Materiály jsou v oblasti stavebnictví samostatnou rozsáhlou kapitolou a častým tématem k diskuzi. Výrobci stavebních hmot musí reagovat na zpomalení ekonomického růstu, vyšší energetickou náročnost a zvyšující se cenu lidské práce. Změny nastávají i na straně zadavatelů, kteří stále častěji kladou důraz na výběr vhodného stavebního partnera a především stavebních materiálů. V této době nestačí, aby byl materiál jen ekonomický a dobře zpracovatelný. Ve 21. století, v době hledání obnovitelných zdrojů, je důležitý i ekologický aspekt, trvanlivost a univerzálnost materiálu.
Pěnové sklo: Ekologický a univerzální tepelněizolační materiál
Materiálem, který splňuje veškeré požadavky současného stavebního trhu, je pěnové sklo. Jde o tepelněizolační materiál, který je vyroben ze stoprocentně recyklovaného skla. Pro své technologické vlastnosti se hodí prakticky na všechny druhy staveb, a to jak v soukromé, tak i v komerční sféře. Pěnové sklo je nenasákavý materiál, proto je vhodné především tam, kde je problém s vodou nebo vlhkostí. A ačkoliv má vysokou pevnost v tlaku, je velmi lehké.
Zásadní roli hrají také různé dotační programy na ekologické stavby a navyšování finanční podpory v rámci programu Zelená úsporám. Finanční podporu lze získat i bez zelené střechy, stačí jen, když si postavíte kvalitně realizovaný a promyšlený, tzv. pasivní dům, který splňuje kritéria energetických úspor. A jedním z důležitých kritérií je samozřejmě opět izolace.
„Pěnové sklo je pro pasivní dům jako stvořené. A to nejenom pro své izolační vlastnosti, kdy v plném rozsahu nahrazuje extrudovaný polystyren. Splňuje zároveň i nejpřísnější ekologická kritéria,“ vysvětluje Jan Cimburek, ředitel společnosti Refaglass. Pěnové sklo je totiž prakticky vyrobeno z odpadu a je znovu recyklovatelné. Dvacet pět tisíc vinných lahví, které skončí v kontejneru na tříděný odpad, stačí na izolaci základové desky průměrného rodinného domu. To, že pěnové sklo patří k trvale udržitelným materiálům, dokazuje i účast projektu pasivního domu na pěnovém skle v prestižní soutěži Adapterra Awards. Ta hledá inspirativní projekty pomáhající přizpůsobit města, domy, nebo krajinu klimatické změně a šanci mají jen ty projekty, které jsou citlivé k životnímu prostředí. A potvrzuje to i projektant Jiří Čech z projekční kanceláře AB ateliér, která dostala zakázku postavit moderní, „zelenou“ mateřskou školku ve Slivenci. „Již při řešení projektu jsem věděl, že nejvhodnějším materiálem pro toto zadání je právě pěnové sklo. A to nejen pro jeho stoprocentní ekologičnost, ale i jiné parametry. V době energetické krize je neustále vyvíjen tlak na snížení energetické náročnosti budovy.“
Výroba pěnového skla a jeho klíčové vlastnosti
Pěnové sklo je tepelně izolační materiál na bázi skla, který se svými doplňkovými vlastnostmi výrazně odlišuje od ostatních tepelných izolací. Pěnové sklo je tepelně-izolační materiál, jehož výroba byla patentována již v roce 1936 a do současné doby tak prošla značným vývojem. V současné době se pěnové sklo vyrábí z nově vyrobeného skla, které se po odtavení a vychlazení rozemele na velmi jemný prášek. Skleněný prach je smíchán s jemně mletým uhlíkem a tato směs je v tenké vrstvě rozprostřena do ocelové formy. Formy jsou zahřáté v peci na cca 1000°C, kdy dochází k natavení skloviny a k současné oxidaci uhlíku na CO2. Tento plyn vytvoří drobné bublinky, které cca dvacetinásobně zvětší původní objem skloviny a vyplní celou formu. Poté je blok napěněné skloviny zvolna ochlazován z 1000°C na 20°C a po konečném zchlazení materiálu zůstává v buňkách podtlak cca 1/3 atmosférického tlaku. Po vychlazení jsou bloky pěnového skla obroušeny, zbaveny povrchové „kůrky“ a dále řezány na desky formátu 600×450 mm s konstantní tloušťkou (od 30 do 160 mm) nebo na spádované desky či jiné tvarovky. Celá výroba je plně automatizovaná a splňuje požadavky systému kvality ISO 9002. V Evropě jsou celkem 2 výrobny - v Belgii a v Německu.
