Komplexní řešení tepelné izolace plochých panelových střech stříkanou PUR pěnou

Tepelné izolace plochých střech mají svůj význam nejen z hlediska úspory energií v zimním období, ale i v letním období, kdy často dochází k přehřívání objektů. Střechou unikne až čtvrtina tepla. Je třeba respektovat doporučenou hodnotu součinitele prostupu tepla plochých střech. Této hodnoty lze dosáhnout při použití tepelné izolace tloušťky 240 mm. Pro zajištění i případných budoucích požadavků se doporučuje orientovat na hodnoty, které jsou doporučovány pro pasivní budovy. Pod tepelnou izolaci je třeba vložit parozábranu s difuzním odporem min. 100 μ.

Typy plochých střech a tradiční izolační materiály

Hlavní předností ploché střechy je fakt, že oproti šikmým (sedlovým) střechám nevytváří podkrovní prostor. Častou nevýhodou plochých střech pak bývá riziko špatného provedení, které může vyústit až v zatékání do obytných prostorů.

Typy konstrukcí plochých střech:

• Jednoplášťové střechy: Tvořeny nosnou konstrukcí, parozábranou, tepelnou izolací a hydroizolací (střešní krytina).
• Dvouplášťové střechy: Jsou odvětrávané, většinou s mírným sklonem, s horním a spodním pláštěm a s mezilehlým dutým odvětrávaným prostorem. U plochých dvouplášťových střech je větraná vzduchová mezera většinou umístěna v prostoru pod horním pláštěm a nad tepelnou izolací. Vzduchová mezera by měla mít tloušťku alespoň 10 cm. Spodní plášť, na jeho nosnou konstrukci a pod tepelnou izolaci se musí umístit parotěsná zábrana. Vysoká difuzní otevřenost některých hydroizolačních systémů (např. hydroizolační fólie na bázi PVC) umožňuje řešit plochou střechu i bez provětrávací vzduchové mezery.
• Pochozí plochá střecha: Je obvykle velice pevná a odolná, se sklonem okolo 1⁰. Díky tomu umožňuje pravidelný pohyb osob a tím pádem i zřízení zahrady, či terasy.
• Nepochozí střecha: Pohyb osob ve velkém sice neumožňuje, i tak ale musí být schopna odolat tlaku sněhu, či vody a splňovat další podmínky uvedené v normách.

Tradiční izolační materiály:

• Pěnový polystyren: Je levný a stavební firmy s ním mají velké zkušenosti. Střešní (podlahový) polystyren EPS je vhodný pro tepelnou izolaci šikmých nebo plochých střech. Nabízí dobrý poměr kvalita/cena. Nevýhodou je malá propustnost vodních par, což může mít za následek kondenzaci par.
• Minerální vata: Je pružná a nehořlavá. Tepelněizolační vlastnosti má téměř shodné s polystyrenem, oproti polystyrenu však lépe propouští vodní páry. Hodí se proto pro ploché střechy difúzně otevřené. Cena je ale až dvakrát vyšší než u polystyrenu a její instalace vyžaduje zkušenosti.
• Foukaná izolace: Hodí se pouze pro zateplení střech s uzavřenou dutinou.

Technologie stříkané PUR pěny pro ploché střechy

Od počátku devadesátých let se na našem trhu objevila technologie izolací plochých střech nástřikem tvrdé polyuretanové pěny (dále jen PUR). Původ technologie izolací střech nástřikem tvrdé pěny je více jak před 45 lety ve Spojených státech. V období ropné krize vznikla velká potřeba tepelných izolací střech - a to nejen v zimě, ale i v létě, kdy klimatizační jednotky mají vysokou spotřebu energie. V současné době je trh s touto technologií stále nejširší ve Spojených státech (celoplošně 5%, lokálně až 20%), v Evropě pak ve Španělsku a v Řecku. Stejně tak u nás je požadavek zvyšovat tepelné izolace střech stále aktuálnější.

