Pěnový polystyren (EPS) je už desítky let stálicí mezi izolačními materiály. 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. Díky unikátní kombinaci vlastností - zejména výborným mechanickým vlastnostem (pevnost v tlaku, tahu a smyku) s nízkou hmotností, výborným izolačním schopnostem (zejména šedé typy), odolnosti proti vlhkosti a v neposlední řadě i díky příznivé ceně, kdy navíc je ještě velmi příjemný a jednoduchý na zpracování. Je to hlavně z důvodu cenové dostupnosti polystyrenu v kombinaci s výbornými tepelně izolačními parametry polystyrénových dílců.
EPS se vyrábí z perlí, které se působením syté vodní páry zvětší až padesátinásobně. Vzniklé pěnové kuličky se následně svaří do bloků a řežou na desky. Pěnový EPS polystyren vzniká polymerací styrenu. Vynikající tepelněizolační vlastnosti má díky svým buňkám, které obsahují vzduch. Pěnový polystyren byl objeven náhodou v roce 1949 brněnským rodákem Fritzem Stastnym, který tehdy pracoval ve vývoji firmy BASF.
Druhy pěnového polystyrenu (EPS) a jejich použití
Polystyrenové dílce se rozdělují dle způsobu výroby na expandované a na extrudované. Používanějším typem jsou polystyreny expandované, a to z důvodu širokého uplatnění při zateplení budov. Jejich nevýhodou je nasákavost. 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.
V kategorii pěnový polystyrén Vám nabízíme tepelně izolační materiál různých tloušťek pro zateplení fasád, podlah, plochých střech, soklů a jiných konstrukcí. Pěnový polystyrén má nízkou tepelnou vodivost a nasákavost, což významně napomáhá k udržení tepelných a mechanických vlastností.
Fasádní polystyren
- Fasádní polystyrén pro zateplovací systém ETICS z expandovaného pěnového polystyrénu (EPS) se rozděluje podle barvy a tepelně izolačních vlastností na bílý a šedý.
- Šedý polystyrén obsahuje nanočástice grafitu, které odráží teplo zpět k jeho zdroji a zvyšuje tak izolační účinek polystyrénu. Díky nanočásticím grafitu mají lepší izolační vlastnosti.
- Fasádní polystyrén se rozděluje také podle pevnosti v tlaku. V nabídce je standardní pevnost 70 kPa.
- Fasádní pěnové polystyreny se používají pro vnější kontaktní zateplovací systémy - ETICS.
- 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.
- Příkladem jsou fasádní polystyreny Bachl, Styrotrade, Austrotherm EPS 70 F, EPS Neo 70, Styrotherm Plus 70 a 100.
Podlahový polystyren
- Podlahový polystyrén je určen pro zateplení podlah s vyšším zatížením nebo pro ploché střechy.
- Podle pevnosti v tlaku rozdělujeme podlahový polystyrén na EPS100, EPS150 a EPS200. Číslice v tomto rozdělení indikuje odolnost v tlaku v kPA.
- Do této kategorie také patří polystyrénové desky se zvukově izolačními vlastnostmi - tzn. kročejový polystyrén. Je podlahový polystyren pro útlum kročejového hluku pro podlahové konstrukce s běžným zatížením.
- Příkladem jsou podlahové polystyreny Bachl EPS 100, EPS 150 a EPS 150 NEO.
Soklový polystyren
- Soklový polystyrén je tepelná izolace s vysokou pevností v tlaku, odolná proti vlhkému prostředí a výbornými tepelně izolačními vlastnostmi používaná pro zateplení obvodových stěn pod terénem bez izolace proti vodě.
- Příkladem je EPS SOKL 150.
Extrudovaný polystyren (XPS)
- Extrudovaný polystyren (XPS) se vyrábí vytlačováním taveniny polystyrenu za současného sycení vzpěňovadlem.
- Extrudovaný polystyren je na rozdíl od pěnového velmi odolný vůči vlhkosti a na výbornou zvládá dlouhodobé působení tlaku. Díky těmto vlastnostem se využívá k izolování základů, podezdívek nebo podlahových konstrukcí.