Čtěte také: Řešení pro vsakování dešťové vody
Hlavními přednostmi pěnového skla je relativně vysoká únosnost v tlaku a absolutní difuzní uzavřenost materiálu. Pěnosklo je tvořeno uzavřenými buňkami ze skla, které nedovolí materiálu absorbovat vlhkost, navlhnout a brání prostupu vodní páry v obou směrech. Hodnota součinitele tepelné vodivosti se u pěnového skla pohybuje na úrovni ostatních kvalitních tepelně-izolačních materiálů (mezi 0,038 a 0,049 Wm-1K-1 dle typu). Unikátní jsou však doplňkové vlastnosti pěnového skla: je ekologické, nezatěžuje životní prostředí při výrobě, použití v konstrukci ani po skončení životnosti.
Pěnové sklo dále vyniká vysokou odolností proti škodlivým chemickým i biologickým vlivům. Především v případě pojížděných plochých střech může být střešní plášť - včetně tepelné izolace - vystavený chemickému zatížení (například ropnými produkty, solemi). Pro aplikace v zatížených střešních pláštích je pěnové sklo využíváno především pro svou vysokou pevnost v tlaku, která nemá mezi tepelnými izolacemi obdobu.
| Vlastnost | FOAMGLAS® | Běžné tepelné izolace |
|---|---|---|
| Tepelná vodivost (λ) | 0,036 až 0,050 W/m.K | Podobná, ale proměnlivá s vlhkostí |
| Nenasákavost | 100 % | Většinou nasákavé |
| Parotěsnost | 100 % (μ = 70 000 až 700 000) | Vyžaduje parotěsnou zábranu |
| Pevnost v tlaku | Velmi vysoká (měří se při porušení, zanedbatelné stlačení) | Standardně se uvádí při stlačení 2 % a 10 % |
| Hmotnost | Velmi lehké (až 4x lehčí než keramzit) | Vyšší (např. keramzit) |
| Ekologický aspekt | Vyrobeno ze 100% recyklovaného skla, znovu recyklovatelné | Různé, často méně ekologické |
| Nehořlavost | Třída A (nehořlavé hmoty), Euroclass A1 | Různé, často hořlavé |
| Odolnost proti chemikáliím | Vysoká | Nižší |
| Odolnost proti prorůstání kořenů | Vysoká | Nižší |
Pěnové sklo v aplikacích na střechách
Tepelná izolace je zpravidla mechanicky nejslabším článkem střešního souvrství. Ještě ve zvýšené míře to platí o tepelných izolacích v provozních střešních pláštích. FOAMGLAS® je deskový tepelně izolační materiál na bázi pěnového skla, který se svými vlastnostmi výrazně odlišuje od ostatních tepelných izolací. Svoji výjimečnost získává díky vysoce kvalitní surovině (nově vyráběnému sklu, ze 60 % z vybraného skelného recyklátu) a 70 letům vývoje technologie výroby.
Pro vysoký difuzní odpor se používá do konstrukcí oddělujících prostory s vysokou vlhkostí, kde by jiné materiály nezajistily příznivý tepelně-vlhkostní režim konstrukcí. Charakteristické použití bloků pěnového skla je do tzv. kompaktní střechy, kde je vyloučena difuze vodní páry skrz střechu.
Pěnové sklo Refaglass se řadí mezi moderní stavební tepelné izolace. Je vysoce únosné, nenasákavé, nenamrzavé, nehořlavé a odolné vůči vnějším materiálům. Pěnové sklo se používá při novostavbě i rekonstrukci domu do základů, podlah nebo střechy.
