Volba tepelné izolace se přímo promítá do provozních nákladů domu. Stejně jako nákup tepelného čerpadla, energeticky úsporného kotle nebo fotovoltaických článků je to investice, která se časem vrátí. Při nákupu materiálů pro zateplení domů bude klíčová lambda (označená symbolem λ). Čím kvalitnější izolační materiál, tím menší bude jeho tloušťka nutná pro splnění stavebních norem. Každých pár let se tyto normy zpřísňují a s tím je spojena nutnost používat stále silnější vrstvy tepelné izolace. Na současném trhu s izolačními materiály se můžete setkat s řadou různých tepelných izolací, jejichž výrobci se vždy budou předhánět v jejich přednostech. Každá z těchto typů zateplení vašeho domu má však silné i slabé stránky. Zvážit byste měli především efektivnost vybraného typu tepelné izolace, a to v poměru ceny a izolačních vlastností.
Důležité parametry tepelné izolace
Při výběru izolace je třeba postupovat uváženě a s rozvahou. Abychom si udělali představu o vhodných materiálech, poslouží nám několik klíčových vlastností. Mezi základní vlastnosti patří tepelná vodivost (lambda), vzduchová neprůzvučnost, hořlavost, akumulace tepla, pevnost, nasákavost, odolnost proti UV záření, snadnost a rychlost montáže, hmotnost a v neposlední řadě cena. Žádný izolant není univerzální a vždy je potřeba při jeho výběru zohlednit to, kde a jak bude izolant použit a kolik jsme ochotni za něj zaplatit.
Lambda (λ) - součinitel tepelné vodivosti
Málokterý výrobce poskytuje stárnoucí lambdu, tedy takovou, která bude odpovídat tepelně izolačním vlastnostem po instalaci materiálu v objektu. Většina dává deklarovanou lambdu, tedy takovou, jakou má výrobek ihned po opuštění výrobní linky. Tepelný izolant je látka, která špatně vede teplo, tzn. má nízkou tepelnou vodivost. Veličina, která umožňuje porovnání látek podle tepelné vodivosti, se nazývá součinitel tepelné vodivosti. Tepelné izolanty mají nízký součinitel tepelné vodivosti.
Dlouhodobá absorpce vody
Kolikrát jsme už viděli staveniště s částečně osazenou tepelnou izolací? To je běžný pohled, protože je velmi vzácné, aby dodavatel dokončil práci za jeden den. Co se stane s materiálem, když je vystaven vlhkosti? Předvídat to není těžké. Princip fungování je jednoduchý - přítomnost vody částečně nahrazuje lambdu izolačního materiálu lambdou vody, která je v případě vlny dokonce 15x horší (λD 0,040 vs. λ 0,600). Proto je velmi důležitým parametrem dlouhodobá absorpce vody. Při velké vlhkosti a tlaku na izolaci použijeme extrudovaný polystyren, který má nasákavost nejmenší.
Tepelné mosty
Takové řešení nevyžaduje snížení podhledu, ale především umožňuje zbavit se problému tepelných mostů, tedy porušení tepelné izolace. V případě klasického zateplení polystyrenem může dojít ke vzniku nežádoucích tepelných mostů v místě spojů.
Čtěte také: Vlastnosti asfaltových hydroizolací
Typy tepelných izolací
Na trhu je velké množství izolačních produktů z různých materiálů, pro různorodé účely a na odlišné konstrukce. Níže se můžete podívat na izolaci z minerální vaty, foukanou skelnou vatu, polystyren, PIR desky a některé ekologické materiály. Obvykle izolace rozdělujeme na minerální, syntetické a přírodní.
Minerální izolace
Minerální tepelná izolace není organická, a tak příliš nepodléhá napadání hub, plísní a parazitů. Vyniká nehořlavostí a zpravidla i dobrou propustností par. Obvykle je také hydrofobní. Patří mezi nejpoužívanější izolační materiály vůbec. Vyrábí se z minerálních vláken v podobě skelné vlny nebo čedičové vaty. Oba typy mají velmi podobné vlastnosti, rozdíl spočívá zejména ve výrobní technologii. Skelné vaty se produkují z recyklovaného borosilikátového skla, ty čedičové pak z čediče a dalších hornin (žuly, vápence, dolomitu).
