Polystyren je v současné době jedním z nejpoužívanějších tepelně izolačních výrobků v plochých střechách, na fasádách a v podlahách. Hojně se využívá díky jeho výborným tepelně technickým vlastnostem a pevnosti v tlaku. Patří mezi nejpoužívanější izolační materiály, protože vyniká svými tepelněizolačními vlastnostmi a je cenově dostupný. Ve stavebnictví se polystyren úspěšně používá desítky let a od svého vzniku v polovině 20. století prošel velkým vývojem.
Typy polystyrenu a jejich vlastnosti
Dnes na trhu narazíte na polystyreny vyráběné různými technologiemi a s rozličnými vlastnostmi. HIPS (nárazu odolný, houževnatý polystyren) je kopolymer z butadien-styrenového kaučuku, který má nižší pevnost a tuhost, ale zvýšenou tažnost. Vlivem kaučukových částic je mléčně zakalený. Používá se na výrobky, jež mají odolávat nárazům, jako například obaly a výrobky na jednorázové použití (kelímky, příbory), spotřební elektronika, hračky, chladicí vložky a počítačové kryty, různé díly nábytku, ramínka na oděvy, kryty disků automobilových kol, krabice na potraviny, díly do chladniček apod. Oba druhy polystyrenu se vyrábějí v podstatě ze stejné vstupní suroviny, ale jinou technologií. Proto se liší nejen struktura jejich hmoty, ale i některé vlastnosti, a tudíž i možnosti jejich použití a zabudování do stavby. Již dávno není pěnový polystyren jen bílý a extrudovaný ten barevný. Některé speciální výrobky z pěnového polystyrenu jsou také barevné - například růžový PERIMETR, používaný především na tepelné izolace spodní stavby, a nově šedý GreyWall nebo NeoFloor na tepelnou izolaci stěn a podlah. Polystyren je rozšířeným plastovým materiálem s celou řadou forem a možností využití.
Expandovaný polystyren (EPS)
Expandovaný polystyren (EPS), často známý jako „klasický polystyren“, je jedním z nejoblíbenějších materiálů používaných v izolaci budov. Je oblíbený zejména díky své vynikající tepelné izolaci, odolnosti proti vlhkosti, snadnému zpracování a cenové dostupnosti. Polystyren EPS vzniká polymerací styrenu. Vynikající tepelněizolační vlastnosti má díky svým buňkám, které obsahují vzduch. 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. Výroba obalů z EPS probíhá stejným způsobem, liší se pouze tvarem forem. Důležitou vlastností EPS je velmi nízká hustota (objemová hmotnost) pohybující se v rozmezí 11 až 35 kg/m³, kdy nejčastěji bývá 18 kg/m³. Tuto hodnotu lze pak používat při různých výpočtech nebo odhadech, např. u přepravních nákladů, nároků na prostor apod. Čerstvě vyrobený pěnový expandovaný polystyren se vykazuje smršťováním, proto po jeho výrobě dochází k procesu stabilizace neboli odležení. Po uplynutí této doby se může polystyren použít ve stavbě a jeho objemové změny jsou již zanedbatelné. 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. Jeho tepelně technické vlastnosti jsou velmi dobré a můžeme s jistotou říci, že dnes vyráběné typy pěnového polystyrenu mají výrazně lepší hodnoty součinitele tepelné vodivosti (λ), než tomu bylo v minulosti. Hodnota součinitele tepelné vodivosti EPS je ovšem závislá na typu EPS - například pro EPS 100 S Stabil se dnes uvádí hodnota λ = 0,038 W/m²K, což je hodnota totožná s hodnotou udávanou pro extrudovaný polystyren, pro EPS 200 S Stabil je hodnota součinitele tepelné vodivosti ještě nižší. Nové výrobky z pěnového polystyrenu řady NeoFloor a GreyWall, vyráběné firmou RIGIPS, s. r. o., mají ještě lepší hodnoty součinitele tepelné vodivosti. Pěnový polystyren na ploché střechy (například EPS 100 S Stabil) je stabilizovaný stejně jako polystyren na fasádu (například EPS 100 F Fasádní). Nejpoužívanějším typem polystyrenu je expandovaný neboli pěnový polystyren.
