Polystyren je materiál, který sází na jednoduchost, předvídatelnost a vynikající poměr cena/výkon. Má dobře definované fyzikální vlastnosti a technické parametry, které usnadňují jeho navrhování a realizaci v praxi. Nemění se, funguje stejně v létě i v zimě.
Akustika a její význam ve stavebnictví
Ochrana proti šíření hluku je jedním z nejdůležitějších hledisek návrhu, které projektant nesmí zanedbat. Řeší se dva typy zvuků, kterým se musíme bránit. Schopnost konstrukce odolávat před hlasitou hudbou, řečí apod. řeší veličina vzduchová neprůzvučnost R'w (dB). Jedná se o zvuk šířený vzduchem. Kročejová neprůzvučnost zase řeší hluk, vyvolaný impulzy (kroky, pády předmětů apod.).
Plovoucí podlahy a jejich akustické vlastnosti
Pojem plovoucí podlaha znamená, že podlaha není pevně spojena s podkladem ani s vertikálními konstrukcemi v místnosti. Od nosného základu je oddělena pružným materiálem, který způsobuje zmiňované „plavání“. Hlavní důraz je kladen na akustiku. Plovoucí podlahy rozdělujeme na lehké a těžké, podle roznášecí desky podlahy, která může být tvořena betonem, anhydritem, nebo např. Z pohledu tepelných ztrát řešíme hlavně podlahy, které oddělují dvě rozdílné teplotní oblasti (např. obytné místnosti nad nevytápěným sklepem, garáží, nebo podlahy přiléhající k zemině). V těchto skladbách se většinou neřeší akustika, důraz je kladen na zamezení tepelných ztrát do země (únik tepla nebo naopak chladu).
Polystyren pro kročejový útlum a vzduchovou neprůzvučnost
Společnost Rigips Dämmsysteme CZ v současnosti disponuje pěnovými polystyreny pro kročejový útlum i vzduchovou neprůzvučnost. Rigifloor - pěnový polystyren pro kročejový útlum PST je určen pro plovoucí podlahy s provozním zatížením do 3,5 nebo 5 kN/m2, kde v konstrukci plní funkci jak tepelné, tak i zvukové izolace. Podlahy vykazují zlepšené parametry v oblasti kročejového útlumu v závislosti na použité tloušťce izolace a plošné hmotnosti roznášecí desky. Rigifloor je speciální tepelná izolace z elastifikovaného pěnového polystyrenu se sníženou hořlavostí, dynamickou tuhostí a charakteristickou hodnotou tepelné vodivosti = 0,040 W/m.K pro PST 3,5. K dokonalému využití všech vlastností Rigiflooru je nutné správné provedení detailů pro zamezení prostupu zvuku přes další konstrukce. Pro zvýšení tepelné izolace se používá v kombinaci s Rigifloorem pěnový polystyren PSB-S-25. Desky PST 3,5 se vyrábějí v tloušťkách od 17/15 do 43/40 mm a desky PST 5 od 62/60 do 102/100 mm.
Fasádní izolační desky s útlumem hluku Silence dB Plus
Silence dB Plus - fasádní izolační desky s útlumem hluku jsou určeny pro tepelné a zvukové izolace stěn, kde jsou též kladeny vysoké požadavky na zlepšení zvukové neprůzvučnosti. Pro maximální využití této schopnosti je nutná optimalizace tloušťky izolace a plošné hmotnosti omítky vzhledem ke konstrukci nosné stěny. Optimální systém s deskami Silence dB Plus dokáže index vzduchové neprůzvučnosti snížit až o 17 dB. Z praxe je známo, že snížení akustického tlaku o 10 dB znamená snížení vnímané síly hluku na polovinu. Izolační desky Silence dB Plus jsou desky z pěnového polystyrenu, které odpovídají svými parametry požadavkům na fasádní desky, liší se podstatně nižší dynamickou tuhostí. Silence dB Plus využívá rozdílu mezi primárním kmitočtem zdroje a rezonančním kmitočtem systému. Čím větší je tento rozdíl, tím méně zvukové energie se přenese do vnitřního prostoru. Silence dB Plus funguje v kmitočtech od 100 do 3 150 Hz, jež mají pro akustiku největší význam.
Čtěte také: Hodnocení pohltivosti betonových stěn
Charakteristika polystyrenu s ohledem na tloušťku 300 mm
Tloušťka polystyrenových desek je různá a závisí především na místě jejich použití. Pro podlahu je potřeba větší, pro fasádu o něco menší a u střechy je třeba zohlednit kombinaci tepelné izolace a zatížení. U pasivních a nízkoenergetických budov jsou zcela běžné tloušťky přes 200 mm. Izolační desky Isover EPS GreyWall Sun Protect jsou určeny zejména pro fasádní zateplovací systémy ETICS s nejvyššími nároky na účinnost izolace tj. pro izolační vrstvy energeticky úsporných staveb (nízkoenergetické a pasivní domy) s běžnými tloušťkami izolace 200-300 mm. Zároveň se izolanty Isover EPS GreyWall Sun Protect používají pro kvalitní zateplení stávajících staveb.
