Vakuové izolační panely: Špičková technologie pro efektivní tepelnou izolaci

Vakuový izolační panel (VIP) je zkratka anglického „Vacuum Insulation Panel“. Jedná se o druh vakuového izolačního materiálu, který se skládá z materiálu plnění jádra a povrchové vrstvy vakuové ochrany. Jádrový materiál je vyroben z tepelně izolačního materiálu, který má nízkou tepelnou vodivost. Vakuovou izolaci můžete najít pod označením VIP. Zkratka VIP pochází z anglického názvu tohoto materiálu Vacuum Insulation Panel. Český název je tedy jednoduše vakuový izolační panel.

Princip vakuové izolace

Myšlenka a princip vakuových izolačních panelů je velmi prostá. Většinu objemu běžně dostupných tepelných izolací tvoří vzduch, a proto jsou hodnoty tepelné vodivosti těchto izolací blízké hodnotě vzduchu. Vzduch je sice dobrý izolant, ale vakuum je podstatně lepší. Pokud nemáte nic (v tomto případě ani vzduch), co by přenášelo teplo vedením, bude se teplo šířit sáláním. Přenos tepla sáláním je méně efektivní než vedením, a vakuová izolace tak izoluje lépe než tradiční izolační materiály.

Samotná vakuová izolace se skládá z mikroporézního jádra na bázi křemíku, z něhož je vyčerpán vzduch a které je uzavřeno a utěsněno v tenkém hermeticky uzavřeném obalu. Vakuový panel je tvořen jádrem, které je schopno zajistit panelu stálý tvar, aniž by došlo k jeho zborcení. Z této vysoce porézní struktury jádra chráněného vnějším obalem je odčerpán vzduch, a čím méně jej v panelu zůstane, tím lépe. Vnější obal vakuového panelu musí proto být pevný a neprodyšný, a proto je z plastu (PE), který je navíc pokoven slabou vrstvou hliníku. Tímto je dosaženo opravdu velmi nízké tepelné vodivosti materiálu.

Výrobci dnes docilují až 99.999999 % vakua a tím tepelného odporu kolem 7,5 m²K/W pro libovolnou tloušťku. Vakuové izolační panely (označované zkratkou VIP) však obsahují jako výplň tuhou síťovou strukturu složenou z klastrů (shluků) částic oxidu křemičitého (SiO2) nanometrických rozměrů. Další důležitou součástí VIP je vzduchotěsný a mechanicky tuhý obal, který umožní úplné a trvalé odčerpání vzduchu z výplně SiO2 i bezporuchovou manipulaci s panely při výstavbě. Vysoce porézní a zároveň tuhá výplň panelů VIP prošla soustředěným vývojem. Prosadila se hmota zvaná pyrogenní kyselina křemičitá, což je vysoce jemně dispergovaný oxid křemičitý, který vzniká plamennou hydrolýzou tetrachlorsilanu při vysokých teplotách do 1500 °C.

Výrobci vakuové izolace věnují vysokou pozornost také obalu vakuových izolací. Ten musí být dostatečně pevný a zároveň neprodyšný. Jako nejvhodnější se ukázal plast (např. PE, PUR), který řeší pevnost a tuhost, pokovený 30 mikrometrů silnou vrstvou hliníku, která zaručí vysokou a trvalou neprodyšnost. Hliník navíc odráží tepelné záření a tím působí i jako aktivní prvek tepelné izolace vakuových izolačních panelů. To je zejména u výplně z nanometrických částic důležité, protože tepelné záření s typickou délkou vlny nad 10 mikrometrů s takto jemnou sítí (s vlákny pod 1 mikrometr) téměř neinteraguje a volně jí prochází. Kromě vnitřní strany výrobci opatřují povrchovým pokovením i vnější stranu vakuových izolací.

Čtěte také: Využití OSB desek s izolační výplní ve stavebnictví

Vlastnosti a výhody

Hlavním přínosem vakuové izolace je velmi nízký koeficient prostupu tepla λ. Tepelná vodivost může být pod 0.002W/(m.K). Jedná se o jeden z nejpokročilejších a nejúčinnějších tepelně izolačních materiálů na světě. Součinitel tepelné vodivosti nejlepších vakuových panelů dosahuje hodnoty λ = 0,004 až λ = 0,005 W/(m.K). Oproti klasickým izolacím jako je polystyren nebo minerální izolace se jedná o desetkrát lepší hodnotu. Se svým deklarovaným součinitelem vodivosti λD = 0,007 W/(m·K) dosahuje výrobek až pětkrát vyšší izolační schopnosti oproti jiným izolačním materiálům. Vyznačují se však součinitelem tepelné vodivosti na úrovni 0,007 W/(m.K).