- Jeho hlavní nevýhodou je malá odolnost vůči UV záření. Z toho důvodu se nepoužívá v místech, kde dochází ke kontaktu se slunečními paprsky.
- Polystyreny vyráběné extruzí se využívají také jako tepelná izolace jednoplášťových střech s obráceným pořadím vrstev.
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.
Čtěte také: Odolnost pěnového polystyrenu vůči vlhkosti
Srovnání pěnového polystyrenu (EPS) a minerální vlny (MW)
Porovnáváme-li vlastnosti EPS a MW, každý z materiálů má své přednosti a slabé stránky. Podívejme se proto, jak si oba materiály vedou v různých oblastech podrobnějšího srovnání.
Tepelně izolační vlastnosti
- Porovnáváme-li tepelně izolační vlastnosti u EPS a MW, bezkonkurenčním vítězem je šedý polystyren.
- MW může ztratit významnou část svých tepelně izolačních vlastností při zateplení fasády. V krajním případě (například při poruše a zatečení dešťové vody do systému) mohou výrazně klesat izolační vlastnosti minerální vaty až o 50 %. MW ztrácí v důsledku vlhkosti své tepelně izolační schopnosti, což může způsobit ztrátu izolačních vlastností až o 50 %.
- I přes dvojnásobnou cenu izolantu nemusíte při zateplování minerální vatou zdaleka ušetřit tolik, jak bylo původně spočítáno v projektu.
Mechanické vlastnosti
- EPS má několikanásobně lepší mechanické vlastnosti než MW. Je známou skutečností, že hodnoty mechanických vlastností EPS jsou násobně vyšší, než je tomu u MW.
- Kvůli zvýšení průměrných tlouštěk izolací v ETICS z dřívějších 50mm na současných 160 - 200 mm mají mechanické vlastnosti izolantu zcela zásadní dopad na funkčnost a stabilitu systému, MW má některé hodnoty až 10x horší.
- Měření provedená v roce 2017 na segmentech ETICS s EPS a MW potvrdila, že pokud je MW vystavena opakovanému vlhčení a zmrazování (tzv. hydrotermální cykly), dochází u ní ke ztrátě mechanických vlastností (pevnost kolmo k rovině desky, pevnost ve smyku a modul pružnosti ve smyku), které mají velký vliv na funkčnost a životnost zateplovacího systému.
- Existuje vazba mezi objemovou hmotností tepelně izolačních materiálů z EPS a MW a mechanickými vlastnostmi jako je napětí v tlaku a pevnost ve smyku či modul pružnosti ve smyku.
Definice mechanických vlastností:
- Pevnost v tahu kolmo k rovině desky TR: tato hodnota říká, jak je daný materiál odolný proti účinkům sání větru na fasádě. Tabulky srovnávající pevnost v tahu u obou izolačních materiálů uvádí, že pevnost v tahu u EPS je 100-150 kPa, u MW s podélnou orientací vláken se tato hodnota pohybuje mezi 10 - 15 KPa.
- Napětí v tlaku při 10% stlačení CS (10): Tato hodnota říká, jak je daný materiál odolný proti tlaku větru na fasádě. Čím je hodnota vyšší, tím je materiál odolnější. Hodnota je důležitá také pro správnou funkci kotvících prvků (talířových hmoždinek). Bez dostatečné tuhosti materiálu by hmoždinky nefungovaly správně. Snižování objemové hmotnosti tepelně izolačních desek snižuje jejich tuhost, a tedy i napětí v tlaku.
- Modul pružnosti ve smyku G: Popisuje poměr mezi smykovým napětím a jím způsobenou deformací.
- Objemová hmotnost: Tento parametr říká, jak těžká je tepelně izolační deska a kolik je v ní materiálu. Typický představitel EPS 70 má objemovou hmotnost kolem 14 kg/m3, typický představitel MW TR10 měl v roce 2010 objemovou hmotnost 110 kg/m3, v roce 2016 100 kg/m3 a v roce 2023 80 kg/m3. Snižování objemové hmotnosti tepelně izolačních desek snižuje jejich mechanické vlastnosti.
