Tepelná izolace s nízkým součinitelem prostupu tepla pro maximální úspory

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, např. rozvodů vody. Zajištění správné teploty uvnitř budov výrazně ovlivňuje komfort našeho života. Tepelná izolace nám však umožňuje nejen udržet teplo v našich domovech během podzimního a zimního období. Přispívá také ke snížení hluku, ochraně životního prostředí a úsporám na topných systémech.

Tepelná izolace je termín používaný ve stavebnictví pro odhad schopnosti jednotlivých materiálů udržet teplo uvnitř budov. Nejčastěji používanými opatřeními jsou v tomto případě součinitel prostupu tepla a tepelné vodivosti. Jejich hodnoty by měly být co nejnižší (pro nejlepší tepelnou izolaci). Důležitá je také úroveň tepelného odporu, ale v takovém případě existuje inverzní vztah. Čím vyšší odpor, tím lépe.

Tepelnou izolaci lze instalovat jak při výstavbě, tak při následné rekonstrukci. Čím dříve však o izolačních materiálech uvažujeme, tím lépe. Tímto způsobem učiníme náš dům energeticky účinným a snížíme naše účty.

Klíčové parametry tepelné izolace: λ, R a U

Rozdíly mezi součinitelem tepelné vodivosti (λ - lambda), součinitelem prostupu tepla (U) a tepelným odporem (R) spočívají v jejich významu, použití a vztahu k vedení tepla.

• Součinitel tepelné vodivosti (λ - lambda): Tato fyzikální hodnota vyjadřuje schopnost jednoho konkrétního materiálu vést teplo. Koeficient λ vyjadřuje schopnost materiálu vést teplo a je definován jako množství tepla ve wattech, které projde průřezem materiálu o tloušťce 1 metr při rozdílu teplot 1 K (1 Kelvin) mezi oběma povrchy materiálu. Izolant by měl mít tepelnou vodivost co nejmenší a proto mají dobré izolační materiály číslo λ (lambda) velmi malé. Vysoké hodnoty λ jsou typické pro vodiče tepla (např. kovy), zatímco nízké hodnoty mají izolanty (např. minerální vlna, polystyren). Na součinitel tepelné vodivosti 𝜆 izolačních materiálů má vliv několik faktorů, které mohou hodnotu tohoto parametru zvyšovat nebo snižovat: vlhkost, teplota, struktura materiálu (porozita), tlak a hustota, typ plynu v pórech a stárnutí materiálu.
• Tepelný odpor (R): Tepelný odpor R (m²·K/W) charakterizuje izolační schopnost konstrukční vrstvy o tloušťce d [m]: R = d/λ. Vyjadřuje odpor proti prostupu tepla přes určitou vrstvu materiálu. V případě složených konstrukcí se tepelné odpory jednotlivých vrstev sčítají: R = R1 + R2 + R3 + ... Určitý tepelný odpor se projevuje i při površích konstrukce, na rozhraní s obklopujícím vzduchem, jako důsledek šíření tepla prouděním vzduchu a sálavé výměny tepla s obklopujícími povrchy.
• Součinitel prostupu tepla (U): Součinitel prostupu tepla U (jednotkou je W/m²·K) vyjadřuje, kolik tepla projde konstrukcí o určité ploše při rozdílu teplot o 1 kelvin mezi vnitřním a vnějším prostředím. Vyjadřuje tepelně izolační schopnost ohraničující konstrukce domu. Pro součinitel prostupu tepla U platí, že čím nižší jeho hodnota je, tím lepší tepelně izolační vlastnosti konstrukce má. V případě výpočtu nás zajímá právě dosažení co nejnižší hodnoty součinitele prostupu tepla U.

V praxi jsou všechny tyto veličiny propojené a klíčové pro hodnocení tepelně izolačních vlastností materiálů v oblasti stavebnictví a jsou zásadní pro výpočet tepelných ztrát a energetické náročnosti budov.

Čtěte také: Tepelná roztažnost a dřevěné konstrukce

Vliv tepelné izolace a reflexních parobrzd

Nejvíce tepla uniká střechou. Zaměřme se proto na oblast zateplení střechy. Vliv tepelné izolace je výrazný a lze jej také matematicky odvodit.