Vakuové izolační panely, vysoce účinná tepelná izolace, mají extrémně dobré tepelněizolační vlastnosti při nízké stavební výšce. Proto se vakuové panely mohou vyrábět a používat v tloušťkách od 20-80 mm. Díky ušetřené izolační tloušťce je možné předcházet výškovým nerovnostem, které se vyskytují při použití tradičních tepelněizolačních materiálů. Jde o problém typický při napojování tepelné izolace na existující stavební prvky. 20 mm VIP panel = cca 100 mm běžně používané izolace.

Na první pohled se jedná o trochu kosmický materiál, jednak pro jeho lesklý povrch, který tvoří ochranná fólie, za druhé pro jeho nesrovnatelně lepší vlastnosti v porovnání s ostatními izolačními materiály.

Srovnání s tradičními izolacemi

Použití v praxi

Vakuové izolační panely vstoupily na stavební trh již v roce 2004. Panely VIP se vyrábějí v rozměrech stavebních izolačních desek, jejich tloušťka je malá, od 2 do 8 cm. Izolační panely Kingspan® jsou nejúčinnějším tepelným izolantem, běžně dostupným na stavebním trhu a současně použitelným ve všech myslitelných stavebních aplikacích. Kingspan OPTIM-R® je panel s vakuovou izolací, který poskytuje třikrát lepší izolační vlastnosti ve srovnání se stávajícími vysoce kvalitními tepelněizolačními materiály a až pětkrát lepší vlastnosti než běžně dostupné tepelněizolační materiály. Jeho hlavní výhodou je, že vynikajících výsledků, doporučených normou, dosahuje při minimální tloušťce do 50 mm.

Vakuová izolace se používá zejména v chladírenském průmyslu pro uchovávání potravin v mrazicích a chladicích boxech. Vakuový izolační panel (VIP) pro chladící řetězec je zkratka anglického vakuového izolačního panelu. Vzhledem k jeho specifickým vlastnostem je možné vakuové panely Kingspan OPTIM-R® využít i pro zateplení fasád i provětrávaných střech. Největší uplatnění ale v současné době nacházejí právě v oblasti balkonů a teras. Vakuové izolační panely nacházejí své uplatnění na plochých střechách, ale i na terasách. Vakuová izolace je vhodná i do skladeb podlah s podlahovým vytápěním. Používá se ve stavebnictví (v nezatížených skladbách) i jako průmyslová izolace. Vakuové panely se používají často při řešení náročnějších detailů, především izolace ostění oken nebo parapetů. Obecně, použití vakuových izolačních panelů dává smysl v případech, kdy potřebujeme kvalitně zaizolovat plochu budovy a přitom použít co nejtenčí vrstvu izolace.

Čtěte také: Kročejová izolace a její použití

Vakuová tepelná izolace pro stavbu všude tam, kde chybí prostor pro použití tradičních tepelně-izolačních materiálů. Tepelná izolace podlah, všude tam, kde chybí skladba podlahy pro tradiční teplenou izolaci. Izolační panely Kingspan OPTIM-R® řeší tepelné mosty v kritických částech konstrukce. Ve většině projektů architekti řeší splnění normou požadované hodnoty tepelné izolace s důrazem na pohledovou, estetickou stránku navrhované stavby.

Montáž a instalace

Panely se ukládají na důkladně očištěný podklad tak, aby se vytvořila jedna rovina. Lze toho dosáhnout například ukládáním panelů ve dvou vrstvách. Panely se ukládají na hladký a čistý podklad (jako dřevo, kov, beton nebo parozábrana). Vakuové izolační panely se pokládají podobně jako plovoucí podlaha, tedy bez lepení, nebo se naopak lepí pomocí tmelu. Izolační panely se pokládají na suchý, rovný a čistý povrch a v případě vodorovného použití panelů je třeba použít roznášecí vrstvu (například podlahové OSB desky nebo sádrovláknité podlahové dílce).

Na připravenou izolační vrstvu se kladou asfaltované pásy, kterými se vytvoří vrchní izolační vrstva. Pokud se panely ukládají bez kašírování jako plovoucí vrstva, musí se pod a na panely ukládat dodatečné vrstvy z běžných izolačních materiálů (dřevovlákno, polystyren, gumový granulát nebo pěnová fólie), aby se povrch nepoškodil. Na to se pokládá zatěžující vrstva - desky OSB nebo dřevotřísková deska se spojem pero-drážka. Desky se k sobě lepí, aby se zabránilo jejich posunu. Pokud se použijí oboustranně kašírované panely, lze je ukládat buď jako plovoucí vrstvu nebo lepit. Připravenou lepicí maltu je potřebné nanášet tak, aby se ochranná vrstva nepoškodila. Na uložené panely se následně ukládá zatěžující vrstva (desky OSB nebo dřevotřísková deska se spojem pero-drážka), která se lepí lepidlem bez obsahu rozpouštědel, např. 2-K-PU-Kleber. Desky se vzájemně slepují, aby nedošlo k jejich posunu. Na vyhotovenou vrstvu je možné uložit vzduchotěsnou fólii. Na okraje panelů v místě styku panelu se zdí je potřebné nalepit kompripásky, aby se utěsnily případné mezery. Na vzduchotěsnou fólii lze přímo ukládat dřevěnou podlahu nebo štěrkovou vrstvu.