Čtěte také: prohlédněte si vlastnosti POLYELAST EXTRA TR DESIGN
Kompaktní skladba střechy s pěnovým sklem
Aby bylo možné plně využít výše uvedené unikátní vlastnosti pěnového skla, je nutné tento materiál použít v tzv. jednoplášťové kompaktní střešní skladbě (dále pouze „kompaktní skladba“). Jedná se o jednoplášťovou střechu, která neobsahuje žádnou membránovou parotěsnou zábranu, neboť vrstva pěnového skla je sama dostatečně parotěsná. Velmi důležité je dodržení důsledné kompaktnosti celé skladby, které je docíleno vzájemným slepením všech vrstev horkým asfaltem.
Pěnové sklo je celoplošně lepeno na podklad (v případě zatížených střech většinou betonový) do lože horkého asfaltu, spáry mezi jednotlivými deskami pěnového skla jsou zalepeny asfaltem a hydroizolační vrstva je celoplošně nalepena nebo navařena na asfaltem zatřený povrch pěnového skla. Takto provedená kompaktní skladba umožňuje plné využití vlastností pěnového skla - především pevnosti v tlaku, pevnosti v tahu, parotěsnosti a vodotěsnosti. Pěnové sklo je v kompaktní skladbě chráněno celoplošně navařenou hydroizolací proti námraze vody na svém povrchu. Pro docílení dokonalé kompaktnosti se před navařováním hydroizolace provádí na horním povrchu pěnového skla zátěr horkým asfaltem.
Tepelně-izolační vrstva z pěnového skla má všechny spáry dokonale slepené asfaltem a proto má také velmi vysoký difúzní odpor (μ = 70 000 až 700 000). Pokud je izolace z pěnového skla provedena ve dvou vrstvách s vzájemně překrytými spárami, difúzní odpor celé vrstvy se blíží nekonečnu. V kompaktní skladbě se proto nepoužívá klasická parotěsná zábrana, neboť součin μ × tloušťka pěnového skla řádově převyšuje součin μ × tloušťka standardních parotěsných zábran. Asfalt mezi jednotlivými vrstvami střechy zajišťuje dokonalý přenos zatížení v tlaku, ale i v tahu.
Kompaktní skladba může být provedena prakticky na libovolné nosné konstrukci. Nejčastěji se provádí na betonové desce, na trapézovém plechu, na dřevěném bednění nebo záklopu z velkoplošných OSB desek, desek z překližky nebo podobných. Přímo na nosnou konstrukci se celoplošně nalepují desky pěnového skla. Výjimku tvoří trapézový plech; v tomto případě se desky lepí pouze na horní plochu vln. Ve většině případů se jako lepidlo používá horký asfalt, kterým jsou současně celoplošně slepeny všechny spáry mezi jednotlivými deskami pěnového skla. Další vrstvu kompaktní skladby tvoří celoplošný zátěr horního povrchu pěnového skla prováděný opět horkým asfaltem. Tento zátěr zajišťuje dokonalé roznášení zatížení na horním povrchu pěnového skla a současně zajišťuje možnost celoplošně a kompaktně natavit na pěnové sklo hydroizolaci z asfaltových pásů. Následně lze na kompaktní skladbě vytvořit prakticky libovolné provozní souvrství: pochozí střechu, pojezdnou střechu, heliport, zelenou střechu nebo ledovou plochu.
Podstatné je, že správně provedená kompaktní skladba tvoří velmi dokonalou parotěsnou zábranu v celé své tloušťce. Proto může být tato skladba použita i ve střechách nad velmi vlhkými provozy, kde je vystavena extrémní difuzi vodní páry při vysokém rozdílu parciálních tlaků, nebo nad studenými vlhkými provozy, kde se mění směr difuzního toku v závislosti na teplotě v exteriéru (například vodárny, vodojemy, zimní stadiony). Současně pěnové sklo, kompaktně uložené do asfaltu, zajišťuje přenos tlakového zatížení v maximální možné míře a s minimální deformací. V kompaktní skladbě se pěnové sklo nestlačuje, ale při dlouhodobém zatížení dochází pouze k malému stlačení hydroizolace a asfaltové vrstvy.
Čtěte také: Drcené kamenivo: Klíč k úspěšné stavbě
V žádném případě nesmí být pěnové sklo použito v systému obrácené (inverzní) střechy. I když je pěnové sklo objemově zcela nenasákavé, v inverzní skladbě by se na obnaženém horním povrchu vytvořil vodní film a následná opakovaná námraza by způsobila masivní erozi skleněných buněk.
