Polystyren patří mezi nejpoužívanější izolační materiály. Důvod je zřejmý - na jednu stranu vyniká svými tepelněizolačními vlastnostmi, na stranu druhou je cenově dostupný. Využívá se při zateplování nejen fasád, ale také střech, podlah, příček, soklů a dalších stavebních konstrukcí. Ve stavebnictví se polystyren úspěšně používá desítky let a od svého vzniku v polovině 20. století prošel velkým vývojem. Dnes na trhu narazíte na polystyreny vyráběné různými technologiemi a s rozličnými vlastnostmi. Proto se v tomto článku zaměříme na dva nejrozšířenější typy polystyrenu - expandovaný (EPS) a extrudovaný (XPS) - a detailně rozebereme jejich vlastnosti, použití a klíčové rozdíly.
Expandovaný polystyren (EPS)
Nejpoužívanějším typem polystyrenu je expandovaný neboli pěnový polystyren. Za jeho vznik vděčíme především chemikovi a inženýrovi Fritzovi Stastnemu, který vynalezl způsob výroby pěnových polystyrenových kuliček už před rokem 1949. Pěnový EPS polystyren vzniká polymerací styrenu, který zahrnuje tři fáze: předpěnění, zrání a následné tvarování do bloků. Výsledkem je materiál s buněčnou strukturou, kde buňky obsahují vzduch, který je zodpovědný za vynikající tepelněizolační vlastnosti. Základní surovinou pro výrobu pěnového polystyrenu je tzv. zpěňovatelný polystyren, který se výrobcům dodává ve formě perlí. Zpěňovatelný polystyren se předpěňuje působením syté vodní páry v předpěňovacích zařízeních. Následně se předpěněnými perlami vyplní prostor formy, která má ve stěnách parní trysky. Působením syté vodní páry dojde k pevnému spojení jednotlivých buněk a vytvoření kompaktního bloku, jenž odpovídá tvaru formy. Při výrobě fasádního EPS, kde má forma tvar kvádru, je vyrobený EPS blok po vyzrání rozřezán teplým odporovým drátem na desky, které se následně zabalí a expedují.
Výhody a nevýhody EPS
- Vynikající tepelná izolace: Nízký součinitel tepelné vodivosti λ (lambda) zajišťuje efektivní ochranu proti únikům tepla.
- Nízká hmotnost: Snadná manipulace a instalace, ideální pro kutily i profesionály.
- Cenová dostupnost: EPS patří mezi nejdostupnější izolační materiály na trhu.
- Široká škála použití: Vhodný pro zateplení fasád, střech, podlah, stropů a příček.
- Recyklovatelnost: EPS je možné recyklovat a opětovně využít.
- Nižší pevnost v tlaku: EPS je méně odolný vůči mechanickému namáhání a dlouhodobému zatížení.
- Vyšší nasákavost: V porovnání s XPS je EPS náchylnější k absorpci vlhkosti, což může snižovat jeho izolační schopnosti.
- Horší odolnost vůči organickým rozpouštědlům: EPS může být poškozen některými organickými rozpouštědly.
Typické použití EPS
- Kontaktní zateplovací systémy (ETICS): EPS s různými povrchovými úpravami pro zateplení fasád. Fasádní pěnové polystyreny se používají pro vnější kontaktní zateplovací systémy - ETICS. Polystyrenové desky na fasády se označují písmenem F a vyrábí se v různých tloušťkách. Pro standardní izolaci fasády se obvykle používají polystyrenové desky o tloušťce 50-160 mm. U fasádního EPS polystyrenu se kladou vysoké nároky zejména na rozměrovou přesnost, aby byla možná pokládka bez mezer, a tedy bez vzniku tepelných mostů. Polystyren označený písmenem S je stabilizovaný, což znamená, že nemění své rozměry. Stabilizace se provádí uskladněním (odležením) po výrobě, čímž dojde k jeho dotvarování. Po krátkém odležení polystyren vykazuje jen minimální změny v rozměru po nařezání. Pro zateplení fasády se používá polystyren s označením 70F nebo 100F (pevnější verze s lepšími tepelně-technickými parametry). Pro zateplení fasády se nabízí šedý polystyrén s příměsí grafitu, který zlepšuje tepelně izolační vlastnosti polystyrenu až o 20 %. Jedná se sice o dražší variantu, nicméně pro zateplení fasády stačí použít menší tloušťku izolace.
- Zateplení šikmých střech: EPS desky se používají pro izolaci mezi krokvemi a pod krokvemi.