Výhody a vlastnosti tvrdé PUR pěny:

• Tvrdá polyuretanová pěna je stále nejlepším tepelným izolantem, téměř dvakrát lepším než expandovaný pěnový polystyren. Hodnota měřeného součinitele tepelné vodivosti činí λ = 0,023 W/m.K. Po zestárnutí a ustálení tlaku v buňkách je dosaženo hodnoty cca 0,025 W/m.K, což je vynikající.
• Technologie nástřiku pur pěny vytváří bezesparou, vodotěsnou a zároveň tepelně izolační vrstvu.
• Dochází k dokonalému zatěsnění všech kritických míst - průchody vzduchotechniky, hrdla svodů atd. Stříkaná izolace je nanesena v jedné souvislé vrstvě, která pokryje všechna problémová místa jako jsou komíny, vpusti díky čemuž nevznikají žádné tepelné mosty.
• Práce je provedena velmi rychle, obvykle během jednoho pracovního dne až 200 m².
• Izolace pěnou je pochůzná a není třeba na ni klást krytinu.
• Při opravách zatékajících plochých střech obytných a panelových domů je zcela bezproblémové zatěsnění všech kritických průchodů střešním pláštěm, jako např. odvětrávací komínky, napojení vzduchotechniky nebo často problémová napojení střešních vpustí a detailů u atik střechy.
• Tvrdá PUR pěna PUREX NG-0440 s uzavřenou strukturou buněk je nenasákavá a to po celou dobu životnosti, její vlastnosti jsou totiž neměnné. PUR pěna je vysoce chemicky přilnavá s minimálními požadavky na povrch.
• Díky způsobu zpracování nástřikem na podklad, který má být izolován, je možno výborně izolovat nejen klasické asfaltové krytiny, ale i vlnitý a trapézový plech (ocelový nebo hliníkový), vlnitý eternit a laminát, falcovaný plech (pozinkovaný, titanzinek, měď) nebo jakkoliv komplikovaně tvarované povrchy střech.
• Z hlediska požárních předpisů je možné obě izolační pěny použít do všech standardních konstrukcí. Tvrdá PUR pěna se pohybuje dle ČSN 73 0862 v rozsahu C1 až C3, a to v závislosti na „retardéru hoření“ obsaženém v pěně. PUR pěna je obvykle samo zhasitelná a odolná polétavému ohni. Dle DIN 4102 díl 1. je zatřídění B2.
• Tepelná odolnost PUR pěny je velmi dobrá, od - 190 ºC do + 140 ºC, přičemž se téměř nemění mechanické vlastnosti.
• Tvrdá PUR pěna je výborným elektrickým izolantem - specifický odpor 5,4 x 1014 ohmů na cm.
• Zpracováním nástřikem na ploše střechy přináší tedy výhodu bezesparé vodotěsné izolace, včetně tepelné izolace bez tepelných mostů s dokonalou celoplošnou adhezí.
• Tvrdé pěny se pohybují v rozsahu 30 a 100 kg/m³. Měrná hmotnost dále ovlivňuje pevnost v tlaku, v ohybu, v tahu, E modul, roztažnost a částečně nasákavost. Pro izolace střech nástřikem se praxí osvědčila objemová hmotnost min. 60 kg/m³.
• Polyuretanové materiály jsou vhodné např. i pro potravinářský průmysl. Konkurenční tvrzení, že materiál je zatěžující pro životní prostředí, je zcela nesmyslné.
• Tvrdá (střešní) PUR pěna je vysoce chemicky odolná všem běžným látkám - slané a sladké vodě, kyselinám a zásadám do 10% koncentrace, benzinu a naftě, aromatům, olejům apod. Je prakticky nerozpustná. Je odolná biologickým vlivům - plísním, houbám, hnilobě a vrůstání kořenů. Je odolná agresivní průmyslové atmosféře.

Princip aplikace stříkané PUR pěny:

Principem technologie izolací střech je nástřik směsi dvou tekutých složek (A+B) na povrch, jenž má být izolován. Směs po dopadu na povrch okamžitě reaguje a ze skupenství tekutého se mění do skupenství pevného s tím, že mnohonásobně nabývá na objemu. Při chemické reakci se vytváří CO2 (kysličník uhličitý). Ten se při reakci obalí vznikajícím polyuretanem a do 20 sekund po začátku reakce je na povrchu (střechy) vrstva tvrdé, pochůzné (pevnost v tlaku = min. 4 kg/cm²) tvrdé pěny. Základní tloušťka izolační vrstvy na střeše je 30 mm. Po vrstvách možno nástřik opakovat neomezeně silný podle požadavků na hodnotu tepelné izolace. Velmi důležitým a pozitivním faktorem této technologie je vysoká uzavřenost buněčné struktury pěny a tím docílený hydroizolační efekt.

