Tepelně izolační vlastnosti látek a jejich význam ve stavebnictví

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. Abyste si vybrali správnou izolaci pro zateplení domu, je nutné posuzovat nejen její tepelněizolační vlastnosti. Důležitý je i materiál, ze kterého je izolace vyrobena.

Základní parametry tepelné izolace

Při výběru tepelněizolačního materiálu je důležité, aby měl velmi malou schopnost vést teplo. Jednou ze základních vlastností tepelně-izolačních materiálů je také difuzní odpor (označuje se μ). Zásadně ovlivňuje výslednou hodnotu součinitele prostupu tepla a další parametry (paropropustnost, voděodolnost aj.).

• Součinitel tepelné vodivosti λ (lambda): Vyjadřuje se prostřednictvím součinitele tepelné vodivosti λ (lambda), který charakterizuje tepelnětechnické vlastnosti materiálu nezávisle na jeho tloušťce. Jednoduše řečeno osvětluje, jak je materiál schopen vést teplo. Čím je hodnota λ nižší, tím lepším je izolantem.
• Součinitel prostupu tepla U: Je základní měrná jednotka při stanovení tepelných ztrát. Určuje, k jakým tepelným ztrátám skrze danou konstrukci či materiál dochází. Čím menší je hodnota U, tím lepší jsou izolační schopnosti. Tato hodnota se také používá pro navržení otopné soustavy.
• Tepelný odpor R: K vyjádření tepelněizolačních vlastností konkrétní tepelněizolační desky s nějakou tloušťkou (nebo stěny složené z více vrstev, dveří nebo oken) se používá veličina tepelného odporu R. Určuje schopnost materiálu zadržet teplo. Čím vyšší hodnota R, tím pomaleji jím prochází teplo, a tudíž lépe izoluje.
• Faktor difuzního odporu μ (mí): Tepelněizolační materiály jsou charakterizovány ještě jednou důležitou veličinou - difuzním odporem μ. Určuje prodyšnost či paropropustnost materiálu, tedy schopnost daného materiálu propouštět vodní páry. Čím nižší hodnota μ je, tím konstrukce lépe „dýchá“. Čím vyšší faktor difúzního odporu, tím vyšší odpor pro propustnost vodních par.
• Požární odolnost: Jedná se o schopnost stavebních konstrukcí odolávat účinku plně rozvinutého požáru. Z popisku na izolačních materiálech se dozvíme základní dělení do tříd podle reakce na oheň - od A1, A2, B až po F. A1 jsou látky, které nepřispívají k růstu požáru, kdežto E se značí hmoty značně přispívající k vývoji požáru. Písmenem F jsou označeny výrobky, které nebyly zařazeny ani do jedné z tříd, protože u nich nebyla reakce na oheň stanovena.
• Objemová hmotnost: Objemová hmotnost izolačního materiálu je ovlivněna hustotou struktury dané izolace a je měřena v jednotkách kg/m³. Větší objemová hmotnost izolačního materiálu přináší jeho lepší vlastnosti jako izolace.
• Měrná tepelná kapacita: Je množství tepla potřebné k ohřátí 1 kg látky o 1 K. Tedy značí, kolik tepla v J je třeba dodat 1 kg látky, aby se ohřála o 1 °C. Objemová hmotnost a měrná kapacita materiálu mají tedy největší podíl na schopnosti akumulace tepelné izolace.

Typy izolačních materiálů

Izolace obvykle rozdělujeme na minerální, syntetické a přírodní. Při výběru izolace se tedy ptáme, z čeho je vyrobena a jaký má její materiál součinitel tepelné vodivosti.

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.

Skelná vlna

• Výroba: Skelná vlna je jedním z minerálních izolačních materiálů. Vyrábí se tavením hornin, v tomto případě z křemíku, ke kterému se přidávají příměsi. Skelné vaty se produkují z recyklovaného borosilikátového skla.
• Vlastnosti: 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. Ani skelná vlna nemá pouze klady. Jedním z jejích negativ je poměrně velká nasákavost, což znemožňuje její využití ve vlhkých místech.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Zhruba 0,032 - 0,05 W/(m.K).
• Použití: Vhodná pro izolaci střech, stropů a dutin stěn.

Minerální (kamenná, čedičová) vlna

• Výroba: Minerální a skelná vlna jsou produkty s velmi podobnými vlastnostmi, liší se především prvotní surovinou pro výrobu. V případě minerální vlny je to čedič a další horniny (žuly, vápence, dolomitu).
• Vlastnosti: Podobně jako skelná vlna není ani minerální vlna vhodná na vlhká místa, protože se vyznačuje vysokou nasákavostí. Minerální vlna je nehořlavý izolační materiál.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Zhruba 0,035 - 0,042 W/(m.K).
• Použití: Své využití často nachází při izolaci fasád, kolem oken, izolaci střech, všude tam, kde je potřebný nehořlavý izolační materiál. Také pro vytvoření požárních pásů.

