V moderním stavebnictví hraje izolace klíčovou roli pro energetickou účinnost, pohodlí a dlouhodobé náklady na provoz domů, bytů i průmyslových objektů. Mezi nejžádanější materiály patří polystyrenové desky známé pod názvem XPS polystyren (extrudovaný polystyren) a EPS (expandovaný pěnový polystyren).
Extrudovaný polystyren (XPS)
Co je XPS polystyren a jak se vyrábí?
XPS polystyren, neboli extrudovaný polystyren, je syntetický izolační materiál vyrobený z pěnové struktury. Rozdíl oproti běžnému EPS (expandovaný polystyren) spočívá v procesu výroby a v mikrostruktuře buněk. U XPS vznikají uzavřené buněčné struktury s minimálním objemem vzduchu, což zajišťuje vysokou pevnost v tlaku a nízkou savost vody.
Proces výroby XPS polystyrenu spočívá v extruzi polystyrénové pěny za řízených podmínek. Granule jsou dávkovány do násypky, roztaveny a těsně před výstupem z vytlačovací hubice extrudéru se do taveniny vhání nadouvací plyn CO2. Během extruze dochází k pěnění, čímž vznikají uzavřené buňky, které tvoří strukturální základ XPS desek. Následně následuje chladicí a profilovací proces, aby desky získaly požadovaný rozměr, tloušťku a povrchovou úpravu. Touto technologií výroby se získá výrobek s homogenní strukturou s uzavřenými buňkami - s výbornými tepelně izolačními vlastnostmi, s vysokou pevností v tlaku a s velmi malou nasákavostí.
Jednotliví výrobci dodávají XPS v různých barvách, například modré, růžové, žluté, zelené.
Vlastnosti a použití XPS polystyrenu
XPS polystyren má mimořádnou pevnost v tlaku v kombinaci s minimální nasákavostí (včetně nasákavosti difuzním způsobem) a s tím související mrazuvzdornost. Výrobky z XPS mají velmi dobré hodnoty součinitele tepelné vodivosti (stejně jako má dnes vyráběný EPS), ale oproti EPS výrazně větší pevnost v tlaku a výrazně menší nasákavost. Jeho teplotní roztažnost je stejná jako u běžného EPS, ale trvalé tepelné namáhání je nižší (+75 °C). Extrudovaný polystyren má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E.
Čtěte také: OSB desky na plochou střechu: Tloušťka
Tyto technické parametry XPS předurčují jeho použití v oblasti plochých střech zpravidla jen jako tepelná izolace tzv. obrácených střech, tedy střech s opačným pořadím vrstev.
Typické použití XPS:
- Obrácené střechy: Zde se hydroizolace přesune na vnitřní stranu konstrukce a spojí funkci hydroizolace a parotěsné zábrany střechy. Tepelná izolace nad hydroizolací pak zabezpečí tepelnou izolaci s dalšími funkcemi jako jsou ochrana hydroizolace, přenos zatížení apod.
- DUO střechy: V kombinaci s jinými izolanty se používá v tzv. DUO střeše, kde spodní vrstvu tepelné izolace pod hydroizolací tvoří nejčastěji pěnový polystyren a druhou vrstvu nad hydroizolací pak extrudovaný polystyren XPS s přitížením.
- Střešní terasy: Pro střešní terasy s dlažbou na podložkách u ploché střechy s EPS je třeba vzhledem k vysokému bodovému zatížení (překračujícímu zatížitelnost EPS) použít roznášecí desky extrudovaného polystyrenu XPS.
- Střešní parkoviště: Velmi vysoká pevnost XPS v tlaku jej předurčuje také pro střešní konstrukce s parkovacími plochami.
- Izolace podlah a suterénů: Vysoká pevnost v tlaku umožňuje klást desky pod potěry, kdy zajišťují izolaci proti chladu od země a matkům vlhkosti.
- Dodatečná tepelná izolace: U rekonstrukcí plochých střech jako dodatečnou tepelnou izolaci vytvořením tzv. PLUS střechy.
Doporučení pro instalaci XPS na plochých střechách
Typy XPS s pevností v tlaku při 10% stlačení 300, 500 a 700 kPa jsou určeny pro ploché střechy. Při pokládce XPS na fólie z měkčeného PVC je třeba tyto materiály vzájemně separovat - nejčastěji vhodnou textilií. Na XPS desky se z důvodu oddělení od vrchního souvrství vždy pokládá vhodná netkaná geotextilie s přesahy min. 100 mm. Tato musí být difuzně otevřená, s nízkou retenční nasákavostí, s vyloučením možnosti vytvořit parotěsnou vrstvu. Doporučená je difuzně propustná geotextilie světlé barvy gramáže je 140-180 g/m2. Nevhodná textilie může být příčinou řady problémů.