Zelené střechy a pěnové sklo
Zelené střechy jsou velmi náročné na realizaci a největší důraz je potřeba klást právě na izolaci. Projektanti a investoři musí řešit především nosnost konstrukce a chování použitého materiálu za různých klimatických podmínek. Prioritou je nízká hmotnost, nenasákavost a mrazuvzdornost. Majitel budoucí zelené střechy by se měl rozhodnout, o jakou vegetaci se na živé střeše chystá starat a dle toho kalkulovat konstrukci.
Extenzivní střešní zeleň se skládá ze střešních konstrukcí, které mají únosnost 60-300 kg/m2. Malá únosnost podmiňuje zeleň a rostliny rozšiřující se do plochy (trvalky, suchomilné rostliny). Oproti tomu se intenzivní střešní zeleň realizuje na konstrukcích o únosnosti až 1 000 kg/m2. Lze zde tedy použít i keře a nízké stromy. K údajům při nasycení vodou a hmotnosti vegetace je však nutné ještě připočíst zatížení sněhem. Je tedy jasné, že každý kilogram navíc může hrát roli a stavitelé dávají přednost co nejlehčím materiálům. Proto je například čím dál častěji nahrazován keramzit (jako tepelněizolační složka) právě pěnovým sklem. To je až čtyřikrát lehčí než zmiňovaný keramzit.
Vzhledem k tomu, že zelené střechy jsou ploché a dešťová voda neodtéká jako u klasických střech, je potřeba klást velký důraz na hydroizolaci. Tato vrstva musí být odolná i proti prorůstání kořínků. Špatně položená hydroizolace nebo nevhodná manipulace například s TV anténami může způsobit pronikání vody do stropního systému. Pokud se tak již stane, délka, doba a cena opravy záleží opět na použitých materiálech. „Pěnové sklo je nenasákavé, tudíž stačí jen poškozené místo opravit a materiál mohu znovu použít,“ říká Jan Cimburek ze společnosti Refaglass a dodává: „V případě použití například polystyrenových desek je problém závažnější. Polystyren vodu nasákne a voda se dostane do všech desek. Je tedy velmi náročné nalézt konkrétní místo poškození.“
Sklon zelené střechy závisí na funkci, kterou majitel od živé střechy očekává. Všeobecně platí, že minimálním sklonem by měla být 2 %. Jde o to, aby se na střeše nedržela přebytečná voda. Tyto ploché střechy slouží spíše jako okrasné. Dají se použít i pro funkci terasy. Zelené střechy se sklonem okolo 40 % jsou spíše hojně využívány ve Skandinávii a plní převážně funkci tepelněizolační. Při větších sklonech je nutné zajistit systém ochrany proti sesutí půdy. Použití pěnového skla jakožto tepelněizolační složky je při jakémkoliv sklonu střechy jednodušší. Důvodem je skutečnost, že pěnové sklo se rozhrnuje až na hydroizolaci.
Rozšíření zelených střech je vzhledem ke stále mizející zeleni ve městech více než žádoucí. Minimalizují návaly odtékání dešťové vody, a navíc zlepšují tepelněizolační vlastnosti střešní konstrukce. V letních měsících zabraňují nadměrnému zahřívání bytů, a naopak v zimě brání tepelným ztrátám. Kromě toho, že ladí oku, plocha zeleně o rozloze 25 m2 vyprodukuje za den asi tolik kyslíku, kolik spotřebuje člověk za stejnou dobu pro své dýchání.
Pojížděné a provozní střechy
Pojem „provozní střechy“ zahrnuje střechy pochozí, pojezdné, střešní parkoviště, střešní zahrady, heliporty apod. Pro všechny typy těchto střech je kompaktní skladba ideálním základem. Kompaktní skladba z pěnového skla je více odolná po stránce chemické (úniky ropných produktů na parkovištích) i z hlediska nežádoucí vegetace.