Typy EPS podle pevnosti v tlaku
- EPS 100 až EPS 150: Jedná se o nejčastěji používaný typ polystyrenu EPS pro izolaci podlah, plochých a šikmých střech. Tento typ polystyrenu EPS poskytuje optimální poměr mezi mechanickou pevností a izolačními vlastnostmi.
- EPS 200: Tvrdší typ polystyrenu EPS určený pro vysoce zatížené podlahy a povrchy, které snášejí zvýšené zatížení. Používá se v prostorách, jako jsou garáže, sklepy, výrobní haly nebo průmyslové objekty.
Pěnový polystyren pro zateplení střechy nabízí dobrý poměr kvalita/cena. Nevýhodou je malá propustnost vodních par, což může mít za následek kondenzaci par.
Extrudovaný polystyren (XPS)
Pro výrobu extrudovaného polystyrenu (XPS) se používá podobná surovina jako pro pěnový polystyren, rozdíl je ale v systému vypěňování. Extruzí (vytlačováním) taveniny GPPS za současného sycení vypěňovadlem vzniká materiál s minimální nasákavostí a velkou pevností. Extrudovaný polystyren (XPS) se vyrábí vytlačováním taveniny polystyrenu za současného sycení vzpěňovadlem. Granule jsou dávkovány do násypky, roztaveny a těsně před výstupem z vytlačovací hubice extrudéru se do taveniny vhání nadouvací plyn CO2. Následně se materiál vytlačuje na pás výrobní linky, kde je po vychladnutí a ztvrdnutí formátován, včetně konečné úpravy hran desek. 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. Uplatňuje se zejména jako tepelná izolace v přímém styku s vlhkostí (spodní stavba, inverzní ploché střechy) nebo izolace s vysokým zatížením (průmyslové podlahy, parkoviště, střešní terasy apod.). Své místo má rovněž ve výrobě obalů. Ačkoliv na první pohled vypadá stejně jako pěnový polystyren, odlišnosti lze spatřit v místě lomu, kdy XPS je na lomu hladký, kdežto pěnový polystyren má patrné jednotlivé buňky. Zároveň bývá často obarven například na růžovou nebo zelenou barvu. Extrudovaný polystyren je na rozdíl od pěnového velmi odolný vůči vlhkosti a na výbornou zvládá dlouhodobé působení tlaku. Jeho hlavní nevýhodou je malá odolnost vůči UV záření. Z toho důvodu se nepoužívá v místech, kde dochází ke kontaktu se slunečními paprsky. Extrudovaný polystyren má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E. 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). Tyto technické parametry XPS předurčují jeho použití.
Čtěte také: Využití lehčeného betonu s polystyrenem
Polystyren pro ploché střechy
V plochých střechách se oba druhy polystyrenu používají jako tepelná izolace, ale zejména s ohledem na jejich mechanické vlastnosti a nasákavost mají odlišné uplatnění. Pěnový polystyren se používá v oblasti plochých střech jako tepelná izolace jednoplášťových plochých střech, zatímco extrudovaný polystyren jako tepelná izolace tzv. obrácených střech, tedy střech s opačným pořadím vrstev.
Typy plochých střech
- Jednoplášťové střechy: Jsou tvořeny nosnou konstrukcí, parozábranou, tepelnou izolací a hydroizolací (střešní krytina).
- Dvouplášťová střecha: Je odvětrávaná, většinou s mírným sklonem, s horním a spodním pláštěm a s mezilehlým dutým odvětrávaným prostorem. Pod tepelnou izolaci je třeba vložit parozábranu s difuzním odporem min. 100 μ. Této hodnoty lze dosáhnout např. u plochých dvouplášťových střech je větraná vzduchová mezera většinou umístěna v prostoru pod horním pláštěm a nad tepelnou izolací. Spodní plášť, na jeho nosnou konstrukci a pod tepelnou izolaci se musí umístit parotěsná zábrana. Vzduchová mezera by měla mít tloušťku alespoň 10 cm.
