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. K zateplení ploché nebo šikmé střechy slouží střešní polystyren. Díky tepelně izolačním vlastnostem pomáhá střešní polystyren zabraňovat únikům tepla z objektu.
Do plochých střech je vhodný právě střešní polystyren se sníženou hořlavostí a s vysokými požadavky na zatížení. Stabilizovaný střešní polystyren se označuje podle pevnosti v tlaku od 70 do 250 kPa.
Typy polystyrenu a jejich specifika pro ploché střechy
Oba druhy polystyrenu, pěnový (EPS) a extrudovaný (XPS), 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. V plochých střechách se oba druhy polystyrenu používají jako tepelná izolace, ale zejména s ohledem na jejich mechanické vlastnosti a nasákavost mají odlišné uplatnění. 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.
Pěnový expandovaný polystyren (EPS) pro ploché střechy
Pěnový polystyren se používá v oblasti plochých střech jako tepelná izolace jednoplášťových plochých střech.
Výroba a stabilizace EPS
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“. Pěnový polystyren na ploché střechy (například EPS 100 S Stabil) je stabilizovaný stejně jako polystyren na fasádu (například EPS 100 F Fasádní).
Čtěte také: Využití lehčeného betonu s polystyrenem
Označování a vlastnosti EPS
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. 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.
Pěnový polystyren EPS má velmi nízkou nasákavost. Toto významně napomáhá k udržení tepelných a mechanických vlastností, které by byly ovlivněny vlhkostí. Teplotní a tvarová stabilita pěnového polystyrenu EPS trvale odolává teplotám do 80˚C, nevadí mu ani velmi nízké teploty, což odpovídá všem nárokům běžných konstrukcí. Vysoká odolnost v tlaku, tahu i ohybu pěnového polystyrenu EPS běžně vykazuje pevnost v tlaku větší než 70 kPa při 10% lin. deformaci. Při své minimální hmotnosti patří k nejvýkonnějším stavebním materiálům. Vzhledem k šedesátiletému mnohostrannému a dlouhodobému používání pěnového polystyrenu EPS je možno konstatovat, že při správném použití jeho vlastnosti zůstávají nezměněny. EPS není dlouhodobě odolný proti UV záření.
Aplikace a pokládka EPS desek
Na plochých střechách se také setkáváme s namáháním tepelné izolace v tlaku, a to nejen od technologického zařízení umístěného na střeše, ale dnes stále častěji i od provozních souvrství, jako jsou terasy a střešní zahrady. Desky EPS se pokládají vždy „na vazbu“, ne na střih. U jednovrstvých tepelných izolací se doporučuje používat desky s polodrážkou, které snižují vliv tepelných mostů.
Koeficient tepelné roztažnosti EPS má hodnotu 5.10-5 až 7.10-5 m/K. Znamená to, že například při rozdílu teplot 70 °C dochází k prodloužení (nebo zkrácení) desky dlouhé 1 m až o 5 mm. Samozřejmě záleží také na teplotě, při níž byly desky z EPS na střeše položeny. Proto by se při provedení tepelné izolace plochých střech neměly používat desky dlouhé například 2 m, jejichž tepelná roztažnost je oproti metrovým deskám dvojnásobná. I z těchto důvodů by se měly desky z EPS v plochých střechách vždy uchytit k podkladu lepením nebo přikotvením. S ohledem na tepelnou roztažnost EPS by se nikdy neměly používat velkorozměrové desky 1 x 2 m nebo dokonce 1 x 2,5 m.
Čtěte také: Vlastnosti cementového lepidla na polystyren
Pro ploché střechy dnes řada našich i zahraničních výrobců nabízí tzv. kompletizované výrobky z EPS s nakašírovanými hydroizolačními asfaltovými pásy, které tvoří po pokládce první hydroizolační vrstvu.
Příklady EPS produktů pro ploché střechy
Izolační desky Bachl EPS 150 a Bachl EPS 200 jsou vhodné pro vysoce tlakově namáhané střešní konstrukce. Pěnový expandovaný polystyren EPS NEO s příměsí grafitu nabízí zvýšený tepelný odpor. STYROTRADE EPS 100 polystyren je určen pro středně a málo tlakově namáhané konstrukce a je vhodný zejména pro ploché střechy s běžným zatížením. Jeho součinitel tepelné vodivosti je λ = 0,037 W/m*k a formát desek 500x1000mm.
| Typ EPS | Pevnost v tlaku (při 10% stlačení) | Součinitel tepelné vodivosti (λ) | Vhodnost použití |
|---|---|---|---|
| EPS 100 S Stabil | 100 kPa | 0,038 W/m2K | Běžně zatížené ploché střechy |
| EPS 200 S Stabil | 200 kPa | Ještě nižší než 0,038 W/m2K | Vysoce tlakově namáhané střešní konstrukce |
| STYROTRADE EPS 100 | > 70 kPa | 0,037 W/m*k | Středně a málo tlakově namáhané konstrukce, běžné zatížení plochých střech |
| Bachl EPS 150 | 150 kPa (implied) | Nespecifikováno | Vysoce tlakově namáhané střešní konstrukce |
| Bachl EPS 200 | 200 kPa (implied) | Nespecifikováno | Vysoce tlakově namáhané střešní konstrukce |
Extrudovaný polystyren (XPS) pro ploché střechy
Extrudovaný polystyren se používá v oblasti plochých střech jako tepelná izolace tzv. obrácených střech, tedy střech s opačným pořadím vrstev.
Výroba a vlastnosti XPS
Tento polystyren se vyrábí v podstatě ze stejné základní suroviny jako klasický pěnový polystyren, ale jinou technologií. 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. Jednotliví výrobci dodávají XPS v různých barvách, například modré, růžové, žluté, zelené…
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. Extrudovaný polystyren má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E.
Čtěte také: Použití polystyrenu
Specifika aplikace XPS v plochých střechách
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.
XPS se proto používá především jako tepelná izolace obrácených střech. Vždy je doporučeno používat desky s polodrážkou. Sklon povlakové izolace (sklon střechy) by měl být minimálně 2 %.
Obrácené střechy a DUO střechy s XPS
Stabilitu střešního pláště obrácené střechy nebo DUO střechy zajišťuje násyp z kačírku frakce 16/32 v tloušťce 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 tloušťky.
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.
Celkové uplatnění polystyrenu v plochých střechách
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.
Kromě tradičních typů polystyrenu jsou k dispozici i moderní řešení. Například Austrotherm Resolution® je moderní tepelněizolační materiál vyrobený z tvrzené resolové pěny. Díky extrémně dobré tepelněizolační hodnotě v kombinaci s malou tloušťkou materiálu se dá využít na plochy, které se dosud s ohledem na nedostatek místa nedaly dobře izolovat. Desky z vysoce tepelněizolační tvrzené pěny s uzavřenou buněčnou strukturou s jednostranným kašírováním z šedého polystyrenu Austrotherm EPS NEO jsou ideální jako podkladová vrstva na tepelnou izolaci ploché střechy tam, kde je nutné použít menší tloušťky tepelné izolace v konstrukční skladbě plochých střech.
tags: #polystyren #plocha #strecha