Minerální vata
Mezi velmi rozšířené materiály pro zateplování domů pak jistě patří i izolace z minerální vaty. Nejčastěji se jedná o čedičovou izolaci, která vyniká nehořlavostí, ale i slušným akustickým útlumem. Minerální vata je oblíbená pro skvělé tepelně izolační vlastnosti, paropropustnost, odolnost vůči vysokým teplotám i vůči UV záření. Oproti izolaci EPS má vyšší pořizovací cenu, a i vlastní instalace je trochu náročnější než u polystyrenu. Další slabinou minerální izolace je její zvýšená nasákavost, takže na rozdíl od polystyrenu není vhodná na soklové části domu, u chodníku a v místech, kde hrozí odkapávání či odstřikování vody. Za nevýhodu pak bývá považováno i uvolňování částeček při montáži, protože ty dráždí dýchací cesty.
Všechny izolace z minerálních vláken fungují na akustiku.
Syntetické izolace
Tepelná izolace ze syntetických materiálů je vyhledávaná pro skvělé tepelněizolační vlastnosti a cenovou dostupnost. Nejvyužívanějším druhem syntetického izolačního materiálu je bezpochyby polystyren. Podle technologie výroby jej rozdělujeme na pěnový (EPS) a extrudovaný (XPS).
Čtěte také: Cihly s tepelnou izolací
Pěnový polystyren (EPS)
Na zateplení nadzemní části domů se nejčastěji v Česku používá pěnový polystyren EPS. Jeho hlavními výhodami je nízká pořizovací cena, ale i jednoduchá manipulace s deskami a s tím související rychlá instalace. Tato skutečnost pak také výrazně snižuje cenu kompletní realizace. Pokud je navíc správně instalován, může být jeho životnost velmi vysoká. Ačkoli se řada lidí bojí u polystyrenů zvýšeného nebezpečí požáru, EPS polystyreny jsou samozhášecí. Na druhou stranu, v případě klasického zateplení polystyrenem může dojít ke vzniku nežádoucích tepelných mostů v místě spojů, navíc zdivo dostatečně neodvětrává, protože vlhko je propouštěno pouze omezeně. Odtud také plyne podmínka, že polystyren se nesmí lepit na zdivo s vyšší vlhkostí než 6 %. Obecně se doporučuje zateplovat polystyrenem tloušťky minimálně 120 mm, tak aby nevznikal ve stěně rosný bod, což může být pro řadu staveb ekonomicky nenávratné (nehodí se pro pasivní a energeticky úsporné domy). Navíc při působení vysokých teplot velmi rychle stárne, takže není vhodný pro stěny domu, kam v létě celodenně svítí slunce a teplota povrchu prudce stoupá. Bílý polystyren je nejběžnější a zároveň cenově nejdostupnější tepelná izolace. Sourozencem bílého polystyrenu je polystyren šedý, kde je rozdíl pouze v příměsi grafitu, který by měl díky reflexi grafitu ještě zlepšit tepelněizolační vlastnosti běžného polystyrenu. Výborné tepelné vlastnosti mají tzv. „šedé“ polystyreny, které se používají na fasády, ploché střechy a do podlah.
Extrudovaný polystyren (XPS)
S některými nedostatky EPS polystyrenu si umí poradit XPS polystyren. Extrudovaný polystyren je oproti EPS polystyrenu tvrdý, přičemž si zachovává svou nízkou váhu. Tento typ polystyrenu je méně nasákavý, protože má uzavřenou strukturu a zároveň i více odolný v tlaku. XPS polystyren má i o něco lepší tepelně izolační vlastnosti než polystyren expandovaný. Jeho výraznou nevýhodou však je nízká odolnost vůči UV záření, kvůli čemuž není vhodný pro zateplování nadzemních staveb. Při velké vlhkosti a tlaku na izolaci použijeme extrudovaný polystyren, který má nasákavost nejmenší.