Hmotnost a manipulace
- EPS je až 10x lehčí izolant než MW. Balík EPS 70 F (0,25 m3 1000 x 500 x 500 mm) váží přibližně 3,5 kg, kdežto balík dvou desek MW TR10 (0,24 m3 1000 x 600 x 400 mm) váží cca 24 kg.
- Minerální vata je až 10x těžší izolant než pěnový polystyren, manipulace s materiálem na stavbách i samotná aplikace na fasádu je tedy pro stavební firmy značně obtížnější.
- Vyšší hmotnost v kombinaci s horšími mechanickými vlastnostmi izolace z MW navíc zvyšuje riziko poruch celého systému.
- Při manipulaci s EPS není třeba žádných speciálních ochranných pomůcek. Při manipulaci s MW je nutné používat ochranné pomůcky - brýle, rukavice a respirátor.
Emise prachu
- Emise prachu z EPS jsou při instalaci zateplovacích systémů přibližně 40x nižší než při použití MW.
- Bylo zjištěno, že emise prachu u minerální vlny (průměr pro všechny frakce) v případě montáže jsou vyšší než u polystyrenu: 36krát během vybalování samotného produktu; 4,3krát při nanášení lepidla: 1,7krát při řezání výrobku, 23,9krát při vrtání a hmoždinkování a 19,3krát při stěrkování.
Cena
- EPS je v průměru 2x levnějším materiálem než MW, což se odráží na celkových nákladech stavebních projektů.
Ekologický dopad a recyklace
- Výroba MW má horší dopad na životní prostředí než EPS, a to téměř ve všech enviromentálních ukazatelích. Uhlíková stopa (GWP) MW je 3x vyšší než u EPS.
- EPS je totiž z 98% tvořen vzduchem.
- Výrobci MW patří v ČR již tradičně mezi největší znečišťovatele ovzduší, co se formaldehydu týče.
- Odpadní izolace z minerálních vláken z demolic nebo dekonstrukcí obsahující jako pojivo fenolformaldehydovou pryskyřici se vozí na skládku. Pro tento druh odpadu u nás není k dispozici žádná recyklační technologie. Čisté odřezky minerální vaty ze staveb obsahující jako pojivo fenolformaldehydovou pryskyřici se dnes vozí na skládku.
- Pro řízení vzniku stavebních a demoličních odpadů a pro nakládání s nimi je závazný metodický pokyn odboru odpadů Ministerstva životního prostředí ze srpna 2018. Pro zařazení stavebních odpadů slouží vyhláška MŽP a MZD o Katalogu odpadů a posuzování vlastností odpadů ze dne 5.1.2021.
- Isover odebírá čistý expandovaný polystyren, který vrací do výrobního závodu, kde ho zpracuje a následně použije pro další výrobu EPS.
- Studie představuje dopad výroby ETICS z pěnového polystyrenu vs. Údaje použité ve výpočtech, které se vztahují k reálné výrobě v roce 2017, byly získány z externě ověřené inventarizace z pěti výrobních závodů umístěných v různých regionech Polska. Zahrnuje ukazatele vypočtené pro 1 m2 ETICS pro pět tlouštěk uvedených tepelně izolačních materiálů.
Požární bezpečnost
- Při hodnocení požární bezpečnosti je důležité posuzovat zateplovací systémy jako celek a mnoha zkouškami ve zkušebních ústavech bylo prokázáno, že systémy s EPS jsou bezpečné. Z hlediska požární bezpečnosti je třeba posuzovat celé konstrukce a ne jednotlivé součásti.
- U požáru fasády je největším rizikem přenos ohně do vyššího patra a k tomu dochází zcela nezávisle na tom, jestli fasáda je nebo není zateplená případně jakým izolantem.
- Velmi nebezpečný je rovněž vývin kouře a jeho toxicita při požáru. Zde je jednoznačně prokázáno, že EPS zejména díky tomu že obsahuje 98% vzduchu nepředstavuje vyšší riziko než MW.