Pochozí střechy
Provoz na pochozí střeše pro tepelnou izolaci z pěnového skla nepředstavuje vysoké zatížení. Pro pochozí střechy obvykle postačí pěnové sklo s nižší pevností v tlaku (např. FOAMGLAS® T4 -0,7 MPa). Obecným pravidlem pro zatížené kompaktní skladby z pěnového skla je dodržení bezpečnostního koeficientu 3,0 pro namáhání v tlaku. Základem skladeb pochozích střech je výše popsaná kompaktní skladba. Hydroizolaci je pouze nutno chránit pochozí vrstvou proti poškození provozem. Pochozí vrstva může být tvořena různými typy dlažeb (do písku, na terče, zámkovou apod.), betonovým potěrem, asfaltovým kobercem nebo jiným speciálním povrchem (sportovní povrchy apod.). Před vytvářením nášlapné vrstvy (respektive roznášecí vrstvy) je vhodné chránit hydroizolaci geotextilií (v případě násypů), PE fólií (v případě betonových potěrů) apod.
Pojezdné střechy
Pojížděné ploché střechy kladou vysoké nároky na kvalitu materiálů i způsob provedení. Použití nekvalitních materiálů může mít dalekosáhlé následky, zvláště pokud jde o extrémně zatěžované plochy, jako jsou parkoviště na střechách, nádraží či heliporty. Pěnové sklo se svými tepelněizolačními schopnostmi řadí mezi kvalitní tepelné izolace pro ploché střechy - například minerální vlákna nebo polystyren. Od ostatních tepelných izolací se však pěnové sklo výrazně odlišuje svými doplňkovými vlastnostmi.
Volba vozovky provedené na kompaktní skladbě a typ použitého pěnového skla závisí především na maximální hmotnosti vozidel. Kompaktní skladba z pěnového skla tvoří velmi tuhý podklad pro betonovou vozovku. Ve srovnání např. s extrudovaným polystyrenem umožňuje tuhost pěnového skla výrazně snížit tloušťku i vyztužení vozovky a tím současně odlehčit nosnou konstrukci, která tak může být navržena subtilnější.
Varianty betonových vozovek se podle zatížení pohybují od desek z prostého betonu vyztužené jednou sítí proti smršťování betonu až po masivně vyztužené železobetonové desky ze speciálních betonů. Mezi střechami konstruovanými na kompaktní skladbě z pěnového skla nejsou výjimkou ani střechy pojížděné vozidly o váze 60 tun (Škoda Mladá Boleslav) nebo přistávací plochy pro těžké vojenské vrtulníky (Ústřední vojenská nemocnice v Praze, nemocnice v Novém Městě na Moravě či v Brně). Mezi betonovou vozovkou a kompaktní skladbou se vždy vytváří separační vrstva (např. 2×PE fólie), v případě silněji armovaných desek se doporučuje navíc provedení cementového potěru chránícího hydroizolaci před poškozením. Betonová vozovka musí být plošně rozdilatována. Na kompaktní skladbě lze provést i další typy vozovek (zámková dlažba, dlažba na podložkách, litý asfalt).
Investor si byl vědom rizik, která by hrozila v případě havárie pojezdné střechy umístěné přímo nad prodejní galerií. Větší škody než samotná cena případných oprav střechy by způsobila odstávka nebo omezení provozu v prodejních plochách. Proto byla zvolena kompaktní skladba s pěnovým sklem, která je maximálně spolehlivá proti zatékání i v případě havárie hydroizolace. Kompaktní skladba je v celé své tloušťce vodotěsná a zatékání se může šířit pouze vymrzáním pěnového skla. Případná porucha by proto měla pouze lokální charakter a bylo by snadné ji vyhledat a opravit. Na pojezdné střeše Arkády Pankrác realizované v tomto roce je použito pěnové sklo s pevností v tlaku 0,7 MPa o tloušťce 100 mm. Centrální autobusové nádraží v Českých Budějovicích známé jako Dopravně-obchodní centrum Mercury je rovněž umístěno na střeše obchodního centra. Při výstavbě tohoto centra byl zvolen únosnější typ pěnového skla s pevností v tlaku 0,9 MPa. Provoz na této střeše je vskutku extrémní, pokud uvážíme, že se zde „otočí“ stovky autobusů denně. Důvod pro volbu pěnového skla a kompaktní skladby je stejný jako u projektu Arkády Praha - spolehlivost a dostatečná únosnost. Všechny ostatní tepelné izolace by v případě pojezdu autobusů vykazovaly výrazné stlačení a jejich použití by bylo velkým hazardem.