PUR a PIR pěny a desky
Velmi významným krokem v oblasti tepelné izolace staveb byl nástup PUR izolací, které mohou mít formu stříkané pěny nebo pevných desek. Oproti již výše uvedeným materiálům má lepší tepelně izolační vlastnosti a je tak možné jej aplikovat v tenčí vrstvě. V obou formách pak tato izolace slouží i jako akustická, protože skvěle pohlcuje zvuk. Navíc má PUR izolace velmi dobré protipožární vlastnosti, je nenasákavá a paropropustná, díky čemuž odolává tvorbě plísní. Velkou výhodou PUR izolace ve formě pěny je i skutečnost, že je možné jednoduše zaizolovat i špatně dostupná místa nebo skutečnost, že je možné izolační pěnu aplikovat už v době výstavby. Pro zateplení fasád domů při rekonstrukcích se pak používají především desky z PUR pěny, které vynikají jednoduchou manipulací a montáží. Nevýhodou vůči výše popsaným izolačním materiálům pak je možnost tvorby tepelných mostů a vyšší pořizovací cena této izolace. PUR a PIR pěny mají jemnou strukturu pórů. Tyto pěny jsou vhodné pro technologii stříkané izolace, dostupné jsou však i v podobě desek. Patří mezi moderní izolační materiály, které vynikají nízkou hmotností, snadnou montáží a dobrými tepelněizolačními vlastnostmi.
Vylepšenou verzí PUR izolace jsou mladší izolační PIR desky, které mají při stejných tepelně izolačních vlastnostech užší profil. Kromě toho nabízí izolační PIR desky nízkou hmotnost, odolnosti vůči ohni, vyniká i nízkou nasákavostí a vysokou pevností v tlaku. Což je zárukou její dlouhé životnosti. Navíc jsou desky z PIR pěny vhodné i pro alergiky, protože předchází vzniku plísní, nelákají hlodavce a jsou zdravotně zcela nezávadné. Jednoduchá je i samotná montáž PIR desek, protože na rozdíl od desek polystyrenových jsou po všech stranách zpravidla opatřeny ozubem či pero-drážkou. To je navíc dělá i vysoce odolnými vůči větru. Jistou nevýhodou zateplení pomocí PIR desek je vyšší cena než u výše uvedených tepelně izolačních materiálů. Kromě toho se jedná o materiál, který je sice vůči životnímu prostředí šetrný, ale není přírodní jako následující typy izolací.
Pěnové sklo
Méně často se můžete v praxi setkat s izolací domu pomocí pěnového skla. V tomto případě se jedná o recyklovaný materiál, který je i přesto mechanicky velmi odolný. Výborně odolává ohni, mrazu, vlhkosti, plísním a hnilobě. Jeho instalace je jednoduchá, materiál má nízkou hmotnost, vysokou odolnost a nepropouští vodu. Nevýhodou je jeho pořizovací cena, která je až třikrát vyšší než u ostatních materiálů. Na pěnové sklo narazíte v podobě drtě nebo izolačních desek. Mají porézní strukturu, a tak dokážou dobře pohlcovat vlhkost a současně ji odpařovat.
Čtěte také: Rozměry a postup betonáže základu pro tepelné čerpadlo
Přírodní materiály
Izolaci pro zateplení podlahy, půdy a dalších stavebních konstrukcí vyřešíte také použitím izolace z přírodních materiálů. Poměrně obsáhlou skupinu tvoří tepelné izolace na bázi dřeva a papíru, které však často obsahují i další přísady minerálního či syntetického charakteru. Izolační materiály čistě přírodního původu jsou hypoalergenní a šetrné k životnímu prostředí. Přesto musí obsahovat speciální látky, které materiály ochrání před škůdci, plísněmi či houbami a minimalizují hořlavost.