Pro venkovní izolaci plochých střech je vhodná izolační pěna S0540. Ta se zcela chemicky naváže na podklad (beton, cihla, dřevo, kov, sklo atd.) takovým způsobem, že mezi izolačním materiálem a podkladem nezůstane žádný vzduchový prostor. Není tedy třeba žádných spojů, lepidel nebo mechanických upevňovačů proti proudění vzduchu. Vysoký podíl uzavřených buněk v pěně vytváří efektivní, pevnou, bezspárovou a odolnou vzduchovou bariéru. Vytvořením pevné vzduchové bariéry pěnou S0540 předchází vytváření kondenzace vody, která často vede ke vzniku plísní a zničení stěny. Použitím polyuretanové izolační pěny S0540 tak v jednom nástřiku docílíme tepelné izolace, parozábrany, hydroizolace a protivzduchové bariéry s požární odolností 30 minut. Nahradíme tak všechny běžně užívané vrstvy používané při zateplení ploché střechy, není třeba střešní krytiny a výsledný povrch je plně pochůzný.

Čtěte také: Produkty Isover pro zateplení

Srovnání s ostatními izolačními materiály

Žádný z dosud používaných materiálů nemá tak vysoký tepelný odpor jako izolační pěna S0540. Využití izolačních pěn k zateplení střechy a podkroví je tou nejlepší možnou volbou: střechou uniká nejvíce tepla, pěna nahrazuje klasické zateplení polystyrenem nebo minerální vatou, dokonale prostor vyplňuje, nevznikají tepelné mosty a žádné spoje.

Zateplení střechy chytrou pěnou zvenku tak není možné.

Příprava, aplikace a údržba PUR izolace

Výběr zkušené realizační firmy je proto stále velmi rozhodujícím faktorem pro úspěšnost realizace. Vzhledem k určité absenci izolačních materiálů na současném stavebním trhu lze i dnes najít nové "dobrodruhy", kterým chybí potřebné znalosti a zkušenosti.

Příprava střechy:

Vždy je nutné střechu vidět na vlastní oči, rozhodnout, zda je střecha pro nástřik tvrdou pěnou vhodná, projít a často udělat sondy (v případech, že jsou pochybnosti o skladbě). Dobré je střechu posoudit z hlediska kondenzace a tepelného odporu (pomocí software). Důležité je nezanedbat klempířské prvky a konstrukce, dle stavu tyto vyměnit. Vždy je nutno vzít v úvahu, že střecha bude sloužit 30 či více let a PUR pěna je nanesena i na klempířské výrobky - vhodné je používat titanzinkový plech. Pozornost vyžadují i vpusti. Dalším důležitým prvkem je vlastní krytina a její stav (a obsah vlhkosti pod ní.).

• Asfaltové pásy: Jsou-li na nich boule, je nutné je rozříznout, vysušit hořákem a zpět zatavit. Uvolněné části (na atikách) je vhodné zcela odstranit. Je-li pod pásy větší množství vlhkosti, nebo pásy nekotví k podkladu, je nutné je celoplošně demontovat.
• Plechové krytiny (falcovaný nebo trapézový plech): Je nutné odstranit povrchovou korozi, natřít základovou barvou a snýtovat uvolněné spoje. Hliníkový plech podle stavu povrchu opatřit primerem.
• Vlnitý eternit: Vždy dokonale očistit (drátěným koštětem, lépe tlakovou vodou a nechat dobře vyschnout), napenetrovat.
• Hromosvodová soustava: Je vždy nutné rozebrat a po nástřiku opět smontovat.
• Před vlastním nástřikem se střecha musí dobře zamést.

Aplikační podmínky a postup:

Izolace střech nástřikem pur pěny v závislosti na klimatických podmínkách lze provádět od dubna do začátku listopadu. Realizační období u nás, v ČR, trvá obvykle 8 měsíců.