Stabilitu střešního pláště obrácené střechy nebo DUO střechy zajišťuje násyp z kačírku frakce 16/32 v tl. min. 50 mm (výška, a tedy hmotnost kačírku se musí v konkrétních případech ověřit statickým výpočtem) nebo provozní vrstva - například dlažba na podložkách nebo dlažba položená do kačírku frakce 4/8 mm tl. min. 30 mm. Při dvouvrstvém provedení XPS dochází u spodní vrstvy k mírnému zvýšení nasákavosti a tím ke zhoršení izolačních vlastností. U dvouvrstvého provedení (u tlouštěk nad 120 mm) je vhodné vždy použít spodní vrstvu min. tl. 80 mm.
Zcela spolehlivá skladba střechy by měla vyhovět alespoň základním požadavkům na šíření vodní páry i bez vrstvy XPS (tj. vrstvy, která může být v budoucnosti odstraněna).
Rizika a úskalí při použití XPS
- Tepelné namáhání: Je nutné věnovat zvýšenou pozornost možnému tepelnému namáhání XPS při realizaci střech v létě. Například při pokládce tmavých nopových fólií může snadno dojít k překročení teploty +75 °C a k trvalému poškození desek z XPS vysokou teplotou.
- Rozměrová nestálost: Firma Dow Chemical na základě svých zkušeností nedoporučuje použití XPS v klasické skladbě střešního pláště především pro rozměrovou nestálost desek XPS pod hydroizolací, zejména v letních měsících roku.
- Kondenzace vodní páry: Navzdory převažujícímu odbornému mínění totiž může i v obrácených střechách docházet ke kondenzaci vodní páry, a to především tehdy, jsou-li tyto střechy umístěny nad vlhkými provozy a mají-li spádové vrstvy z lehkých betonů větších tlouštěk.
- Geotextilie: U geotextilií nad 200 g/m2 existuje riziko zvýšené nasákavosti textilie a tím vytvoření dlouhodobě difuzně uzavřené vrstvy nad tepelnou izolací. To může mít negativní vliv na funkčnost skladby obrácené ploché střechy, kde vrstvy nad tepelnou izolací by měly být difuzně otevřené.
- UV záření: Extrudovaný polystyren je v případě dlažby na podložkách bez separační geotextilie vystaven přímému účinku UV záření, které se k jeho povrchu dostává spárami mezi dlaždicemi. Doporučuje se proto použít separační geotextilii.
- Hořlavost: Ať již pomineme fakt, že se nejedná o chybu XPS, ale o špatně provedenou instalaci dlažby, je riziko propálení skrz celou tloušťku izolace velice malé. Odhozený nedopalek není zdrojem intenzivního ohně a extrudovaný polystyren navíc obsahuje retardér hoření, který eliminuje riziko vznícení v případě krátkodobého vystavení ohněm.
XPS polystyren v praxi
Společnost Austrotherm, evropská špička ve výrobě tepelněizolačních výrobků z polystyrenu, nabízí komplexní řešení tepelné izolace plochých střech s nejširší nabídkou bílého a šedého modifikovaného polystyrenu. Systém zateplení ploché střechy od Austrothermu zahrnuje kromě rovných desek EPS také spádové termoizolační desky nebo na míru řezané úžlabí a nároží pro dokonalé odvodnění. Všechny prvky nabízí jak v bílém EPS, tak také v šedém EPS NEO, který má o 20 % lepší tepelněizolační vlastnosti. Společnost Austrotherm, jako jediný výrobce v České republice nabízí v rámci komplexního systému izolace a odvodnění ploché střechy také unikátní prefabrikovaný Atikový prvek s vynikajícími tepelněizolačními vlastnostmi z EPS pro zhotovení okrajů plochých střech už v jednom dni.
Čtěte také: Výběr krytiny pro plochou střechu
Firma Dow Chemical nabízí pro nepochozí ploché střechy s malou únosností pod názvem Roofmate LG speciální desky z XPS opatřené na horním povrchu 10 mm tl. vrstvou z plastbetonu, která chrání CPS proti působení UV záření a zejména svou hmotností zajišťuje stabilitu střešního pláště vůči sání větru. Plošná hmotnost desek Roofmate LG se pohybuje kolem 25 kg/m2.
Příklady výrobků XPS:
- Styro XPS SP-I: moderní izolační desky se strukturovaným povrchem na obou stranách, který zajišťuje vynikající přilnavost, a rovnou hranou. Tepelná vodivost 20 - 30 mm λ=0,033 W/mK | 40 - 400 mm λ=0,034 W/mK.
- Extrudovaný polystyren XPS PNP (W-I): Vysoce efektivní termoizolační desky se strukturovaným povrchem, vyrobené z extrudovaného polystyrenu, které jsou navrženy pro účinnou tepelnou izolaci odolných konstrukcí. Tepelná vodivost 20 - 100 mm λ=0,034 W/mK | 120 - 150 mm λ=0,035 W/mK.
- Extrudovaný polystyren hladký Styro XPS RP-I: vysoce kvalitní izolační deska s hladkým povrchem a rovnou hranou, která zaručuje dlouhodobou účinnou tepelnou izolaci a odolnost vůči vlhkosti.
- Styrodur® 5000 CS: Tato izolační deska disponuje dostatečnou pevnosti v tlaku (při bodovém zatížení), aby se při přejetí nepřípustně silně nepropružila.