Rampy
Mezi specifické pojížděné konstrukce patří rampy ve vnějším prostředí. Ať vedou na pojezdnou střechu nebo pouze vyrovnávají různé úrovně terénu je nutné u nich zajistit celoroční provoz. Proto je často do betonové vozovky ramp zabudován vytápěcí systém (obvykle elektrický odporový). Z ekonomických důvodů jsou proto izolovány někdy i rampy na terénu. V případě ramp (a to i pokud je použita velmi únosná kompaktní skladba) jsou jednoznačné vhodné pouze železobetonové vozovky, neboť u všech ostatních povrchů je obtížné zajistit jejich stabilitu při provozu na šikmé ploše. Ostatně to je obtížné i na vodorovných plochách. Ve srovnání s prakticky vodorovnou pojížděnou střechou je do vozovky rampy vnášeno výrazné namáhání ve směru rovnoběžném s hydroizolací. Stejně tak, jako v ploše střechy, musí i na rampě být betonová vozovka pravidelně rozdilatována. Aby nedošlo ke „sklouznutí“ všech dilatačních celků ke spodní hraně rampy je nutné vytvořit pro každý dilatační celek spolehlivé kotvení. Bohužel u tak masivní konstrukce jako je betonová vozovka (3×3×0,12×2400 = cca 2,5 tuny, při spádu 1 : 10 je posouvající síla 2,5 kN + brzdné účinky vozidla) je nutné vytvořit masivní kotvení, které prochází tepelně izolační vrstvou až do nosné konstrukce. Tento systém kotvení je použit mimo jiné i na rampách střešního parkoviště na OC Vaňkovka Brno. Obvykle se provádí min. 2 kotvy na jeden dilatační celek, aby se zabránilo jeho pootočení.
Heliporty
Přistávací plochy pro helikoptéry neboli heliporty na budovách patří mezi střechy s největším statickým zatížením - zejména z důvodu vysokého podílu dynamické složky při přistávání vrtulníků. Pokud je pod vozovkou heliportu i velmi málo stlačitelná vrstva, může při tvrdším přistání dojít k jejímu krátkodobému stlačení, a tím ke vzniku trhlin ve vozovce. Vozovky většiny heliportů jsou vybaveny systémem vytápění, a proto vznik jakýchkoli trhlin má pro heliport fatální následky. Pěnovým sklem jsou v České republice izolovány heliporty na Vojenské nemocnici v Praze Střešovicích, Fakultní dětské nemocnici v Brně a nemocnici v Novém městě na Moravě. Kompaktní skladba střešního heliportu se prakticky shoduje s výše popsanými železobetonovými vozovkami pro vyšší zatížení. Při výpočtech je nutné uvažovat vyšší dynamické účinky od dosedajících strojů a pro toto krátkodobé zatížení se velmi pozitivně projevuje „nepružnost“ kompaktní skladby.
Z uvedených příkladů je patrné, že pěnové sklo lze použít v takřka všech plošně zatížených konstrukcích až do tlaku 0,4 MPa. To je tlak výrazně vyšší, než je u většiny objektů tlak v základové spáře.
Drcené pěnosklo jako podsypový materiál
Štěrk z pěnového skla se používá pro tepelně izolační zásypy a podsypy. Příkladem pro užití je způsob založení objektu na betonové desce na zhutněné vrstvě štěrku pěnového skla. Ten tak odizoluje celou stavbu, včetně základů. Únosnost takového podsypu po zhutnění je 0,6-1,2 MPa. Pod základovou deskou funguje pěnové sklo zároveň jako drenáž a díky své uzavřené struktuře zabraňuje pronikání vlhkosti k základové desce. Tím pěnové sklo zabraňuje dalšímu negativnímu ovlivňování základové desky. Takto řešená základová deska má oproti klasickému zakládání množství výhod, které šetří spotřebu energie.
Upozornění - materiál je plněn do obalu big-bag celková hmotnost cca 330 kg / 1 m3, vykládku zboží zajišťuje kupující. Pěnové sklo je dováženo kamionovou dopravou.
tags: #drcené #pěnosklo #střecha #informace