- Zateplení podlah: EPS desky se pokládají pod betonovou mazaninu pro tepelnou izolaci podlahy. Polystyreny určené pro zateplování podlah se dříve označovaly písmenem Z a představovaly základní variantu, u které nebyla vyžadovaná vysoká rozměrová přesnost. Před pár lety však z důvodu změny normy a zlepšování výrobních technologií mnozí výrobci od dělení na stabilizované a základní ustoupili. Dnes se tak vyrábí jen podlahové polystyrenové desky, které jsou kvalitativně na úrovni desek označovaných S.
- Zateplení stropů a příček: EPS desky se používají pro zvukovou a tepelnou izolaci stropů a příček.
- Zateplení plochých střech: Pro zateplení ploché nepochozí střechy se používají polystyreny s označením EPS 70, EPS 100, EPS 150 a EPS 200.
- Perimetrický polystyren: Zvláštním typem expandovaného polystyrenu je také polystyren perimetrický, který se značí PERIMETR. Tento druh se vyznačuje tepelnou minimální nasákavostí, odolností v tlaku a mrazuvzdorností. Perimetrický polystyren má tedy podobné vlastnosti jako polystyren extrudovaný a podobná je tak i oblast jeho použití, hodí se tak pro tepelnou izolaci základových desek či suterénních stěn. Desky z perimetrického polystyrenu se rovněž používají pro izolaci bazénů, plochých pochozích střech a teras.
Extrudovaný polystyren (XPS)
Druhou používanou technologií výroby polystyrenu je extruze. Extrudovaný polystyren, známý také jako XPS (extruded polystyrene foam), je druh tepelně izolačního materiálu, který se používá ve stavebnictví pro izolaci budov a konstrukcí. Byl vyvinut chemickou společností Dow Chemical ve čtyřicátých letech minulého století na základě požadavku amerického ministerstva obrany. Po ukončení války byl tento výrobek s vynikajícími tepelně izolačními vlastnostmi uvolněn i pro komerční využití. XPS se vyrábí procesem extruze, při kterém se tavenina polystyrenu vytlačuje za současného přidávání nadouvadla. Jedná se o deskový materiál s minimální nasákavostí a vysokou pevností. XPS je homogenní stavební materiál se strukturou uzavřených buněk vyplněných vzduchem, vykonávajícími tepelně izolační funkci. Extrudovaný polystyren se liší od pěnového polystyrenu nejen svojí homogenní strukturou pěnové hmoty s uzavřenými buňkami a barvou, ale zejména významně vyšší pevností v tlaku, minimální nasákavostí, ale i nižší hodnotou maximálního tepelného namáhání.
Výhody a nevýhody XPS
- Vysoká pevnost v tlaku: XPS je odolný vůči mechanickému namáhání a dlouhodobému zatížení. Nepřekonatelná mechanická pevnost desek XPS, zejména v tlaku, pro izolační materiál umožňuje jejich použití i tam, kde je vysoké bodové zatížení: chladírny, průmyslové haly, skladovací prostory, parkoviště. Odolnost vůči vysokému až extrémnímu zatížení.
- Minimální nasákavost: Uzavřená buněčná struktura zaručuje vysokou odolnost vůči vlhkosti. Je ideální tam, kde je izolant vystaven vlhkosti: podlaha ležící na zemi, stěny sklepů, jako izolace obrácené střechy, na zemi parkoviště, terasy, jako izolace soklu.
- Dlouhá životnost a mrazuvzdornost: XPS si zachovává své vlastnosti po mnoho let i v náročných podmínkách. Vysoká odolnost proti biologické korozi je nezbytná pro všechny aplikace tepelných izolací. Desky XPS mají rovněž vysokou odolnost proti cyklům zmrazování a rozmrazování.
- Vynikající tepelná izolace: Desky z extrudovaného polystyrenu XPS splňují vysoké požadavky na tepelnou izolaci. Nejenže snižují náklady na vytápění, ale také pomáhají chránit životní prostředí a zaručují rychlou návratnost peněz vynaložených na zateplení. LAMBDA představuje vysokou úroveň tepelné izolace nabízené XPS PRIME.
- Jednoduché zpracování: Velmi nízká hmotnost (hustota cca 30-45 kg / m³) a lehká dělitelnost zajišťuje jednoduchou manipulaci a zpracování.
- Požární bezpečnost: Třída reakce na oheň E specifikovaná v souladu s požadavky příslušných evropských norem. Navíc má tento typ polystyrenu i skvělé protipožární vlastnosti, protože je samozhášivý.
- Recyklovatelnost a šetrnost k životnímu prostředí: Díky nižší spotřebě primární energie a možnosti recyklace.
- Vyšší cena: XPS je obecně dražší než EPS.
- Nižší paropropustnost: XPS je méně prodyšný než EPS, což může v některých případech vyžadovat instalaci parozábrany.