Zvolme si modelový příklad zateplení, kde skladba šikmé střechy bude následující:

• tepelný odpor tepelné izolace nad parobrzdou (d = 250 mm) R1 = 6,200 m²KW⁻¹ (Isover Unirol Profi + Uni)
• parobrzda bez reflexe
• tepelná izolace pod parobrzdou (d = 40 mm) R2 = 1,000 m²KW⁻¹ (Isover Uni)

Výsledný součinitel prostupu tepla ve zvolené skladbě je U = 0,136 Wm⁻²K⁻¹, což vyhovuje doporučené hodnotě.

Samozřejmě aby stavba byla kvalitně provedena je třeba použít i parobrzdu. Možností a typů je na trhu celá řada. Od tradičních polyetylénových, které Vám nic víc než parotěsnou funkci nenabízí, po reflexní, které díky reflexnímu povrchu také do jisté míry snižují tepelné ztráty, až po speciální, které například mění hodnoty svého ekvivalentního difúzního odporu sd v závislosti na změnách vlhkosti, jako je například speciální parobrzda Isover Vario KM Duplex UV.

Reflexní povrchy mají vysokou reflexi (definuje kolik procent záření se odrazí) a malou emisivitu (definuje kolik procent se vyzáří, úplná minima se pohybují na hranici 0,017 což je 1,7 %). Za reflexní materiály lze tedy označit ty materiály, které svojí reflexní vrstvou dokáží významně odrážet teplo a tím snižovat součinitel tepelné vodivosti vzduchové mezery sousedící s reflexní vrstvou v souladu s ČSN EN ISO 6946.

Čtěte také: Dřevěný obklad: tepelná úprava

Jako modelový příklad lze použít předešlou konstrukci s tím, že tepelnou izolaci pod parobrzdou nahradíme uzavřenou vzduchovou mezerou a použijeme parobrzdu reflexní:

• tepelný odpor tepelné izolace nad parobrzdou (d = 250 mm) R1 = 6,200 m²KW⁻¹ (Isover Unirol Profi + Uni)
• reflexní parobrzda ε1 = 0,017
• uzavřená vzduchová mezera (d = 40 mm) Rg = 0,489 m²KW⁻¹

Výsledný součinitel prostupu tepla ve zvolené skladbě je U = 0,146 Wm⁻²K⁻¹, což také vyhovuje doporučené hodnotě. Celková tloušťka tepelné izolace v tomto případě je 250 mm a je použita reflexní parobrzda.

Pro úplnost ještě dopočítáme skladbu konstrukce s uzavřenou vzduchovou mezerou a použijeme parobrzdu bez reflexe:

• tepelný odpor tepelné izolace nad parobrzdou (d = 250 mm) R1 = 6,200 m²KW⁻¹ (Isover Unirol Profi + Uni)
• parobrzda bez reflexe
• uzavřená vzduchová mezera (d = 40 mm) Rg = 0,160 m²KW⁻¹

Výsledný součinitel prostupu tepla ve zvolené skladbě je U = 0,153 Wm⁻²K⁻¹, což také vyhovuje doporučené hodnotě. Celková tloušťka tepelné izolace v tomto případě je 250 mm a je použita parobrzda bez reflexe.

Následující tabulka shrnuje porovnání součinitele prostupu tepla U pro různé skladby střechy:

Čtěte také: Jak souvisí součinitel tepelné vodivosti (λ) s kvalitou izolace Isover?

Vliv reflexní parobrzdy oproti parobrzdě klasické zlepšuje tepelně-izolační vlastnosti konstrukce téměř o 5 %.

Typy tepelně izolačních materiálů

Na trhu narazíte na nespočet izolačních materiálů, které se liší svými vlastnostmi i způsobem použití. Základním hlediskem pro rozdělování tepelných izolací je vstupní materiál. Zásadně ovlivňuje výslednou hodnotu součinitele prostupu tepla a další parametry (paropropustnost, voděodolnost aj.). Obvykle izolace rozdělujeme na minerální, syntetické a přírodní.

