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. Své nezastupitelné místo si na stavbách vydobyly jak pěnový polystyren (EPS), tak extrudovaný polystyren (XPS), které prošly od svého vzniku v polovině 20. století velkým vývojem.
Typy polystyrenu a jejich základní vlastnosti
Na trhu se setkáváme především se dvěma hlavními typy polystyrenu:
- Expandovaný polystyren (EPS): Označovaný také jako pěnový polystyren, má typickou kuličkovou strukturu. Vyrábí se polymerací styrenu, přičemž jeho vynikající tepelněizolační vlastnosti jsou dány buňkami, které obsahují vzduch. Výhodou je také snadná opracovatelnost, nízká hmotnost a cenová dostupnost.
- Extrudovaný polystyren (XPS): Vyrábí se vytlačováním taveniny polystyrenu za současného sycení vzpěňovadlem. Má homogenní strukturu pěnové hmoty s uzavřenými buňkami a jednotliví výrobci jej obvykle dodávají zbarvený v různých barvách (modrý, růžový, zelený, fialový...). Na rozdíl od pěnového je velmi odolný vůči vlhkosti a na výbornou zvládá dlouhodobé působení tlaku. Jeho hlavní nevýhodou je malá odolnost vůči UV záření.
Oba druhy polystyrenů jsou v podstatě vyráběny ze stejné základní vstupní suroviny polystyrenu, ale s odlišnými doplňkovými surovinami a jinou technologií výroby. Mají proto společné některé vlastnosti - oba nejsou odolné vůči UV záření (dochází k jejich povrchové degradaci) a vůči některým chemickým látkám. Nezvratně je poškozují ropné produkty, ředidla a organická rozpouštědla.
Stabilizace a označování EPS
Čerstvě vyrobený pěnový expandovaný polystyren vykazuje smršťování, 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“. Polystyren označený písmenem S je stabilizovaný, což znamená, že nemění své rozměry.
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.
Čtěte také: Využití lehčeného betonu s polystyrenem
Tepelně technické vlastnosti
Tepelně technické vlastnosti pěnového polystyrenu jsou velmi dobré a lze konstatovat, že současně 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/(m.K), což je hodnota téměř totožná s hodnotou udávanou pro extrudovaný polystyren, pro EPS 200 S Stabil je hodnota součinitele tepelné vodivosti ještě nižší.
Pěnový polystyren je dnes samozhášivý, má stupeň hořlavosti C1 a třídu reakce na oheň E.
Tepelná roztažnost polystyrenu
Jednou z dalších důležitých fyzikálních vlastností EPS, na kterou je potřeba upozornit, je jeho tepelná roztažnost. Koeficient lineární tepelné roztažnosti EPS má hodnotu 0,05 až 0,07 mm/m.K. To znamená, že například při rozdílu teplot 70°C dochází k prodloužení (nebo zkrácení) desky dlouhé 1 m až o 5 mm. Šedý fasádní polystyren, který má díky obsahu grafitu o 20% lepší tepelně izolační vlastnosti než bílý EPS 70F, má téměř dvojnásobnou teplotní roztažnost oproti EPS 70F.
Důsledky tepelné roztažnosti v praxi
Samozřejmě, že záleží také na teplotě, při které byly desky z EPS na střeše položeny. Proto by neměly být na provedení jednovrstvé tepelné izolace plochých střech používány desky dlouhé například 2 m, jejichž tepelná roztažnost je oproti metrovým deskám dvojnásobná. I z těchto důvodů by měly být desky z EPS v plochých střechách vždy uchyceny 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, ale desky max. 1 x 1 m. U jednovrstvých tepelných izolací se doporučuje používat desky s polodrážkou, které snižují vliv tepelných mostů.
Na fasádní pěnový polystyren jsou tak kladeny větší požadavky na rozměrovou přesnost než na pěnový polystyren určený pro ploché střechy. Fasádní pěnový polystyren je proto také dražší.
Čtěte také: Vlastnosti cementového lepidla na polystyren
Použití polystyrenu v praxi
Ploché střechy
V posledních desetiletích jsou nejpoužívanějšími tepelnými izolacemi plochých střech pěnový a extrudovaný polystyren. 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. Toto zatížení je však třeba kontrolovat a dle jeho působení navrhovat i pevnější typy EPS - například pro terasy EPS 150 S Stabil nebo EPS 200 S Stabil.
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. Pěnový polystyren na ploché střechy (například EPS 100 S Stabil) je stabilizovaný stejně jako polystyren na fasádu (například EPS 100 F Fasádní). Pěnový polystyren určený na zateplování fasád lze použít i jako tepelnou izolaci plochých střech, ale pěnový polystyren určený pro tepelnou izolaci plochých střech nelze použít na zateplení fasády.