- Pochozí plochá střecha: Je obvykle velice pevná a odolná, se sklonem okolo 1°. Díky tomu umožňuje pravidelný pohyb osob a tím pádem i zřízení zahrady či terasy.
- Nepochozí střecha: Pohyb osob ve velkém sice neumožňuje, i tak ale musí být schopna odolat tlaku sněhu či vody a splňovat další podmínky uvedené v normách.
Hlavní předností ploché střechy je fakt, že oproti šikmým (sedlovým) střechám nevytváří podkrovní prostor. Častou nevýhodou plochých střech pak bývá riziko špatného provedení, které může vyústit až v zatékání do obytných prostorů. Střechou unikne až čtvrtina tepla. Je třeba respektovat doporučenou hodnotu součinitele prostupu tepla plochých střech. Této hodnoty lze dosáhnout při použití tepelné izolace tloušťky 240 mm. Pro zajištění i případných budoucích požadavků se doporučuje orientovat na hodnoty, které jsou doporučovány pro pasivní budovy.
Spádování plochých střech
Spádování slouží k vytvoření spádu. Ploché střechy pro dlouhodobě spolehlivé fungování hydroizolace potřebují dostatečný spád. Dříve používané ploché střechy bez spádu se neosvědčily, protože vlivem dotvarování konstrukce vždy docházelo ke vzniku tzv. stojaté vody se všemi negativními důsledky (poruchy hydroizolace, vznik mikroorganismů, napětí mezi mokrými a suchými částmi střechy apod.). Podle ČSN 73 1901 „Navrhování střech“ má být sklon povlakové hydroizolační vrstvy nejméně 1°. Spádování plochých střech pomocí spádových desek EPS je v současnosti nejpoužívanějším způsobem spádování plochých střech. Spádové klíny EPS pro spádování plochy se vyrábějí s nejmenší tloušťkou 20 mm. Pokládka spádových klínů na ne zcela rovný povrch se neliší od postupu u jiných izolačních desek. Obecně tedy záleží na velikosti nerovnosti. Jako vyrovnávací vrstvy se používají různé typy suchých násypů, popř. vyrovnávky jiným materiálem (např. betonem). Při objednání výroby spádových desek pěnového polystyrenu je také potřeba přihlédnout k podmínkám při jejich dopravě a montáži na stavbě. Proto se spádové desky pěnového polystyrenu vyrábějí od minimální tloušťky 10 mm. Protože se při montáži střešních plášťů po tepelných izolacích chodí a přemísťují se stavební materiály je potřeba používat spádové desky pěnového polystyrenu od tloušťky 20 mm, nebo optimálně od tloušťky 40 mm. Pěnový polystyren pro vybudování zateplení a spádování střech zabere na stavbě poměrně dost prostoru. Spádování střech pomocí desek pěnového polystyrenu je možné provést ve více variantách řešení odvádění vody z povrchu plochých střech. Spádové desky pěnového polystyrenu pro střechy se v převažujícím množství případů vyrábějí v rozměrech 1 m x 1 m, a to se spádem na jednu stranu. Ve stavební praxi se někdy označují jako klíny. Klíny z pěnového polystyrenu se používají v detailech například u atik anebo se umísťují do některých úžlabí, před světlíky a různé nástavby na střeše, aby zabránily vzniku oblastí, kde by se po deštích na povrchu střech vytvářely kaluže vody. Během budování spádování střechy z pěnového polystyrenu je nutné tepelnou izolaci průběžně zakrývat hydroizolacemi. Montáž střešního pláště se proto obvykle provádí po etapách. Postup výstavby střešního pláště je nutné provádět takovým způsobem, aby nedošlo k zatékání vody z povrchu hydroizolací do skladby střechy. Při montáži střešního pláště se zpravidla provádějí z hydroizolací etapové spoje. Samolepicí asfaltové pásy položené na horním povrchu pěnového polystyrenu se v oblastech etapových spojů vodotěsně napojí (nataví nebo nalepí) na vrstvu parozábrany. Řezání bloků pěnového polystyrenu na jednotlivé desky se ve výrobním závodě provádí pomocí odporových drátů. Desky pěnového polystyrenu je možné vyrábět s minimálním spádem 0,5 % a spád desek je možné měnit po kroku 0,5 %. U střech spádovaných od atik do jejich středu pomocí pěnového polystyrenu ve spádu se provádí spádování střech se stejným spádem ze čtyřech stran ke vpustím, nebo ze dvou stran ke žlabům. Do oblastí žlabů se mohou vkládat rozháněcí klíny nebo se spádují i oblasti žlabů. Desky pěnového polystyrenu je potřeba pokládat s vystřídáním spár tzv. „na vazbu“. Pěnový polystyren se nesmí skladovat na plochách a v oblastech, kde se dlouhodobě vyskytuje nebo zadržuje voda.