Minerální izolace

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. Patří mezi nejpoužívanější izolační materiály vůbec.

• Minerální vlny (skelná a kamenná): 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). Tavením hornin čediče či křemene vzniká jedna z nejpoužívanějších tepelných izolací, oblíbená pro svůj skvělý poměr cena/výkon. Do jemných vláken jsou vstřikována pojiva, hydrofobizační oleje, protiplísňové a další přísady. Kamenná vlna má díky čediči vysoký bod tání a výborně odolává ohni. Skelné izolace mají významně nižší požární odolnost. I když jsou nehořlavé, přidávají konstrukci jen jednotky minut navíc. Nicméně tepelně i akusticky jsou na stejné úrovni jako izolace kamenné. Vlna kamenná i skelná se vyznačují nízkým difuzním odporem, jsou tedy vhodné pro difuzně otevřené konstrukce, kde je stěna propustná pro vodní páry. Hlavní výhodou čedičové izolace je její stabilita v dřevěné konstrukci, výborné tepelné, akustické a požární vlastnosti. Proto se hodí do všech konstrukcí dřevostaveb.
• Pěnové sklo: Moderní typ tepelné izolace, u kterého oceníte vysokou odolnost v tlaku. Na pěnové sklo narazíte v podobě drtě nebo izolačních desek. Mají porézní strukturu, a tak dokážou dobře pohlcovat vlhkost a současně ji odpařovat. Pěnové sklo je nejčastěji využito jako izolace spodní stavby a přerušení tepelného mostu například u paty nosných stěn. S oblibou je využíváno v případě energeticky úsporných domů.
• Minerální desky: 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.

Syntetické izolace

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

• Polystyren (EPS a XPS): Nejvyužívanějším druhem syntetického izolačního materiálu je bezpochyby polystyren. 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. Expandovaný pěnový polystyren patří k nejpoužívanějším typům tepelné izolace. Produkt je výsledkem polymerace styrenu - vypěněním polystyrenových perlí o velikostech podle druhu použití. Novější generací izolace EPS je šedý (grafitový) polystyren, odlišený od původního přídavkem uhlíkových nanočástic před vypěněním. Šedé polystyreny jsou přibližně o 20 procent izolačně účinnější než bílé a dosahují také výborné hodnoty lambda - až 0,030 W/mK. Mírně se liší také aplikace, zejména na fasády ETICS, kdy je třeba šedé desky při aplikaci stínit sítěmi. Tento druh polystyrenu je nejčastěji využíván pro izolaci soklu, základových desek a střech s obráceným pořadím vrstev. Má uzavřené póry, díky tomu je nenasákavý a lze jej využít i ve vlhkém prostředí.
• 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 je také lehký, což umožňuje jeho snadné zpracování. Zároveň je odolný a účinný. 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. PUR pěny jsou univerzální produkty používané k izolaci různých povrchů.
• Aerogel: Aerogel používaný ve stavebnictví jako izolant má jednu z nejnižších hodnot tepelné vodivosti (λ - lambda) mezi dostupnými izolačními materiály. Typická hodnota λ pro aerogel se pohybuje kolem 0,013 až 0,018 W/m·K. Díky této extrémně nízké tepelné vodivosti je aerogel výjimečně účinný jako izolační materiál, i když je aplikován v relativně tenkých vrstvách. Jedná se o high-tech technologii a kvůli vysoké ceně se používá zatím okrajově.

Přírodní izolace

Izolaci pro zateplení podlahy, půdy a dalších stavebních konstrukcí vyřešíte také použitím izolace z přírodních materiálů. Izolanty 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.

