařízení napěnění materiálu. Výsledkem je homogenní materiál s uzavřenou buněčnou strukturou, která mu propůjčuje vysokou pevnost v tlaku a odolnost vůči vlhkosti.

Čtěte také: klíč k úsporným stavbám

Základními surovinami pro XPS jsou polystyren, pěnivé plyny, zpomalovače hoření a aditiva, která zajišťují definující vlastnosti XPS - pevnost v tlaku a tepelnou vodivost. Recyklovaný XPS odpad (z ořezávání atd.) je dalším výrobním vstupem, protože veškerý odpad je 100% recyklován ve výrobním procesu.

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. Hladký povrch desky znamená, že pás XPS nebyl ošetřen a buňky na povrchu jsou uzavřeny. Obecně platí, že více než 97 procent všech buněk v tepelných izolacích XPS je uzavřeno a vzduch zachycený v nich, tvoří velkou část produktu. Právě kvůli struktuře uzavřených buněk nemůže vlhkost do XPS proniknout.

Vlastnosti a výhody XPS

Vznikají tak přesné izolační desky ve vysoké kvalitě a s velmi přesnými rozměry, které mají minimální nasákavost a velkou pevností. Pro tyto své vlastnosti se poté používá jako tepelná izolace v přímém styku s vlhkostí.

• Vysoká pevnost v tlaku: XPS je odolný vůči mechanickému namáhání a dlouhodobému zatížení. U tepelněizolačních desek s vyšší pevností v tlaku je rozhodující také chování při zatížení v tlaku.
• Minimální nasákavost: Uzavřená buněčná struktura zaručuje vysokou odolnost vůči vlhkosti. Díky uzavřené buněčné struktuře po celé ploše povrchu mohou být hladké desky XPS vystaveny dlouhodobému působení vody difuzí i přímému kontaktu s vodou, a přesto neztrácejí své tepelněizolační vlastnosti. Zvláštní pozornost je věnována dlouhodobé absorpci vlhkosti difuzí WD (V), kde se snažíme udržet procento absorpce na co nejnižší úrovni.
• Dlouhá životnost: XPS si zachovává své vlastnosti po mnoho let i v náročných podmínkách.
• Odolnost vůči mrazu: XPS odolává cyklickému zmrazování a rozmrazování bez ztráty vlastností.

Nevýhody XPS

• Vyšší cena: XPS je obecně dražší než EPS.
• Nižší paropropustnost: XPS je méně prodyšný než EPS, což může v některých případech vyžadovat instalaci parozábrany.
• Nižší odolnost vůči UV záření: XPS je náchylný k degradaci vlivem UV záření, proto se nedoporučuje pro zateplení exponovaných ploch.

Typické použití XPS

Naopak polystyreny extrudované požadavek na nenasákavost splňují, proto jsou hojně využívány například jako hydroizolační ochrana.

• Zateplení soklů a základů: XPS je ideální pro zateplení částí budov v kontaktu se zemí a vlhkostí.
• Zateplení plochých střech: XPS se používá v systémech s obráceným pořadím vrstev, kde je vystaven povětrnostním vlivům.
• Zateplení podlah s vysokým zatížením: XPS je vhodný pro podlahy s vysokým mechanickým namáháním, například v garážích nebo skladech.
• Zateplení bazénů a teras: XPS odolává vlhkosti a tlaku, proto je vhodný pro zateplení bazénů a teras.
• Další použití: Spodní stavby, exteriérové zdi, ochrana hydroizolace plochých střech, fasádní sokly, ostění oken a dveří.

Srovnání EPS a XPS: Klíčové rozdíly

Orientace v rozmanitosti polystyrenových izolací může být pro laika složitá. Proto se zaměříme na dva nejrozšířenější typy polystyrenu - expandovaný (EPS) a extrudovaný (XPS) - a detailně rozebereme jejich vlastnosti, použití a klíčové rozdíly. Jejich tepelně technické vlastnosti jsou podobné, ale významně se liší v pevnosti v tlaku, v hranové pevnosti a v nasákavosti.

Čtěte také: Zvýšení tepelného komfortu v podkroví

Rozdílné buněčné struktury EPS a XPS lze také porovnat. Pěnový polystyren má typickou kuličkovou strukturu, zatímco extrudovaný polystyren má homogenní strukturu pěnové hmoty s uzavřenými buňkami. Vzhledem k tomu, že XPS je hustý materiál se strukturou uzavřených buněk, je prakticky vodotěsný, ale také méně otevřený průchodu vodní páry. Klíčový rozdíl mezi XPS a EPS je v absorpci vody.

Při kontaktu s vodou tepelná izolace EPS snadno zadržuje vodu v mezibuněčném prostoru. Protože voda je velmi dobrým tepelným vodičem, znamená to zhoršení tepelně izolačních vlastností. Tepelná izolace EPS by nikdy neměla být používána pod úrovní terénu a v plochých střechách mimo hydroizolaci, protože při absorpci vody by ztratila část své tepelně izolační funkce.

EPS i XPS mohou být instalovány na stejné fasádě, ale je zásadní, aby XPS byl instalován 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. Tepelná izolace EPS by měla být instalována na nadzemních plochách vnějších stěn, protože difúze vodní páry je důležitou součástí tepelné ochrany budovy.