Expandovaný pěnový polystyren (EPS)
Vlastnosti a použití EPS polystyrenu
Aktuálně je nejvyhledávanějším izolantem na našem trhu expandovaný pěnový polystyren (EPS), oblíbený zejména díky tomu, že v sobě spojuje více relevantních benefitů. EPS má vynikající termoizolační schopnosti a nízkou nasákavost, která přispívá k udržení jeho tepelných i mechanických vlastností. Zároveň má nízkou hmotnost, díky čemuž se minimalizuje zátížení konstrukce střechy. Vysoká pevnost v tahu a tlaku vede k posílení odolnosti vůči silnému větru. Praktičnost EPS se ukazuje také při samotné montáži. Desky pěnového polystyrenu se velmi jednoduše pokládají a při dodržení správného montážního postupu budou sloužit bez ztráty vlastností po celou dobu životnosti domu. EPS je cenově dostupný materiál a patří k jednorázovým investicím, jejichž vstupní náklady vykompenzuje dlouhodobá úspora energií.
Čerstvě vyrobený pěnový expandovaný polystyren se vykazuje smršťováním, proto po jeho výrobě dochází k procesu stabilizace neboli odležení. Stabilizovaný pěnový polystyren používaný v plochých střechách se označuje názvem „Stabil“. Vlastní pěnový polystyren se vyrábí v několika tzv. typech podle pevnosti v tlaku (v kPa) při 10% stlačení. Výrobky z pěnového polystyrenu se zpravidla označují značkou EPS (= expandovaný polystyren) a číslem, jež udává hodnotu pevnosti v tlaku při 10% stlačení v kPa. Běžně se vyrábí pěnový polystyren pod označením EPS 50 až EPS 200. Pěnový polystyren je dnes samozhášivý, má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E.
Pěnový polystyren se používá v oblasti plochých střech jako tepelná izolace jednoplášťových plochých střech.
Čtěte také: Realizace ploché střechy s asfaltem
Výhody izolace ploché střechy:
- Úspora energií: Nezateplenou střechou uniká podstatná část tepla a izolace tepelné ztráty sníží.
- Příjemná teplota v interiéru: Zateplení funguje i v létě, kdy brání přehřívání vnitřních prostor.
- Odhlučnění: Izolace utlumí zvuky přicházející zvenčí nebo naopak hluk vycházející z budovy.
- Požární odolnost: Dle tloušťky izolace lze zvýšit požární odolnost konstrukce na požadovanou úroveň.
Srovnání XPS a EPS
| Vlastnost | XPS polystyren | EPS polystyren |
|---|---|---|
| Struktura buněk | Uzavřené buňky | Otevřené buňky |
| Pevnost v tlaku | Vyšší | Nižší |
| Nasákavost | Velmi nízká | Nízká |
| Tepelná vodivost (λ) | Velmi dobrá (např. 0,034 W/mK) | Velmi dobrá (např. 0,038 W/mK) |
| Tepelná roztažnost | 5.10-5 až 7.10-5 m/K | 5.10-5 až 7.10-5 m/K |
| Maximální tepelné namáhání | +75 °C | +80 °C |
| Typické použití | Obrácené, DUO střechy, střešní terasy, parkoviště | Klasické jednoplášťové střechy, dodatečná izolace |
| Cena | Vyšší | Nižší |
Důležité aspekty plochých střech
Plochá střecha musí mít dostatečný spád, jinak hrozí výskyt stojaté vody na jejím povrchu a s tím spojené další problémy. Konkrétně se doporučuje spád 2 %. Nedílnou součástí každé pokládky je zpracování kladečského plánu, podle kterého je nutné postupovat. Po jeho zpracování z něho jasně vyplývá konečná spotřeba desek včetně směru spádu nebo rozvodí.
Vady plochých střech hlavně u panelových budov souvisí s jejich technickým řešením a stavebním provedením. Nejčastěji se projevují v oblasti vlhkostního režimu a v poruchách hydroizolační soustavy. Je zřejmé, že rekonstrukci ploché střechy s cílem zlepšit její tepelně technické vlastnosti je téměř vždy nutné spojit s celkovou rekonstrukcí vrstev střešního pláště.
Dodatečná tepelná izolace
Dodatečnou tepelnou izolaci střešních konstrukcí lze provádět z vnější i vnitřní strany konstrukce. Izolace z vnější strany konstrukce zlepšuje vlastnosti konstrukce nejen v ustáleném teplotním stavu, ale též zvyšuje i tepelně akumulační vlastnosti. U inverzní střechy hrozí riziko zatékání studené srážkové vody nebo vody z tajícího sněhu pod tepelnou izolaci. Na spodním líci tepelné izolace musí být zajištěno rychlé odvedení zateklé studené vody, aby se omezilo podchlazení spodní konstrukce. Kompenzace tohoto případného podchlazení je možná navýšením tloušťky tepelně izolační vrstvy o 15 - 20%.
tags: #plocha #strecha #s #dodatecnou #izolaci #polystyrenem