Tepelné izolace z polystyrenu jsou dnes jedny z nejpoužívanějších tepelných izolací na trhu ČR. Je to hlavně z důvodu cenové dostupnosti polystyrenu v kombinaci s výbornými tepelně izolačními parametry polystyrénových dílců. 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.
Typy polystyrenu dle způsobu výroby
Polystyrenové dílce se rozdělují dle způsobu výroby na expandované a na extrudované. Obě varianty mají své specifické vlastnosti a oblasti použití.
Expandovaný polystyren (EPS)
Používanějším typem jsou polystyreny expandované, a to z důvodu širokého uplatnění při zateplení budov. Expandovaný pěnový polystyren patří k nejpoužívanějším typům tepelné izolace. Vyrábí se vypěňováním pevných perlí zpěňovatelného polystyrenu působením syté vodní páry do bloků, které se následně řežou na jednotlivé desky. Během tohoto procesu zvětší perle svůj objem na dvaceti až padesátinásobek původního objemu a uvnitř každé perle vznikne velmi jemná buněčná struktura. Vyrábí se vnapěněním polystyrenových perlí o velikostech podle druhu použití (cca 0,63 - 3,15 mm). Označuje se zkratkou EPS a číslem, které vyjadřuje napětí v kPa při 10% stlačení. Pro stavební účely se používá EPS 70 až 150.
Vlastnosti a použití EPS:
- Nevýhodou EPS je nasákavost. Objemová nasákavost je při úplném ponoření do 5 %.
- Do stavebních konstrukcí se používá EPS samozhášivý, který obsahuje tzv. retardéry hoření způsobující, že při odstranění zdroje hoření materiál sám uhasne.
- Také se používá stabilizovaný EPS, tzn., že desky dané tloušťky byly z bloků nařezány až po tom, co proběhlo přirozené smrštění materiálu obvyklé v prvních týdnech po jeho vyrobení.
- EPS se používá do stavebních konstrukcí bez zvláštních požárních požadavků. V případech, kdy to požární předpisy vyžadují (například u zateplovacích systémů budov o větších výškách a u skladeb střech), se obvykle nahrazuje deskami z minerálních vláken.
- Mezi hlavní výhody patří výborný součinitel tepelné vodivosti lambda (šedý EPS), minimální hmotnost, dobré mechanické vlastnosti, jednoduché zpracování a cenová dostupnost.
- EPS se používá u sendvičového zdiva, např. s odklady z cihel KLINKER.
- Práce s fasádním polystyrenem je velmi snadná, díky svým rozměrům a váze. Fasádní polystyren se běžně lepí fasádním lepidlem na rovný, bezprašný soudržný podklad. Druhý den po zaschnutí lepidla se fasádní polystyren kotví talířovými hmoždinkami s plastovým trnem příslušné délky dle kotevního plánu.
Druhy EPS:
- Bílý EPS: Je to lehká a tuhá organická pěna, která se široce používá v evropském stavebnictví, zejména jako tepelná izolace. Bílé izolační desky si v průběhu 50 let používání získaly na stavbách pro své výborné užitné vlastnosti pevné místo. Izolační desky Isover EPS jsou vyrobeny pomocí nejnovějších technologií bez obsahu CFC a HCFC (známé jako freony).
- Šedý grafitový polystyren: Jedná se o obdobný materiál jako bílý EPS. Do materiálu je přidána přísada z grafitových nanočástic, díky níž se významně snižuje sálavá složka přenosu tepla v izolačním materiálu.
- Perimetr: Podobně jako klasický polystyren se i tento vyrábí zpěňováním perlí zpěňovatelného polystyrenu, v tomto případě ale do forem. Perimetr se vyrábí tzv. vypěňováním do formy. Výrobek se dále nedělí. Na rozdíl od EPS má uzavřenou strukturu povrchu. Expandované polystyrenové kuličky jsou někdy dodávané s příměsí proti škůdcům. Lze využít materiálový základ bílý polystyren či grafitový polystyren. Materiál je rozvolněný, není stlačen do desek.
Extrudovaný polystyren (XPS)
Naopak polystyreny extrudované požadavek na nenasákavost splňují, proto jsou hojně využívány např. pro izolaci plochých střech a podlah. Na výrobu extrudovaného polystyrenu (XPS) se používá podobná surovina jako na EPS, rozdíl je ale v systému vypěňování. Na rozdíl od EPS se XPS vyrábí tzv. extruzí. Extrudovaný polystyren se označuje zkratkou XPS a číslem, které označuje napětí při 10% stlačení materiálu. Prvotní surovinou pro výrobu XPS je ropa, dále polystyrenový granulát, který se extruduje rozpínavými plyny.
Vlastnosti a použití XPS:
- Hlavní předností extrudovaného polystyrenu je uzavřená struktura pórů, což zaručuje téměř nulovou nasákavost.
- Tento polystyren má obvykle dlouhodobou objemovou nasákavost při úplném ponoření < 3 % (dle ČSN EN 12 087).
- XPS se vyznačuje velkou pevností v tlaku. Používá se zejména do konstrukcí staticky zatěžovaných a exponovaných vodou (tepelná izolace stěn v kontaktu s terénem a sokly budov, střechy s opačným pořadím vrstev, pod plošné základy, pojížděné střechy atd.).
- Může být užívaný pro izolaci podzemních částí budovy, soklů (do míst exponovaných vodou), kde díky profilaci povrchu může plnit i drenážní funkci, a pro podlahy na terénu bez nároků na kročejový útlum. Někteří výrobci uvádějí použití i pro inverzní střechy.