- Stavební materiály jsou z hlediska požární bezpečnosti posuzované tzv. třídou reakce na oheň. Běžně používaný stavební polystyren s obsahem retardéru hoření má třídu reakce na oheň E a MW má třídu reakce na oheň A1 nebo A2. EPS se ve stavebnictví používá výhradně v rámci konstrukce s krycí vrstvou.
- I když je použitá metoda pro stanovení toxicity primárně určena pro zkoušení materiálů a komponent v železniční dopravě, lze ji s úspěchem použít i pro stanovení toxicity fasádních izolantů, a to zcela určitě z hlediska identifikace vyvíjených toxikantů včetně jejich koncentrací. Konvenční index toxicity CITG lze brát jako měřítko toxicity, které je primárně vztažené k podmínkám požáru drážních vozidel.
Mýtus tzv. dýchání stěn resp. izolantu
- U běžného domu neprojde stěnou více jak 3% vlhkosti. Veškerá výměna vzduchu proto musí probíhat jiným způsobem (okny, ventilací, digestoří) a nezáleží na tom, jaký izolant se na zateplení použije.
- Někteří výrobci tepelně izolačních materiálů se snaží přesvědčit laickou veřejnost, že dům dýchá, což je technický nesmysl.
- Důležité pro zdravé klima uvnitř budovy je, aby byla zajištěna pravidelná a dostatečná výměna vzduchu. K tomu slouží jednak okna a jednak technologie jako je ventilace pomocí vzduchotechniky a to nejlépe se zpětným získáváním tepla nebo například digestoře v kuchyních.
- V polském institutu stavební techniky ITB se tomuto tématu věnovali a zjistili, že v případě průměrné účinnosti ventilace, difunduje přes vnější stěny nejvýše do 1% celkového proudu vodní páry odstraňované z obytných místností.
- Vliv druhu tepelné izolace na velikost prostupu vodní páry přes stěny je tedy zanedbatelný. Rozdíl toku vodní páry difundující přes stěny nezateplené a stěny zateplené pěnovým polystyrenem činí do 4 g/h. Vzhledem k toku vodní páry odváděné v průměrném bytu pomocí ventilace (cca 300g/h) je toto množství naprosto bezvýznamné. Ještě menší vliv má změna teploty vnějšího ovzduší.
- Součástí moderních dřevostaveb a pasivních budov je navíc vzduchotěsná vrstva, aby nedocházelo k únikům tepla z budovy přes obvodové konstrukce. K ověření vzduchotěsnosti slouží tzv. Blower door test.
Tabulka srovnání EPS a MW
Pro lepší přehlednost uvádíme srovnání klíčových vlastností EPS a MW v následující tabulce:
| Vlastnost | Pěnový polystyren (EPS) | Minerální vlna (MW) |
|---|---|---|
| Tepelně izolační schopnosti | Výborné (šedý polystyren bezkonkurenční) | Může ztratit až 50 % při vlhkosti |
| Mechanické vlastnosti | Několikanásobně lepší | Horší, až 10x horší hodnoty |
| Hmotnost | Až 10x lehčí | Až 10x těžší |
| Manipulace | Snadná, bez speciálních pomůcek | Obtížnější, nutné ochranné pomůcky |
| Emise prachu při instalaci | Až 40x nižší | Výrazně vyšší |
| Cena | V průměru 2x levnější | V průměru 2x dražší |
| Uhlíková stopa (GWP) | 3x nižší | 3x vyšší |
| Recyklace | Možná (např. Isover) | Obtížná, často na skládku |
| Požární bezpečnost (třída reakce na oheň) | E (v rámci konstrukce s krycí vrstvou) | A1 nebo A2 |
| Vliv na "dýchání stěn" | Zanedbatelný | Zanedbatelný |
Čtěte také: Rozmanitost šipkových terčů
Čtěte také: Výroba a vlastnosti EPS KVK Penopol
tags: #penovy #polystyren #druhy #izolaci