Pěnové sklo

• Výroba: Jedním z novějších izolačních materiálů je pěnové sklo. Vyrábí se z mletého, často recyklovaného skla, které se napěňuje pomocí oxidu uhličitého. Materiál vzniká ztavením směsi skleněného a uhlíkového prášku, čímž vzniká porézní struktura s uzavřenými buňkami.
• Vlastnosti: Vyznačuje se parotěsností, nenasákavostí, nehořlavostí a velkou tlakovou únosností. K pozitivům pěnového skla patří, že jde o materiál s dlouhou životností a odolností vůči organickým rozpouštědlům. Jeho širšímu použití na stavbě brání jeho vysoká cena.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Od 0,041 do 0,048 W/(m.K). Granulát do základů v suchém stavu má výpočetní hodnotu 0,08 W/(m.K).
• Použití: Jeho využití např. při izolaci základů či plochých střech, eliminace tepelných mostů na základech a napojení stěn. Používá se v podobě drtě nebo izolačních desek. Své využití našlo pěnové sklo nejčastěji v průmyslu, kde se aplikuje na podlahy či střechy s extrémním tlakovým namáháním.

Expandovaný perlit

• Výroba: Expandovaný perlit je lehká pórovitá látka, která se vyrábí z křemičitanu hlinitého, látky sopečného původu. Vulkanické materiály se zahřejí na vysokou teplotu a zvětší při tom svůj objem.
• Vlastnosti: Perlit má velmi kvalitní tepelněizolační i akustické vlastnosti při poměrně nízké objemové hmotnosti, je nehořlavý a odolný vůči vlhkosti, mikroorganismům a plísním.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Přibližně 0,04 W/(m.K).
• Použití: Jako izolant se perlit používá pro izolaci podlah, pro výrobu tepelněizolační malty a omítky.

Syntetické izolace

Tepelná izolace ze syntetických materiálů je vyhledávaná pro skvělé tepelněizolační vlastnosti a cenovou dostupnost. Musí však být chráněny před UV zářením, které způsobuje degradaci materiálu.

Čtěte také: Tepelná roztažnost a dřevěné konstrukce

Pěnový polystyren (EPS)

• Výroba: Pěnový polystyren je velmi lehká a pevná látka, která se vyrábí polymerizací styrenu. Styren se pro průmyslové účely získává z ropy, jedná se tedy o nepříliš ekologický materiál. Polystyren vzniká jako produkt polymerace styrenu a následnou expanzí ve formách. Bloky se pak řežou na desky požadovaného rozměru.
• Vlastnosti: Je to materiál difúzně uzavřený, nedá se tedy použít ve všech typech konstrukcí (například není příliš vhodný pro starší domy s vyšší vlhkostí). Velmi příznivá cena předurčila pěnový polystyren k tomu, aby se stal nejčastěji používaným tepelně izolačním materiálem. Jeho výhodou je snadná zpracovatelnost a nízká hmotnost, proto je manipulace s ním poměrně jednoduchá. Pěnový polystyren vykazuje velkou tuhost v tangenciálním směru. Expandovaný polystyren nelze dlouhodobě vystavit vlhku ani účinkům UV záření a je omezená i jeho pevnost.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: 0,035 - 0,040 W/(m.K). Novějším typem je „šedý polystyren“, který má přibližně o 20-25% lepší izolační účinky (λ = zhruba 0,034 W/(m.K)).
• Použití: Nejčastěji se při izolaci zdí používá polystyren vzhledem k dobrému poměru cena - výkon. Používá se pro fasádní zateplovací systémy.

Extrudovaný polystyren (XPS)

• Výroba: Extrudovaný polystyren se liší od expandovaného polystyrenu jak způsobem výroby, tak i vlastnostmi. Má homogenní strukturu bez mezer.
• Vlastnosti: Za extrudovaný polystyren si ve srovnání s pěnovým sice o něco připlatíte, poskytne vám ale lepší vlastnosti. Nehrozí při něm například riziko nasákavosti, protože má uzavřené póry.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Zhruba 0,030 W/(m.K). Celkově se hodnoty součinitele tepelné vodivosti pohybují v intervalu 0,029 - 0,038 W/(m.K).
• Použití: Díky tomu se může bez problémů použít na izolaci soklu a dalších míst, kde je dlouhodobě schopen odolávat kontaktu s vodou. Dále při izolování základů, suterénu, soklu, podlahy a eliminaci tepelných mostů.