Dřevěná vlákna a celulóza
Dalším přírodním materiálem vhodným k tepelné izolaci budov je celulóza a dřevěná vlákna. Kromě dobrých izolačních vlastností mají tyto přírodní materiály velmi dobré akustické vlastnosti. Jedná se o paropropustné materiály, které jsou vhodné pro stěny a střechy, jež musí dýchat. Jejich mechanická odolnost je vysoká. Jedná se o recyklovaný materiál. Nevýhodou je vysoká pořizovací cena, ale i skutečnost, že časem může tato izolace ztratit tvar i objem. Spadají sem především dřevovláknité a dřevocementové izolace. Vzhledem k velké objemové hmotnosti mají dobrou schopnost tepelné akumulace. Používají se zejména jako vnější izolace, případně izolace ze strany interiéru, a důležitou roli hrají při zateplování dřevostaveb. Jsou také alternativou k sádrokartonu pro zhotovení vnitřních příček. Dřevocementové desky se pak používají jako izolant do sendvičových příček. Izolanty na bázi papíru a celulózy se nejčastěji využívají pro technologii foukané izolace. Protože je vstupním materiálem recyklovaný papír, je výroba ekologická. Z papíru se dále vyrábí vlnité desky či voštinové desky.
Ovčí vlna
Pro zateplení stavebních konstrukcí můžete použít například izolaci z ovčí vlny. Používá se jako výplň a při adekvátní technologické úpravě se hodí i pro izolaci střešních plášťů či plovoucích podlah. Nevýhodou je vyšší cena a zvýšené riziko požáru.
Experimentální srovnání tepelných izolací
Rozhodli jsme se, že izolace podrobíme měření a tím našim čtenářům lépe ukážeme, jak si která izolace vede v různých podmínkách. Při testu bylo potřeba zajistit prostředí respektující přírodních zákony, aby nedocházelo ke zkreslování výsledků u různých typů izolací.
První experiment: Simulační termoska
K prvnímu experimentu nás inspirovala klasická termoska. Tento experiment se zdál jednoduchý, lehce realizovatelný a porovnatelný. Princip spočíval v tom, že se vytvoří box z izolantu, který bude simulovat termosku a do něj se vloží ohřátá voda o určité hmotnosti a teplotě. Box, ve kterém ohřátá voda vychladne nejrychleji, bude mít nejhorší tepelně izolační vlastnosti. Do vytvořených boxů byla vložena sklenice horké vody s hmotností kapaliny 672 g. Max. teplota kapaliny se mírně lišila (vstupní teplota byla okolo 60 °C). Předpokládali jsme, že teplota vody v boxu s horším izolantem bude klesat rychleji, než v boxu s izolantem lepším. Ukázalo se, že pokles teploty vody byl u všech boxů prakticky totožný. Vyvodili jsme z toho, že tímto způsobem kvalitu izolace nelze určit a ani změřit.
Druhý experiment: Simulace zatepleného domu
Zadáním druhého testu bylo simulovat zateplený dům, ve kterém se topí na stále stejnou teplotu. Při návrhu tepelné obálky domu se obvykle počítá s výpočtovou teplotou venku (-12 °C, popř. -15 °C) a vevnitř (+20 °C). Rozdíl je tedy 32 °C, respektive 35 °C. Stejný teplotní rozdíl byl stanoven i pro náš experiment. K okolní venkovní teplotě boxů cca 10 °C, bylo přičteno 34 °C. V testu je tedy počítáno s vnitřní teplotou 44 °C a venkovní 10 °C. Výsledkem bude číselná hodnota, která nám ukáže, kolik se v boxech protopí energie na udržení stanovené teploty. Naměřené výsledky byly na rozdíl od prvního testu „termoska“ rozdílné a tím pádem i průkaznější. Opakování testů ve více dnech prokázalo stejné výsledky měření.
Výsledky a pozorování
Při tepelném nátopu boxů se ihned ukázalo, jak který izolant akumuluje. Zatímco u polystyrenových boxů šla teplota velmi rychle nahoru, tak u minerální vaty už toto tempo bylo pomalejší, ale rozdíl nebyl dramatický. Velkým překvapením byl box z reflexní fólie, který při nátopu teplo doslova hltal a teplota stoupala velmi pomalu. V případě polystyrenů sice dochází k rychlému nahřátí, ale i k rychlému vychladnutí vzduchu.