V plochých střechách mají odlišné použití: pěnový polystyren se používá jako tepelná izolace klasických jednoplášťových plochých střech, zatímco extrudovaný polystyren jako tepelná izolace tzv. obrácených střech (jednoplášťových střech s opačným pořadím vrstev). Oba druhy polystyrenu lze použít v tzv. DUO střeše, kde spodní vrstvu tepelné izolace tvoří klasický EPS a vrchní vrstvu (nad hydroizolací) potom XPS. Významným rozdílem je však nižší hodnota maximálního tepelného namáhání XPS (+75°C) oproti EPS (+80°C).

Speciální typy a úpravy XPS desek

Správná volba typu desky je rozhodující pro nejlepší výkon tepelné izolace XPS. Různé povrchové úpravy a typy hran jsou určeny pro různé způsoby použití tepelněizolačních desek XPS.

Hladké desky XPS

Hladké desky jsou vlastně desky s neošetřeným povrchem. Z extrudéru vycházejí s hladkým horním i spodním povrchem a je třeba je pouze oříznout na příslušnou délku a šířku. Tento typ desek je vhodný pro montáž v místech, která jsou nejvíce vystavena mechanickému zatížení, vodě a vlhkosti. Díky uzavřené buněčné struktuře po celé ploše povrchu mohou být hladké desky XPS vystaveny dlouhodobému působení vody difuzí i přímému kontaktu s vodou, a přesto neztrácejí své tepelněizolační vlastnosti.

Hladké desky s drážkami

Pro pokládku pod základové desky pasivních a nízkoenergetických budov se používají hladké desky s drážkami pro lepší přilnavost k základové desce. Účelem drážek na horním povrchu desek je zajistit dobrou přilnavost mezi tepelněizolačními deskami a železobetonovou deskou. V tomto případě se nepoužívá žádná separační vrstva mezi tepelnou izolací a železobetonovou deskou. Tento typ desek se používá výhradně v systému základových polštářů SEISMIC a byl vyvinut pouze pro tento účel. Desky SEISMIC jsou dvakrát delší než jiné typy desek XPS, což umožňuje rychlejší pokládku. Kromě nízké tepelné vodivosti a nízké nasákavosti je jejich další zásadní vlastností chování při velkém zatížení.

Povrch s profilovanou úpravou (vaflový povrch)

Na rozdíl od hladkých desek jsou desky s "vaflovým" povrchem dodatečně ošetřeny speciálním zařízením. Povrch desky se obrousí a poté se na něj vtiskne „vaflová“ struktura. Tento druh povrchu slouží jako vynikající základ pro další dokončovací vrstvy. Nejčastěji se profilované desky používají ve spodní části fasádní stěny, v soklu. Zabraňují také vzniku tepelných mostů v nadpraží a ve svislých a vodorovných vazbách. Tento typ desek se používá v případech, kdy jsou rozhodující přesné rozměry desek. Také se uplatňují v rámci zateplení ze strany interiéru vždy, když nelze instalovat tepelnou izolaci na vnějším plášti budovy. Stručně řečeno, tyto desky jsou vhodnou volbou pro dobrou přilnavost dalších povrchových vrstev.

Upravený povrch - drážky

Kromě "waflování" může být povrch desky upraven také drážkami. Tyto desky jsou určeny pro těžké povrchové vrstvy, jako jsou fasádní cihly nebo kamenné obklady, protože jejich povrchová úprava umožňuje ještě lepší přilnavost povrchové vrstvy. Aby tyto desky unesly těžké dokončovací vrstvy nebo obklady, musí mít dostatečnou pevnost v tahu a měly by být správně připevněny k nosné stěně - nejprve se lepí lepicí maltou nebo nízkoexpanzním PU lepidlem a poté se dodatečně kotví do stěny.

Typy hran XPS desek

Každý typ hrany slouží svému účelu - shiplap nebo L-hrana, rovná nebo "I" hrana a hrana s perem a drážkou "D". Nejčastěji používanou a doporučovanou hranou je shiplap hrana, protože jen tak máme jistotu, že se vyhneme tepelným mostům ve spojích desek XPS.

• Hrana ve tvaru písmene "L": Desky s "L" hranou se používají všude tam, kde chceme zabránit vzniku tepelného mostu ve spojích desek. Bez těchto hran může nepřesné položení desek s rovnými hranami vést k tepelným ztrátám mezerami mezi deskami.
• Hladká hrana "I": Desky s hladkou hranou se používají pro vícevrstvé aplikace tepelně izolačních desek. Tepelným mostům lze zabránit lepením desek tak, aby spoje spodní vrstvy byly zakryty deskami horní vrstvy desek - takzvaně převázány.
• Pero a drážka - hrana "D": Hrany "D" se používají také k zamezení tepelných mostů ve spojích mezi deskami. Jsou vhodné zejména pro viditelné vnitřní opláštění velkých šikmých střech, kde se XPS dále neupravuje a je třeba použít parotěsné desky.

tags: #tepelna #izolace #exp #informace

Oblíbené příspěvky:

• Principy navrhování betonových desek a patek dle VŠB
• všestranné řešení pro veřejné i soukromé plochy
• Vliv polystyrenu na zdraví
• Komfort v autě díky asfaltové izolaci
• Renovace betonového schodiště