Tepelné a akustické vlastnosti
Z hlediska fyzikálních vlastností je nejdůležitějším údajem součinitel tepelné vodivosti - označovaný jako lambda (λ). U klasického bílého polystyrenu se pohybuje kolem 0,035 až 0,039 W/m-K, u šedého (grafitového) klesá pod 0,031 W/m-K. Deklarovaný součinitel tepelné vodivosti u šedého polystyrenu má hodnotu λD 0,023-0,025 W/m·K dle zvolené tloušťky (Hodnota počáteční lambdy je λ 0,0186 (W/m.K)), což znamená velmi účinnou izolaci. Díky různým tloušťkám lze snadno zvolit optimální variantu pro konkrétní stavbu nebo rekonstrukci, tloušťky jsou nabízeny v tloušťkách od 20 mm do 300 mm. PIR desky vs. Tloušťka PIR izolace vždy závisí na konkrétní skladbě konstrukce a požadavcích projektu. Ano, kombinace PIR desek s jinými izolačními materiály je možná.
Šedý (grafitový) polystyren
Miliony buněk izolantu se stopovou přísadou grafitu odrážejí teplo zpět k jeho zdroji a podstatně tak zlepšují izolační účinek až na hodnotu λD = 0,031 W‧m−2‧K−1. Díky nízké energetické náročnosti výroby vykazují také vynikající poměr cena/výkon. Kromě izolací velkých tlouštěk se desky Isover EPS Grey používají také pro rekonstrukce podlah, protože do stávajícího prostoru je třeba téměř vždy umístit vyšší izolační účinek - tj. pro izolační vrstvy 150-300 mm se nejvíce používají izolanty Isover EPS 100, Isover EPS 150, Isover EPS 200, Isover EPS Grey 100 nebo Isover EPS Grey 150, popř. Pro tepelnou izolaci podlah nízkoenergetických staveb (bez požadavků na kročejový útlum) jsou určeny nové izolace Isover EPS Grey, využívající nanotechnologie. Izolační desky Isover EPS GreyWall Sun Protect jsou nejnovějším typem EPS desek vyráběných do forem. Miliony buněk izolantu se stopovou přísadou grafitu účinně odrážejí teplo zpět k jeho zdroji a podstatně tak zlepšují izolační vlastnosti.
Pevnost a hmotnost polystyrenu
Z hlediska hmotnosti se jedná o velmi lehký materiál. Běžné fasádní desky váží kolem 14 kg/m³, podlahové nebo střešní typy s vyšší hustotou mohou dosahovat až 30 kg/m³. Pěnový polystyren (EPS) obsahuje až 98 % vzduchu, což mu propůjčuje velmi nízkou hmotnost. Tato vlastnost přináší řadu výhod, jako je snadná manipulace, rychlá montáž, nízké náklady na přepravu a nízká uhlíková stopa.
Pěnový polystyren (EPS) má dostatečnou pevnost v tlaku pro běžné stavební aplikace. Pevnost se obvykle pohybuje mezi 70 až 250 kPa, přičemž pro zateplení fasád se nejčastěji používá pěnový polystyren (EPS) s pevností kolem 70 až 80 kPa. Pevnost pěnového polystyrenu EPS v tlaku závisí na jeho hustotě. Standardní pěnový polystyren používaný na fasády má pevnost v tlaku kolem 70 kPa, zatímco EPS pro podlahy a střechy může mít pevnost v tlaku až 150-200 kPa. Vynikajícím příkladem vysoké pevnosti v tlaku pěnového polystyrenu EPS je jeho použití při stavbě silničních násypů na obtížných typech půdních podkladů. Celý okruh formule 1 v Šanghaji včetně tribun byl postaven na 1 m silné vrstvě pěnového polystyrenu EPS.
Čtěte také: Podhledy pod krovem a jejich vliv na akustiku
Další fyzikální vlastnosti
Polystyren se nedeformuje, nemění svůj objem, neklouže a v konstrukcích drží svůj tvar desítky let. Není hygroskopický - to znamená, že neabsorbuje vodu - a pokud se dostane do kontaktu s vlhkostí, může ji zachytit na povrchu, což však neovlivní jeho izolační vlastnosti.
Tloušťka polystyrenu a doporučení
Doporučená tloušťka pro fasády
Doporučená tloušťka izolace z pěnového polystyrenu pro fasády budov je minimálně 16 cm pro tradiční bílý EPS. To proto, aby byl zajištěn dostatečný tepelný odpor v souladu s platnými normami a aby bylo dosaženo maximálních úspor energie.
Optimální tloušťka pro střechy
Optimální tloušťka pěnového polystyrenu (EPS) pro střešní izolaci se podle požadavků normy ČSN 730540 pohybuje mezi 20 a 30 cm.