Čtěte také: klíč k úsporným stavbám

• Teplota podkladu: Alespoň 10 °C, čím více, tím lépe, max. 60 °C. Plechové střechy lze stříkat pouze ve vyšších teplotách (od 20 °C výše), neboť plech je dobrý tepelný vodič a při nízkých teplotách odvádí reakční teplo při nástřiku (snižuje se adheze k podkladu). U asfaltových podkladů nebo eternitu je situace podstatně lepší.
• Teplota vzduchu: Nejméně 10 °C, maximálně 35 °C.
• Vlhkost vzduchu: Max. povolená je 70 %, měří se při nástřiku elektronicky. Hodnota 70 % je v praxi značně vysoká, obvykle se pohybuje ve výši 30 až 50 %. Při překročení 70 % se může u pěny objevit špatná adheze k podkladu nebo jednotlivých vrstev mezi sebou. Také se lehce mění směšovací poměr, složka B ve směsi aerosolu na sebe váže vlhkost.
• Rychlost větru: Max. do 6 m/s, větší vítr způsobí úlet materiálu (ekonomická ztráta), může způsobit i nerovnost vrstvy nástřiku.

Před nástřikem plochy je vhodné „zastříknout“ detaily - tzn. atiky, odvětrávací komínky apod. Celková tloušťka nástřiku může být neomezeně silná, vždy vrstvená po 10, max. 15 mm. Způsob vrstev zaručuje rovinnost nástřiku za předpokladu dobře seřízené pistole a zručného stříkače. U rovných podkladů (asfalt. pásy, beton ap.) se nástřik provádí vždy ve vrstvách na sebe kolmých - nejméně ve 3, každá cca 10 mm silná. U vlnitých podkladů (vlnitý, trapézový plech, eternit) se nástřik opět provádí vždy ve vrstvách - nejméně ve 3, každá cca 10 mm silná - avšak vždy ve směru spádu střechy. Vrstvy se na sebe vždy přesazují, opět za účelem rovinnosti nástřiku.

UV ochrana PUR pěny:

Polyuretanové materiály nejsou odolné vůči slunečnímu záření a tak povrch po určité době může začít degradovat. Nezbytnou součástí polyuretanové izolace, v minulosti poměrně podceňované, je UV ochranná vrstva, která pěnu chrání proti dlouhodobým účinkům UV záření. Přesto je nutné nejpozději do cca půl roku pěnu opatřit UV ochrannou vrstvou - obvykle nátěrem, nástřikem. Pěna, která byla i dlouhodobě vystavena UV záření však neztrácí své izolační schopnosti. Dodatečný vhodný nátěr okamžitě povrchovou degradaci zastaví.

• Akrylátové vrstvy: U nás nejrozšířenější jsou vrstvy na bázi akrylátu, které jsou levné, ale jejich životnost na střechách s mírným spádem (tvorba louží) je kratší - kolem 7 až 10 let.
• Silikonové vrstvy: Zatím nejkvalitnější z hlediska životnosti jsou (ve Spojených státech hojně používané) vrstvy na bázi silikonu. Silikony nebo též polysiloxany jsou polymerními látkami, které oproti jiným typům organických polymerů vykazují vhodnější vlastnosti pro použití v exteriérech. Z tohoto důvodu je silikonový polymer odolnější vůči UV složce slunečního záření, vůči oxidaci vzdušným kyslíkem i ozonem. Vedle toho silikony vzhledem k nepolární povaze základního řetězce vykazují vysokou vodoodpudivost (hydrofobitu). Takovýto soubor vlastností předurčuje silikony pro formulaci výrobků, které vzhledem ke své aplikaci v exteriérech musejí odolávat povětrnostním vlivům. V případě nátěrových hmot založených čistě na silikonovém pojivu je životnost nátěrových filmů při vystavení povětrnosti mnohonásobně vyšší.
• Silicoat: Námi používaný materiál s názvem Silicoat je silnovrstvá nátěrová hmota sloužící k finální ochraně polyuretanových střešních tepelných izolací před účinkem slunečního záření, před fotooxidací a rovněž výrazně zvyšuje odolnost systému proti působení vody, především stojící vody. Silicoat je založen čistě na silikonovém pojivu. Vulkanizací za spolupůsobení vzdušné vlhkosti dochází k vytvoření inertní silikonové polymerní sítě, která zajišťuje mnohonásobně vyšší úroveň ochrany polyuretanové izolace než nátěrová hmota silikon-akrylátová. Tato vyšší úroveň ochrany se projeví výrazně vyšší životností střešního izolačního systému do doby obnovení tohoto nátěru (až 20 let). V kombinaci silikon/drcená břidlice/silikon je prakticky bezúdržbová s těžko odhadnutelným horizontem konce životnosti pro další servis, cca 25-30 let.