Vakuová izolace VIP se vyrábí ve formátech podle přesného rozměrového zadání. Hotový izolační dílec VIP se nedá již na stavbě rozměrově upravovat. Pro potřebu přesného formátování na stavbě je možné panel VIP objednat s 20 mm PIR okrajem, které se pak na stavbě zařeže na přesnou míru. Podle zaměřené plochy vyhotovíme nářezový plán, podle kterého se pak na stavbě budou jednotlivé dílce vakuové izolace VIP skládat k sobě. Každý takový dílec je označen dle označení v plánu.

Omezení a rizika při manipulaci

Jako nevýhodu lze vnímat fakt, že vakuové izolační panely není možné při pokládání „zaříznout“ dle potřeby, protože každé narušení ochranné fólie panelu znamená zničení vakua a tedy jeho izolačních vlastností. Dodatečné úpravy velikosti panelů přímo na stavbě nejsou možné. Proto je třeba počítat s přesným kladečským plánem a panely pečlivě očíslovat. Tloušťka, velikost a kašírování panelu se může na každém čtverečním metru lišit. Z tohoto důvodu se panely pro tyto účely vyrábí přímo na míru. Panely se vyrábí ve standardních rozměrech jako 600/1200 mm nebo 600/600 mm, ale i v případě jejich použití na větší plochu je třeba okrajové panely vyrobit na míru.

Čtěte také: Vlastnosti OSB desek v izolaci

Ochranná fólie vakuových izolačních panelů se nesmí porušit řezáním, vrtáním, šrouby nebo hřebíky, či upravováním formy, narážením na ostré hrany nebo jakýmkoli poškozením povrchu. Stejně tak je zakázáno používat rozpouštědla nebo plyny, případně pracovat v blízkosti panelů s otevřeným ohněm, plamenem nebo v blízkosti panelů svářet. Hrozí poškození povrchu. Poškození ochranné fólie znamená narušení vakua, a tím zhoršení izolačních vlastností. Požadavky požární ochrany splňují jen panely s označením AbZ, které jsou vyhotoveny s vrstvou ochranné fólie.

Cena a perspektivy

Zatím se však jejich použití u nás vzhledem k poměrně vysoké ceně příliš nerozšířilo. Ve většině dostupných zdrojů se uvádí, že cena vakuových izolačních panelů je oproti standardním izolacím podstatně vyšší, jen většinou není uvedeno, kolik opravdu stojí. Po průzkumu dostupných (zejména zahraničních informačních zdrojů) jsme dopátrali ceny cca 1250-1750 Kč/m² za vakuový izolační panel tloušťky 25 mm. Na českém trhu nabízí 20mm vakuový panel za cenu okolo 2500 Kč/m². Dnes je největší nevýhodou vakuových izolačních panelů jejich vysoká cena společně s chybějící možností rozměrových úprav při montáži.

Jako logické se jeví využívání vakuové izolace například při sanacích a rekonstrukcích starších objektů, což je odvětví, které zažívá neustálý nárůst. Pokud tedy vzroste poptávka po tomto materiálu na trhu, je pravděpodobné, že postupně klesne jeho cena, rozhodně však ne na úroveň klasických izolačních materiálů.

Výrobci a dodavatelé

Mezi výrobce vakuových izolačních panelů patří společnost Porextherm, která vyrábí produktovou řadu Vacupro. Společnost Kingspan Group je světový lídr ve výrobě sendvičových panelů, tepelných izolací na bázi PIR (polyisokyanurát) a fenolických pěn. Společnost Kingspan® vyrábí vysoce kvalitní tepelněizolační desky OPTIM-R® pro použití v občanské a průmyslové výstavbě. Výrobu tohoto materiálu nejvíce rozvinula německá firma Wacker Chemie, největší současní výrobci jsou va-Q-tec AG, Porextherm Dämmstoffe GmbH, VARIOTEC GmbH & Co.

tags: #vakouve #izolacni #panel #informace

Oblíbené příspěvky:

• Údržba střechy karavanu
• Vše o recyklátu PVC oken
• Vše o betonových tvarovkách
• Recyklace odpadů
• správné upevnění střešní krytiny