- Ve fasádách se používá tento materiál pro izolaci soklu, hlubokých podzemních stěn, izolaci překladů a tepelných můstků. Při izolování soklu je nutné používat pouze desky s mřížkovaným povrchem a rovnými hranami. Na hladkých deskách se neudrží omítka a jsou tedy vhodné pouze pro spodní stavbu.
Kompaktní polystyren
Jedná se o materiál na bázi polystyrenu, strukturou připomínající pemzu nebo sádru. Pro svou vysokou pevnost v tlaku (pevnost kompaktního polystyrenu až 10 MPa - pro srovnání EPS: 0,1-0,2 MPa) se využívá ke složitě řešitelným detailům, především k přerušení bodových tepelných mostů. Patří k dražším typům izolace.
Čtěte také: Využití lehčeného betonu s polystyrenem
Důležité fyzikální vlastnosti polystyrenu
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. Při své minimální hmotnosti patří k nejvýkonnějším stavebním materiálům.
Pevnost v tlaku
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. Tepelně izolační desky z pěnového polystyrenu jsou vhodné pro středně tlakově namáhané konstrukce. 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.
Součinitel tepelné vodivosti (lambda, λ)
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. Pěnový polystyren EPS má velmi nízkou tepelnou vodivost, což je dáno jeho buněčnou strukturou skládající se z mnoha uzavřených polystyrenových buněk tvaru mnohostěnu obsahujících vzduch, který má pouze nepatrnou tepelnou vodivost.
Tloušťka polystyrenu
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.
- 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 pěnového polystyrenu (EPS) pro střešní izolaci se podle požadavků normy ČSN 730540 pohybuje mezi 20 a 30 cm.
Odolnost proti vlhkosti a stárnutí
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. Pěnový polystyren EPS má velmi nízkou nasákavost, což významně napomáhá k udržení tepelných a mechanických vlastností, které by byly ovlivněny vlhkostí. Vzhledem k šedesátiletému mnohostrannému a dlouhodobému používání pěnového polystyrenu EPS je možno konstatovat, že při správném použití jeho vlastnosti zůstávají nezměněny.
Čtěte také: Vlastnosti cementového lepidla na polystyren
Polystyren je zkrátka materiál, který dobře znáte a na který se můžete spolehnout. Nemění se, funguje stejně v létě i v zimě.
Použití polystyrenu v praxi
Pro zateplení budov
- Lehká stabilizovaná deska je vhodná zejména pro lehké i těžké plovoucí podlahy a ploché střechy. Deska je určena pro konstrukce s běžnými požadavky na zatížení a malou deformací (například byty).
- EPS 70 se uplatňuje v zateplovacích systémech a jako spodní vrstva tepelné izolace nepochůzných plochých střech.
- EPS 100 se nejčastěji používá právě do plochých střech jako vrchní vrstva tepelněizolačních vrstev plochých střech nebo jako izolace do podlah s malou zátěží.
- Izolační desky Isover EPS 100 jsou určeny pro všeobecné použití, zejména pro tepelné izolace s běžnými požadavky na zatížení tlakem, jako například podlahy, ploché střechy apod.
Výrobci a dodavatelé polystyrenu
Na českém trhu působí množství výrobců expandovaného pěnového polystyrenu EPS. Většina z nich má ve výrobním programu rovněž šedý grafitový polystyren a perimetr. Mezi výrobce patří DCD Ideal, Bachl, Izopol Dvořák, Penopol, Polyform, P-Systems, Rapol, Sepas, Styrotrade, Synthos, Terman-Janoušek, Termax a Vodotop FM. Mezi největší dodavatele nebo výrobce patří Dektrade a Isover.
Mezi nejvýznamější české výrobce a dodavatele extrudovaného polystyrenu XPS patří Synthos s produktem shodné značky, společnost Ursa, která vyrábí extrudovaný polystyren stejné značky, a také společnost Bachl. Značku XPS Austrotherm zastupuje v ČR společnost Baumit, značka Fibran Eco patří společnosti Penopol. Výhradním dodavatelem německého XPS Styrodur od společnosti BASF je Isover.
| Typ polystyrenu | Zkratka | Způsob výroby | Hlavní vlastnosti | Typické použití | Hmotnost (kg/m³) | Pevnost v tlaku (kPa) | Součinitel λ (W/m-K) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Expandovaný polystyren | EPS | Vypěňování perlí párou | Nízká hmotnost, dobré tepelné vlastnosti, cenově dostupný, nasákavý | Zateplení fasád, podlah, plochých střech (bez zatížení) | 14-30 | 70-250 | 0,035-0,039 (bílý), pod 0,031 (šedý) |
| Extrudovaný polystyren | XPS | Extruze polystyrenového granulátu | Téměř nulová nasákavost, vysoká pevnost v tlaku, uzavřená struktura pórů | Základy, sokly, inverzní střechy, podlahy na terénu, konstrukce exponované vodou | Vyšší než EPS | Vyšší než EPS (např. 200 kPa) | Podobně jako EPS, ale s lepší odolností vůči vlhkosti |
| Kompaktní polystyren | Velmi vysoká pevnost v tlaku | Přerušení bodových tepelných mostů, složité detaily | Až 10 000 |
Čtěte také: Použití polystyrenu
tags: #polystyren #hmotnost