Společnost Austrotherm nabízí obchodním partnerům v rámci komplexního řešení tepelné izolace ploché střechy vypracování kladečského plánu zdarma. Tento návrh a výkaz materiálu je poskytován do 3 dnů a bezplatně. Po jeho zpracování z něho jasně vyplývá konečná spotřeba desek včetně směru spádu nebo rozvodí. Tento postup tak pomáhá předejít případným dalším výdajům.
Použití XPS v plochých střechách
Z těchto důvodů se výrobky z XPS používají v oblasti plochých střech zpravidla jen jako tepelná izolace tzv. obrácených střech, tedy střech s opačným pořadím vrstev. V této souvislosti je třeba uvést, že desky z XPS by se neměly používat jako klasická tepelná izolace plochých střech pod povlakovou izolací, protože kvůli velké hranové pevnosti XPS může při jejich teplotní roztažnosti dojít ke tvarovým změnám, které mohou způsobit poškození povlakové izolace. Používat XPS jen jako tepelnou izolaci obrácených střech, u rekonstrukcí plochých střech jako dodatečnou tepelnou izolaci vytvořením tzv. DUO střechy. Sklon povlakové izolace (sklon střechy) min. 2 %. Vždy používat desky s polodrážkou. 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. 50 mm. Obrácená střecha nemá být realizována na lehké nosné konstrukci s minimální akumulační schopností a s malou hodnotou tepelného odporu. Podchlazená voda - zejména v přechodných obdobích roku - by způsobila výrazné snížení vnitřní povrchové teploty lehké nosné konstrukce pod hodnotu rosného bodu, docházelo by ke kondenzaci vlhkosti, a tudíž k vzniku hygienických závad (plísní). Z výše uvedeného důvodu se při tepelně technickém výpočtu obrácené střechy musí uvažovat s korekcí hodnoty součinitele prostupu tepla U dle ČSN EN ISO 6946/A1. Je nutné věnovat zvýšenou pozornost možnému tepelnému namáhání XPS při realizaci střech v létě. Například při pokládce tmavých nopových fólií (tvořících drenážní a hydroakumulační vrstvu vegetačního souvrství střešních zahrad) může snadno dojít k překročení teploty +75 °C a k trvalému poškození desek z XPS vysokou teplotou.
Čtěte také: Vlastnosti cementového lepidla na polystyren
Oba druhy polystyrenu se výborně uplatňují jak u nových plochých střech, tak u jejich rekonstrukcí. Výrobky z pěnového polystyrenu (EPS) se používají zásadně jako tepelná izolace klasických jednoplášťových plochých střech a u rekonstrukcí těchto střech jako jejich dodatečná tepelná izolace - vytvoří se tzv. PLUS střecha. Výrobky z extrudovaného polystyrenu (XPS) se používají jako tepelná izolace obrácených střech (střech s opačným pořadím vrstev) a u rekonstrukcí klasických jednoplášťových střech jako jejich dodatečná tepelná izolace - vytvoří se tzv. DUO střecha.