Pěnový polyuretan (PUR/PIR)

• Výroba: Pěnový polyuretan PUR je další z řady izolačních materiálů, který se vyrábí z ropy. Polyuretan koupíte buď ve formě tuhých desek, nebo ve formě polyuretanové pěny, která se vytvoří smícháním dvou komponentů a aplikuje se přímo na stavbě. Aplikuje se buď přímo na místě stříkáním nebo litím, nebo je dodáván ve formě desek či tvarovek.
• Vlastnosti: Jeho tepelněizolační vlastnosti jsou velmi příznivé. PUR a PIR pěny mají jemnou strukturu pórů. Výhodou je velká odolnost vůči nízkým i vysokým teplotám (od -50 °C až po 130 °C). Vynikají nízkou hmotností, snadnou montáží a dobrými tepelněizolačními vlastnostmi.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Kolem 0,023 - 0,032 W/(m.K).
• Použití: Tyto pěny jsou vhodné pro technologii stříkané izolace. Lze jej použít pro eliminaci tepelných mostů (např. práh u dveří) či kotvící tvarovky.

Vakuová izolace (VIP)

• Výroba: Vakuová izolace se objevuje v podobě vakuových izolačních panelů (VIP). Vnitřní strukturu panelů tvoří částice oxidu křemičitého, zvenku je materiál uzavřen ve vzduchotěsném obalu vytvořeném z fólie. Plnivo tvoří pyrogenní kyselina křemičitá, která zajišťuje prvku unikátní vlastnosti.
• Vlastnosti: Tento mechanicky tuhý obal umožňuje manipulaci, nesmí však být narušen, jinak materiál ztrácí své izolační vlastnosti. Desky se vyznačují mimořádně výbornými tepelněizolačními vlastnostmi. Její velký potenciál má vakuová izolace při řešení problematických detailů. U nás se používá zřídka, zejména kvůli vysoké ceně.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Kolem 0,006 - 0,008 W/(m.K), což představuje desetkrát lepší izolační schopnost, než jakou nabízí většina běžných izolantů. V neporušeném stavu se udává λD = 0,004 W/(m.K).
• Použití: Při těsnění oken, dveří, nebo při rekonstrukci do podlah. Pro izolování stěny na úroveň pasivního domu je možné použít pouze 6 centimetrů široký panel.

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.

Dřevovláknité desky

• Výroba: Dřevovláknité desky jsou oblíbené nejen pro své tepelněizolační vlastnosti, ale také díky svému ekologickému původu. Vyrábějí se z obnovitelných zdrojů - krátkých jemných vláken měkkého dřeva a k tomu se přidávají vodoodpudivé látky a smůla. Výsledným produktem jsou izolační desky, běžně dodávané v tloušťkách 6 až 200 mm.
• Vlastnosti: Izolační dřevovláknité desky se vyznačují schopností propouštět vodní páru, což je vítané především v difúzně otevřených konstrukcích (např. dřevostavby). Mají také dobrou schopnost zvukové izolace a schopnost kumulovat tepelnou energii. Stejně jako u ostatních přírodních materiálů materiál nasaje a poté distribuuje vlhkost.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: 0,038-0,05 W/(m.K).
• Použití: 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.

Konopí

• Výroba: Konopí patří do skupiny obnovitelných zdrojů nesoucích minimální ekologickou stopu. Z nalámaných konopných stonků se vyrábí tepelné izolace, které svými vlastnostmi překonají i ty nejmodernější. Izolační desky se lepí přírodním lepidlem do vrstev.
• Vlastnosti: Obsahuje hořké látky, díky nimž odolává škůdcům. Konopné desky dobře propouštějí vodu a aby vykazovaly větší ohnivzdornost kombinují se s retardéry hoření. Má výtečné tepelně izolační a zvukově izolační vlastnosti.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Mezi 0,035 - 0,050 W/(m.K) v závislosti na objemové hmotnosti.
• Použití: Jako tepelná izolace se konopí využívá např. k zateplování střech, stropů, stěn, ale také oken či dveří.

Sláma

• Výroba: Tepelněizolační vlastnosti prověřené staletími má další z řady alternativních izolačních materiálů - sláma. Kvalitně slisované slaměné balíky o objemové hmotnosti 90-110 kg/m³ se používají pro izolaci stěn.
• Vlastnosti: Kromě toho je součinitel také z velké části ovlivněn prouděním vzduchu uvnitř balíku. Přírodní materiály, jako jsou hliněné omítky a nepálené cihly, se často kombinují se slámovými balíky. Při slámové izolaci ale počítejte s větším množstvím práce - její aplikace je náročnější. Její požární odolnost dosahuje až 90 minut, vyhovuje proto všem typům konstrukcí.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Kolem 0,052 - 0,08 W/(m.K) (přičemž záleží, zda jsou vlákna uspořádány kolmo nebo podélně).
• Použití: Balíky se používají nejčastěji na izolaci stěn, v některých případech dokonce i jako samonosná konstrukce.