- Nižší odolnost vůči UV záření: XPS je náchylný k degradaci vlivem UV záření, proto se nedoporučuje pro zateplení exponovaných ploch. Z toho důvodu se nepoužívá v místech, kde dochází ke kontaktu se slunečními paprsky.
Typické použití XPS
XPS je díky svým vlastnostem zákazníky hodnocen jako vynikající a jedinečný stavební a izolační materiál. Vzhledem ke své konstrukci a z ní vyplývajících vlastností, hladkému povrchu a snadné montáži se výrobky ideálně uplatní u nejrůznějších tepelně izolačních využití.
- Zateplení soklů a základů: XPS je ideální pro zateplení částí budov v kontaktu se zemí a vlhkostí. Používá se například k izolaci základů domu, do podlah, do podezdívek apod.
- Zateplení plochých střech: XPS se používá v systémech s obráceným pořadím vrstev, kde je vystaven povětrnostním vlivům. V padesátých letech minulého století vznikl na základě existence extrudovaného polystyrenu i koncept obrácené střechy, který poprvé umožnil použít tepelnou izolaci na vnější straně střešního pláště. Právě minimální hodnoty nasákavosti XPS jej předurčily jako jedinou tepelnou izolaci, kterou je možné položit na hydroizolaci a vystavit po celou dobu životnosti střechy působení vlhkosti a teplotním vlivům - tedy vytvořit tzv. obrácenou střechu, neboli střechu s opačným pořadím vrstev.
- Zateplení podlah s vysokým zatížením: XPS je vhodný pro podlahy s vysokým mechanickým namáháním, například v garážích nebo skladech.
- Zateplení bazénů a teras: XPS odolává vlhkosti a tlaku, proto je vhodný pro zateplení bazénů a teras.
- Ostatní použití: Postupně začaly výrobky z XPS vyrábět i jiní výrobci a dnes se používá pro mnoho aplikací. Nejvíce je znám v podobě desek jako tepelná izolace ve stavebnictví, jako tepelně izolační materiál pro výrobu sendvičových panelů, dveřní a okenních výplní, v automobilovém průmyslu či jako obalový materiál. V případě extrudovaného polystyrenu se můžete setkat s polystyrenem s vaflovaným povrchem, strukturovaným XPS, vroubkovaným XPS a hladkým extrudovaným polystyrenem.
Srovnání EPS a XPS
| Vlastnost | Expandovaný polystyren (EPS) | Extrudovaný polystyren (XPS) |
|---|---|---|
| Způsob výroby | Polymerace styrenu, předpěnění, zrání, tvarování do bloků | Extruze taveniny polystyrenu se sycením nadouvadlem |
| Struktura | Buněčná, buňky obsahují vzduch, otevřená | Homogenní, uzavřené buňky vyplněné vzduchem |
| Odolnost vůči vlhkosti | Vyšší nasákavost, méně odolný vůči dlouhodobému působení vlhkosti | Minimální nasákavost, velmi odolný vůči vlhkosti |
| Pevnost v tlaku | Nižší pevnost v tlaku, méně odolný vůči mechanickému namáhání | Výrazně vyšší pevnost v tlaku, odolný vůči mechanickému namáhání |
| Cena | Cenově dostupnější | Vyšší cena |
| Odolnost vůči UV záření | Nižší odolnost | Nižší odolnost, náchylný k degradaci |
| Typické použití | Fasády (ETICS), šikmé střechy, podlahy (nenamáhané), stropy, příčky | Sokly, základy, ploché střechy (obrácené), podlahy (vysoce zatížené), bazény, terasy |
| Vzhled | Patrné jednotlivé buňky na lomu, většinou bílý | Hladký lom, často obarvený (růžová, zelená) |
Práce s polystyrenem
Při práci s polystyrenem je důležité používat speciální lepidla, která jsou vhodná pro tento materiál. Lepidlo na polystyren je nejčastěji disperzní na bázi akrylátu nebo modifikovaného polyvinylacetátu. V případě potřeby dalšího upevnění polystyrenu, například při montáži na stěnu, se používají hmoždinky nebo hřeby speciálně určené pro polystyren. Pro řezání polystyrenu použijte řezačku na polystyren. Existuje nespočet typů polystyrenových desek a vždy je potřeba vybrat takový, který je pro své vlastnosti vhodný ke konkrétnímu způsobu využití.
Čtěte také: Vlastnosti XPS ve stavebnictví
Čtěte také: Výběr polystyrenu pro zateplení
Čtěte také: Jak vybrat řezačku na XPS?
tags: #extrudovaný #polystyren #XPS #vlastnosti #a #využití