Údržba PUR izolace:

V převážné většině polyuretanových střech spočívá údržba v opětovné nanesení speciálního ochranného UV nátěru. Obnova UV vrstvy je samostatná kapitola celé technologie a vyžaduje znalosti a zkušenosti. I poměrně velmi špatně realizované střechy nebo střechy s dlouhodobou absencí UV ochranné vrstvy lze uvést do plně funkčního stavu s dlouhodobou životností. Základem je odborné posouzení stavu a navržení postupu. Může být použito i částečné odfrézování poškozené nebo špatně realizované vrstvy a její doplnění. Dále provedení nové ochranné UV vrstvy, materiálem k tomu určeným (řada běžných materiálů je nevhodná).

Možné problémy a jejich prevence

Většina poruch je zapříčiněna lidským faktorem, ať už vědomě nebo nevědomě. Největší množství poruch, které způsobilo na čas určitý pokles zájmu veřejnosti, bylo způsobeno naprosto amatérským a "zlatokopeckým" přístupem široké řady firem (na počátku 90-tých let v Československu bylo téměř 40 firem), které s minimem znalostí a zkušeností se pouštěly do složitých a náročných rekonstrukcí střech s vidinou velmi rychlého zbohatnutí a mnohdy s cílem ukončením činnosti, jakmile se objeví problémy a reklamace.

Degradace PUR pěny UV zářením:

Tato porucha je jednou z nejčastěji diskutovaných otázek. Bohužel zde dochází k záměně pur pěny dvoukomponentní (např. používané na střechy) a jednokomponentní montážní pěny (např. používané k montáži oken). Tyto pěny, ač jsou chemicky téměř shodné, mají zcela rozdílné poměrové složení chemických komponentů. Přebytek složky B (MDI), který u montážní pěny zajišťuje její zaručenou reakci - vypěnění - v měnících se podmínkách vzdušné vlhkosti (která je základem pro expanzi po vypěnění ze spreje), způsobuje její abnormální nestálost vůči UV záření. Zcela jiná je situace u dvoukomponentní pěny - např. na izolace střech, kde složky A a B jsou mezi sebou beze zbytku zreagovány (stechiometrická reakce). Přesto, že UV záření také negativně působí na tvrdou pur pěnu, dochází k degradaci pouze povrchově a velmi pomalu. U objemové hmotnosti 60-65 kg/m³ je měřitelný úbytek v mm po mnoha letech.

Čtěte také: Zvýšení tepelného komfortu v podkroví

Otevřená buněčná struktura pěny (nasákavost):

Je obvykle způsobena nedodržením směšovacího poměru základních komponentů k výrobě tvrdé pěny, tzn. nedbalostí nebo nepozorností realizačního personálu. Jedná se o nedostatek složky B, tzv. MDI, kdy buněčná struktura vznikající pěny při reakci nemá převážně uzavřenou strukturu. Příčinou však může být i nástřik na mokré podloží, čímž prakticky opět dochází k porušení směšovacího poměru složek.

Smrštění pěny a tvorba prasklin:

Je opět způsobeno nedodržením směšovacího poměru základních komponentů k výrobě tvrdé pěny. Jedná se o nedostatek složky B, tzv. MDI, kdy nedostatečně uzavřená buněčná struktura vznikající pěny může způsobit pokles tlaku v buňkách a následné smrštění. Velmi nepatrné smrštění se však objevuje vždy a to při chladnutí vzniklé pěny. Tento přirozený jev se neprojevuje nijak negativně, protože je plně kompenzován absolutní adhezí nastříkané izolační vrstvy k podkladu.

Další poškození:

Z praxe však chci uvést, že PUR pěna trpí v hlubších loužích, resp. led vznikající v zimě na střeše může způsobit povrchové poškození UV vrstvy i pěny. Dále je možno se setkat i s ojedinělým povrchovým poškozením PUR pěny ptáky, kteří konzumují na střeše potravu a občas se „netrefí“.

tags: #tepelna #izolace #rovne #panelove #strechy #pena

Oblíbené příspěvky:

• Materiály a tipy pro výběr pracovní desky
• Hydroizolační systémy pro střechy
• České paneláky: Co je dobré a co špatné?
• Vytvořte si vlastní betonové nášlapy do zahrady
• Široké možnosti použití břidlice