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. Důležité je si uvědomit, 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.
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. Deska z pěnového polystyrenu je buď rovinná, nebo spádová. Rovinná deska může být dodána i s boční polodrážkou, která minimalizuje vznik tepelných mostů.
Při realizaci obrácených nebo DUO střech je třeba 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: Použití polystyrenu
Fasády
Nejčastěji používaným izolantem pro zateplení domu je polystyren. Fasádní pěnové polystyreny se používají pro vnější kontaktní zateplovací systémy - ETICS. Fasádní polystyren EPS 70F je vhodný pro zateplení novostaveb, rekonstrukcí, bytových a panelových domů. Pro funkční zateplení fasády se doporučuje minimální síla izolace 8 cm. Šedý fasádní polystyren má díky obsahu grafitu o 20% lepší tepelně izolační vlastnosti než bílý EPS 70F, ale má téměř dvojnásobnou teplotní roztažnost. Při zateplování šedými fasádními deskami se doporučuje natáhnout na lešení stínící ochranné plachty, co nejrychleji fasádní desky přikotvit a nanést krycí a armovací vrstvu, čímž jsou desky rozměrově stabilizovány.
Podlahy
Do podlah se používá nejčastěji EPS 100 Z (nebo speciální výrobky s větší pevností v tlaku, případně s větším útlumem kročejového hluku). Pro zateplení podlahy v novostavbách je nejběžněji používán bílý podlahový polystyren s označením EPS 100Z. Stále oblíbenější je šedý podlahový polystyren Styrotherm PLUS 100 s lambdou 0,031 W/mK. Mezi podlahový polystyren se také řadí speciální izolace z elastifikovaného pěnového polystyrenu s útlumem kročejového hluku s označením Styrofloor, které se dělí podle zatížení na Styrofloor T4 a Styrofloor T5.
Doporučení pro výběr a instalaci
Vždy je potřeba vybrat takový typ polystyrenu, který je pro své vlastnosti vhodný ke konkrétnímu způsobu využití. Je nutné vždy vyhodnotit skutečné technické parametry udávané výrobcem.
| Typ polystyrenu | Použití | Pevnost v tlaku (kPa při 10% stlačení) | Koeficient tepelné vodivosti (λ) | Tepelná roztažnost (mm/m.K) | Poznámky |
|---|---|---|---|---|---|
| EPS 50 | Základní izolace | 50 | dle výrobce | 0,05-0,07 | |
| EPS 70F Fasádní | Kontaktní zateplovací systémy, fasády | 70 | 0,039 W/(m.K) | 0,05-0,07 | Přesnější rozměry, stabilizovaný |
| EPS 100Z/S Stabil | Podlahy, ploché střechy s běžným zatížením | 100 | 0,038 W/(m.K) | 0,05-0,07 | Stabilizovaný, často doporučován pro podlahy |
| EPS 150S Stabil | Terasy, střešní zahrady, ploché střechy s vysokým zatížením | 150 | dle výrobce | 0,05-0,07 | Stabilizovaný, vyšší pevnost v tlaku |
| EPS 200S Stabil | Terasy, střešní zahrady, ploché střechy s nejvyšším zatížením | 200 | nižší než 0,038 W/(m.K) | 0,05-0,07 | Stabilizovaný, nejvyšší pevnost v tlaku |
| Šedý fasádní polystyren (např. Styrotherm PLUS 100) | Fasády s vysokými nároky na izolaci | 70 (dle typu) | 0,031-0,032 W/(m.K) | až dvojnásobná oproti bílému EPS 70F | Obsahuje grafit, doporučeno stínění při instalaci |
| Perimetr/Soklové desky | Spodní stavba, sokly, podlahy, stěny bazénů | zvýšená | 0,034 W/(m.K) | dle výrobce | Zvýšená pevnost, minimální nasákavost |
| XPS | Obrácené střechy, DUO střechy, základy, podezdívky | vysoká | podobné jako EPS | 0,05-0,07 | Velmi malá nasákavost, odolný vůči tlaku, citlivý na UV záření, nižší max. tepelné namáhání (+75 °C) |
Při práci s polystyrenem je důležité používat speciální lepidla, která jsou vhodná pro tento materiál. Pro řezání polystyrenu se používá řezačka na polystyren. U vnějšího zateplení stropu se doporučuje skládat izolační desky ve dvou vrstvách přes spáry.
tags: #polystyren #tepelná #roztažnost