Ovčí vlna

• Výroba: Čistá ekologická a zdravotně neškodná tepelná a akustická izolace je ovčí vlna. Zpracovává se buď do formy měkkých izolačních desek, přičemž jejich objemová hmotnost se pohybuje kolem 20 až 25 kg/m³. Druhá forma - izolační rohože - má objemovou hmotnost zhruba od 12 kg/m³.
• Vlastnosti: Vlákno ovčí vlny je velmi trvanlivé a tento typ izolace je vhodný i do různě tvarovaných míst a prostor, kterým se díky pružnosti dokáže vlna přizpůsobit. Izolace z ovčí vlny musí být ošetřena látkami, které zajišťují její odolnost vůči hmyzu, plísním, a zvyšují její požární odolnost (rizikem nekvalitně zpracované ovčí vlny je nepříjemný zápach). Má výtečné tepelně zvukové vlastnosti, odolává škůdcům a má dlouhou životnost.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Okolo 0,04 W/(m.K).
• Použití: Používá se jako výplň a při adekvátní technologické úpravě se hodí i pro izolaci střešních plášťů či plovoucích podlah, izolace stěn a střech.

Celulózová izolace

• Výroba: Stále oblíbenějším izolačním materiálem vyráběným recyklací novinového papíru představuje celulózová izolace. Protože je vstupním materiálem recyklovaný papír, je výroba ekologická. Celulózová vlákna jsou impregnována boritou solí (jiné přidávané látky závysí na technologii výroby) z důvodu ochrany proti požáru, plísni, hmyzu nebo napadení škůdcem.
• Vlastnosti: Ta poskytuje tak tepelnou, tak zvukovou ochranu. Má malý difuzní odpor a voda v něm kapilárně vzlíná. Díky své jednoduché aplikaci - foukáním - je ale vhodná i do dalších těžko dostupných míst, které je třeba zateplit. Výhodou je, že při aplikaci nevznikají odřezky a jiný odpad.
• Součinitel tepelné vodivosti λ: Přibližně 0,04 W/(m.K). V rozmezí 0,035-0,042 W/(m.K) v závislosti na objemové hmotnosti.
• Použití: Využívá se nejčastěji pro stropní konstrukce. Je oblíbená především v dřevostavbách, kde se jí objemová hmotnost pohybuje okolo 35 - 45 kg/m³. Aplikace suché izolace je možná tzv. volným foukáním (například půdy) nebo mnohem častěji tzv. objemovým plněním do připravených dutin stěn, střech nebo stropů. Nástřik celulózové izolace (dle tloušťky smícháno s vodou nebo lepidlem) je možné použít pro stěny v interiéru i exteriéru.

Při plánování zateplení je nutné počítat s kompletní cenou za materiál a práci. Cena materiálu obvykle představuje pouze třetinu celkových nákladů plánované konstrukce. Nejdražší položkou na stavbě je vždy lidská práce, a to platí i v případě realizace zateplení. Dále započítejte, kolik zaplatíte za kotvicí materiály, lepidla a další komponenty nutné k dokončení kompletní izolační vrstvy.

Doporučení pro výběr izolace

Při projektování a výstavbě i rekonstrukcích stavebních objektů se vyžaduje, aby tyto budovy plnily nejen užitné, ekonomické a estetické cíle, ale aby vyhovovaly též požadavkům hygienickým, bezpečnostním a protipožárním. Při výběru tepelné izolace je důležité srovnávat různé parametry, jako jsou součinitel tepelné vodivosti, prostupu tepla, tepelný odpor a difuzní odpor, stejně jako požární odolnost.

Volba materiálu: Při zateplování jednotlivých částí domu se budete asi rozhodovat mezi polystyrenem, ať pěnovým, nebo extrudovaným, minerální vlnou či polyuretanem (PUR / PIR). Do základů a podlah se také používá pěnové sklo. Stále větší oblibě, zejména u dřevostaveb, se těší také přírodní materiály jako konopí, ovčí vlna, dřevovláknité či slámové desky. Výčet je mnohem bohatší, ale u všech můžeme porovnávat několik shodných parametrů, které vám pomohou vybrat ideální izolaci pro váš záměr, ať je to zateplení fasády, střech, stropů, či základů.

Čtěte také: Dřevěný obklad: tepelná úprava

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

tags: #tepelně #izolační #vlastnosti #látek #informace

Oblíbené příspěvky:

• Silikonová stěrka na těsto
• Samonivelační a hydroizolační stěrky
• Antičtí bohové architektury a umění
• jak ušetřit energii v průmyslových provozech
• Vše o Knauf bandáži spár