Recyklace polystyrenu
Dobrý recyklovatelnost je jednou z výhod tohoto materiálu. EPS je s ohledem na své jednoduché chemické složení dobře recyklovatelný, a to hned několika metodami. Závažnou komplikací pro recyklaci EPS je přítomnost inhibitorů hoření ve fasádním pěnovém polystyrenu. Před rokem 2015 se běžně používal hexabromcyklododekan (HBCD, nebo též HBCDD), u něhož existuje silné podezření na karcinogenní vlastnosti a škodlivost pro životní prostředí, a proto bylo jeho používání zakázáno. Nicméně zejména ve starším fasádním polystyrenu, typicky v tom, který je doposud součástí opláštění budov, se stále vyskytuje. Zpracovatelé odpadního polystyrenu nemohou HBCD odstranit běžnými způsoby, a proto EPS, který jej obsahuje, nepřijímají.
Pro recyklaci ve výrobní technologii se odpadní EPS dodává volně ložený nebo mírně drcený. Recyklací EPS ve výrobní technologii se u nás zabývá většina výrobců EPS, ačkoli v řadě případů zpracovávají vlastní výrobní odpady. EPS lze regranulovat klasickými recyklačními postupy. Výsledným produktem je rPS granulát, jenž má vlastnosti a použití obdobné s GPPS. Pro regranulaci se EPS dodává obvykle drcený a za studena lisovaný do hranolů nebo tavený do ingotů, a to zejména z důvodu snižování přepravních nákladů. Výroba ingotů je technologicky náročnější a méně rozšířená, naopak drcení a lisování provádí celá řada svozových firem. EPS pro regranulaci musí být maximálně čistý, a to z důvodu citlivosti recyklační technologie zejména na přítomnost stavebních hmot. V ČR jsou provozovány technologie na regranulaci PS včetně EPS a XPS. Výroba EPS drti je v ČR poměrně rozšířená, avšak v západní Evropě téměř neznámá metoda, která není technologicky náročná. Pomocí drtičů se rozbije struktura EPS až na úroveň jednotlivých buněk (kuliček). Vzniklý materiál se používá pro stavebně izolační zásypy, foukané izolace nebo jako příměs do lehčených a izolačních betonů. K recyklaci se EPS dodává volně ložený, XPS se touto metodou nezpracovává. Zpracovatelské kapacity na EPS jsou v ČR dostatečné a dokážou pojmout veškerý vytříděný EPS. Je však třeba mít na paměti, že hlavním odbytištěm recyklovaného EPS je stavebnictví, které pravidelně prochází výkyvy stavební výroby. Jelikož se polystyren používá také jako obalový materiál, končí odpad z něj i v obecních systémech. Odtud se předává k dalšímu zpracování a při splnění některých podmínek může být úspěšně recyklován. Odpady z GPPS a HIPS obvykle končí ve žlutých kontejnerech na sběr plastů, odkud putují na dotřiďovací linky. Na ručních dotřiďovacích linkách se zpravidla nedotřiďují na úroveň samotného polymeru, ale většinou jsou součástí směsných plastů určených k regranulaci nebo intruzi do forem. Automatizované linky však dokážou PS snadno dotřídit jako samostatný materiál a nabízet ho k dalšímu využití. Podle Evropské asociace pro vnější tepelně izolační kompozitní systémy (EAE) je polystyren EPS šetrnou volbou k životnímu prostředí, protože je 100% recyklovatelný a má životnost více než 50 let. Isover odebírá čistý expandovaný polystyren, který vrací do výrobního závodu, kde ho zpracuje a následně použije pro další výrobu EPS.
Čtěte také: Použití polystyrenu
tags: #polystyren #na #rovné #střechy #vlastnosti #použití