• Dřevovláknité a dřevocementové izolace: Poměrně obsáhlou skupinu tvoří tepelné izolace na bázi dřeva a papíru, které však často obsahují 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. Jsou také alternativou k sádrokartonu pro zhotovení vnitřních příček. Dřevocementové desky se pak používají jako izolant do sendvičových příček. Izolace je vyrobena z dřevní hmoty, odpadového materiálu z dřevozpracujícího průmyslu. Dřevní vlákna jsou za vysoké teploty a tlaku lisována a spojena přirozeně se vyskytujícími pryskyřicemi a v případě potřeby doplněna o další příměsi pro dosažení lepší odolnosti vůči vlhku a ohni. Uplatnění nachází nejvíce jako izolační materiál obvodových stěn. Izolace je připevněna pouze mechanicky a není třeba žádných lepidel. Díky vysoké hodnotě akumulace tepla (měrná tepelná kapacita cD = 2100 J/kg.K) zadrží například Climawood teplo zvenčí na šest a více hodin.
• Celulózová izolace: Na poli dřevostaveb nachází hojně uplatnění izolace z celulózy, jejíž výchozí surovinou je právě dřevo. Izolanty na bázi papíru a celulózy se nejčastěji využívají pro technologii foukané izolace. Protože je vstupním materiálem recyklovaný papír, je výroba ekologická. Roztrhaný novinový papír je obohacen o přísady, které doplňují žádoucí vlastnosti izolace - zpravidla boritany pro odolnosti vůči škůdcům, hnilobám, plísním a ohni. Lze jí vyplnit i jinak obtížně dostupné dutiny.
• Konopná izolace: Vyrobena z vláken technického konopí, svými vlastnostmi velmi blízká dřevovláknité izolaci. Propustnost pro vodní páry ji také řadí mezi izolanty vhodné pro difuzně otevřené konstrukce. Obnovitelnost a snadná recyklace ji zase pasuje mezi ekologické materiálové varianty. Konopný izolant je svými vlastnostmi srovnatelný s konvenčními izolacemi, ale zároveň reflektuje současný trend návratu k přírodním a ekologickým materiálům.
• Slaměná izolace: Izolační materiál prověřený našimi předky si nachází své místo i v současnosti, avšak vzhledem ke specifikům slaměné izolace je zvolen spíše užším spektrem alternativních stavebníků. Jako izolační materiál má ve spojení s hliněnou omítkou vysokou požární odolnost. Nejčastěji je sláma v konstrukci jako izolant využita ve formě balíků, které markantně navyšují tloušťku stěny a je náročné pohlídat kvalitu i následnou aplikaci.
• Ovčí vlna: Pro zateplení stavebních konstrukcí můžete použít například izolaci z ovčí vlny. Používá se jako výplň a při adekvátní technologické úpravě se hodí i pro izolaci střešních plášťů či plovoucích podlah. Nevýhodou je vyšší cena a zvýšené riziko požáru.

Doporučení pro výběr a aplikaci izolace

Konkrétní typ výrobku tepelné izolace volte podle způsobu zpracování a umístění. Nejčastěji narazíte na izolanty ve formě desek, rohoží nebo volného násypu. S deskami se vám bude dobře manipulovat a oceníte i jejich větší pevnost v tlaku. Rohože jsou pak kompaktnější, a tak vám umožní snazší izolaci prostorů nepravidelného tvaru. Volně sypané izolanty pak můžete použít při zateplení spodních vrstev podlah.

Tepelná izolace je účinná pouze tehdy, je-li správně instalována. Proto je nepřípustné aplikovat tepelnou izolaci na znečištěné nebo vlhké povrchy. Pokud použijeme vrstvenou izolaci, platí podobné zásady: sterilní podmínky a kvalitní materiály zajistí nejlepší tepelnou izolaci.

Výběr správné tepelné izolace je velmi důležitý. Abyste předešli chybám, je nejlepší poradit se s odborníkem, např. stavebním specialistou, interiérovým designérem nebo výrobcem tepelně izolačních materiálů. Můžete také analyzovat podmínky ve vaší budově nebo okolí. Bude užitečné určit úroveň vlhkosti, sluneční záření a typ půdy. Vyplatí se podívat i na výhody jednotlivých stavebních materiálů.

tags: #tepelne #izolace #s #malym #soucinitelem #prostupu

Oblíbené příspěvky:

• Instalace MDF panelů (10 mm)
• Vlastnosti Mapei 909
• Přečtěte si, jak Remmers Těsnicí Omítka řeší problémy s vlhkostí
• Zprávy z radnice Soběslav a Vlčnov (2016)
• Jak správně používat štípačku Scheppach?