Izolace podlah o tloušťce 200-300 mm
Návrh izolace tl. 200-300 mm do podlahy s malým dotvarováním není zcela jednoduchý. Při použití dostatečně pevné izolace vzniká největší dotvarování pokládkou na nerovný podklad, dále mezi jednotlivými vrstvami vlivem tolerancí tlouštěk. Desky izolantu je vhodné pokládat do lepidla (nebo např. Pro izolační vrstvy 150-300 mm se nejvíce používají izolanty Isover EPS 100, Isover EPS 150, Isover EPS 200, Isover EPS Grey 100 nebo Isover EPS Grey 150, popř. Pokud chceme zaizolovat půdu a nelze vložit tepelnou izolaci přímo do stropu, může se udělat jednoduchá zaizolovaná podlaha na půdě. Tyto podlahy nejsou určeny k trvalému provozu. Prosté položení izolace na parotěsnou fólii. Úsporným řešením při zachování tepelně izolačních, odkladových a zároveň pochozích vlastností půdy je kombinace minerální vaty s pěnovým polystyrenem. Systém Isover STEPcross využívá pevnosti EPS trámců v kombinaci s tepelnou účinností měkčích desek z minerálních vláken.
ETICS a akustické vlastnosti
ETICS (z anglického názvu External Thermal Insulation Composite Systems = vnější tepelně izolační kompozitní systém) je stavební výrobek dodávaný jako ucelená sestava složek, skládajících se z lepicí hmoty, tepelného izolantu, kotvících prvků, základní vrstvy a konečné povrchové úpravy. V červnu 2013 byla vydána revize ETAG 004, která významným způsobem změnila posouzení shody ETICS u základního požadavku, jímž je ochrana proti hluku. V revidovaném ETAG 004 je uvedeno, že ETICS může mít pozitivní nebo negativní vliv na vzduchovou neprůzvučnost stěny, na kterou byl aplikován. Revize ETAG 004 popisuje určení akustických vlastností ETICS laboratorním měřením podle skupiny norem ČSN EN ISO 10140 Akustika - Laboratorní měření zvukové izolace stavebních konstrukcí (části 1, 2, 4 a 5). Určovanou veličinou je zlepšení nebo zhoršení vážené vzduchové neprůzvučnosti ΔRw (dB). Pokud výrobce laboratorně ΔRw nezměří, tak může deklarovat na těžké referenční stěně hodnotou ΔRw = - 8 dB, což znamená výrazné zhoršení akustických vlastností celé stěny. Asociace výrobců minerální izolace (AVMI) proto prověřila v akreditované laboratoři hodnoty vzduchové neprůzvučnosti u systému ETICS s minerální izolací. U systému s minerální izolací o tloušťce 200 mm bylo naměřeno zlepšení o 2 dB. ETICS s izolací tloušťky 100 mm je bez vlivu na vzduchovou neprůzvučnost systému. Neprůzvučnost ETICS pozitivně ovlivňuje vzrůstající tloušťka izolačního výrobku a použité plastové kotvy. Při nižších hodnotách dynamické tuhosti je zvukoizolační vlastnost výrobku lepší.
Čtěte také: Podrobný postup lepení polystyrenu
Modelový výpočet vzduchové neprůzvučnosti
Obytné místnosti v domech musí splňovat požadavky normy ČSN 73 0532 Akustika - Hodnocení zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách - Požadavky. Modelový výpočet je zpracovaný na příkladu panelového domu u hlučné komunikace, kde je požadavek na vzduchovou neprůzvučnost Rw podle ČSN 73 0532 na neprůsvitné části 43 dB, požadavek na okna o 3 dB nižší, tedy 40 dB. Vzduchová neprůzvučnost panelové stěny je 50 dB, Rw oken je 40 dB. Závěr: Stěna s Rw 52 dB > požadavek dle ČSN 73 0532 43 dB. Okna lze ponechat s danými akustickými parametry. Závěr: Stěna s Rw 42 dB < požadavek dle ČSN 73 0532 43 dB. Okenní výplně musí splňovat požadavek TZI 4. Stěna panelového domu, zateplená - ETICS s MW tl. Závěr: Stěna s Rw 52 dB > požadavek dle ČSN 73 0532 43 dB. Okna lze ponechat s danými akustickými parametry.
Shrnutí a klíčové parametry polystyrenu
| Vlastnost | Popis | Typická hodnota pro polystyren |
|---|---|---|
| Tepelná vodivost (λ) | Schopnost materiálu vést teplo | 0,031-0,039 W/m·K (šedý až 0,023 W/m·K) |
| Hmotnost | Lehkost materiálu | 14-30 kg/m³ |
| Pevnost v tlaku | Odolnost proti stlačení | 70-250 kPa |
| Nasákavost | Absorpce vody | Není hygroskopický |
| Akustické vlastnosti | Vliv na kročejový útlum a vzduchovou neprůzvučnost | Zlepšuje útlum hluku (např. Silence dB Plus) |
tags: #akustické #vlastnosti #polystyrenu #tloušťka #300mm