Níže uvedená tabulka shrnuje výsledky druhého experimentu:
| Typ izolace | Tloušťka (mm) | Deklarovaná Lambda (λ) | Změřená spotřeba energie (Wh) | Srovnání s nejlepším výsledkem |
|---|---|---|---|---|
| EPS bílý | 40 | 0,039 | 20,02 | Nejnižší spotřeba |
| Superfoil | 65 | 0,028 | 25,33 | Horší o 26,5% |
| EPS šedý | 30 | 0,032 | 27,11 | Horší o 36,4% |
Vyhrál bílý polystyren o 26,5% oproti největšímu favoritovi folii Superfoil. Předpoklad byl, že vzhledem k deklarovaným parametrům, jednoznačně vyhraje Superfoil SF 40 65mm, který měl dosáhnout až cca 3x lepší výsledek než ostatní izolace (na základě R), což se nepotvrdilo. Ani bez problematických spojů se tepelněizolační vlastnosti Superfoil SF40 k deklarovaným hodnotám zdaleka nepřiblížily a dosáhly tak mnohem horšího výsledku, než bylo očekáváno. Ostatní izolanty mezi sebou měly také odchylky oproti očekávání, ale rozdíly nebyly tak propastné.
Doporučení pro budoucí testy
- Zvětšit měřený box pro snížení vlivu netěsností a teplotních vazeb.
- Měřit pouze jednu stranu izolace pro omezení vlivu koutů.
- Box dokonale utěsnit (vzduchotěsnost).
- Používat stejné tloušťky izolací pro lepší ilustraci.
- Otestovat stejnou izolaci o více tloušťkách (např. 5 a 10 cm).
- Prodloužit dobu nahřívání boxu.
- Preferovat konstantní zdroj tepla (např. pomocí stmívače).
- Zajistit lepší rovnoměrnější distribuci tepla.
Kritika a další úvahy
Velká část reálných úniků tepla je infiltrací (netěsností), proto se v domech aplikuje parozábrana, okna mají gumu na rámech, u fasády je před izolací těsná zeď, atd. aby vítr nefoukal až dovnitř. Dále existuje závislost tepelné vodivosti na teplotě. Ve stavařině se sice používá konstantní tepelná vodivost, ale ta vychází z teplot okolo + 10 °C. Například minerální vata má pro teploty kolem 65 °C tepelnou vodivost o přibližně polovinu horší. Box má rohy a kouty, kde vznikají tepelné vazby - opět zde vznikají nespecifikované úniky tepla.
Pokud má být srovnávací test tepelných izolací skutečně relevantní, pak je nutné srovnávat nejen součinitel tepelné vodivosti konstrukce U (W/m.K), ale také zároveň i dobu fázového posunu konstrukce (doba v hod.). Tj. nejen kolik energie může utíkat skrz konstrukci (zejména v chladném období roku), ale také zjistit, za jak rychle se může konstrukce přehřívat v teplém období roku, než se toto začne negativně projevovat v prostoru interiéru na jeho teplotní stabilitu. Výsledky testu podle mého názoru výrazně ovlivnil ještě jeden jev, který nebyl v článku příliš zmíněn, a to rozdíly v emisivitě povrchů testovaných tepelných izolací pro záření žárovky, kterou se ohříval vnitřek boxů.
Formy izolačních materiálů
Konkrétní typ výrobku tepelné izolace volte podle způsobu zpracování a umístění. Nejčastěji narazíte na izolanty ve formě desek, rohoží nebo volného násypu.
- Desky: S deskami se vám bude dobře manipulovat a oceníte i jejich větší pevnost v tlaku.
- Rohože: Rohože jsou pak kompaktnější, a tak vám umožní snazší izolaci prostorů nepravidelného tvaru.
- Volný násyp: Volně sypané izolanty pak můžete použít při zateplení spodních vrstev podlah.
tags: #přehled #tepelných #izolací