Kvalitní tepelná izolace je nedílnou součástí jakékoliv stavby. Slouží nejen k minimalizování úniku tepla z objektu jako takového, ale i k izolaci konkrétních stavebních částí, například rozvodů vody. Na trhu narazíte na nespočet izolačních materiálů, které se liší svými vlastnostmi i způsobem použití. Pro dosažení požadovaných parametrů, například u pasivního domu, je nezbytně nutné věnovat tepelným izolacím rozhodující pozornost. Tloušťka izolace se na celkové ceně podílí jen malou částí, zatímco silnější izolace „odpustí“ i drobné chyby v konstrukci. Znamená podstatné zhoršení tepelně izolačních vlastností celého objektu úzkostlivě chránit. I když je tato hodnota pro pasivní domy vyčíslena na max. podstatně nižší.
Rozdělení a druhy tepelných izolací
Základním hlediskem pro rozdělování tepelných izolací je vstupní materiál. Zásadně ovlivňuje výslednou hodnotu součinitele prostupu tepla a další parametry (paropropustnost, voděodolnost aj.). Obvykle izolace rozdělujeme na minerální, syntetické a přírodní.
Minerální tepelné izolace
Minerální tepelná izolace není organická, a tak příliš nepodléhá napadáním hub, plísní a parazitů. Vyniká nehořlavostí a zpravidla i dobrou propustností par. Obvykle je také hydrofobní. Patří mezi nejpoužívanější izolační materiály vůbec.
- Minerální vlna (skelná nebo kamenná/čedičová vlna): Vyrábí se z minerálních vláken. 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 vlna je objemově hydrofobizovaná, ale nelze ji trvale vystavit vlhku. Běžně dosahuje hodnot tepelné vodivosti mezi λD 0,035-0,040 W/(m.K). Používá se pro kontaktní zateplení, provětrávané fasády, nebo pro vytvoření požárních pásů. Další výhodou minerální vlny je její nízký difúzní odpor, a tím vysoká paropropustnost. Při kontaktním zateplení je desky nutné lepit a mechanicky kotvit hmoždinkami, které je nutné zapouštět a zátkovat kolečky z izolace.
- Pěnové sklo: Moderní typ tepelné izolace, u kterého oceníte vysokou odolnost v tlaku. Na pěnové sklo narazíte v podobě drtě nebo izolačních desek. Materiál vzniká ztavením směsi skleněného a uhlíkového prášku, jejichž stěny jsou zcela uzavřené. Tím dociluje materiál úplné nehořlavosti a parotěsnosti. S λD = 0,040-0,050 W/(m.K) a vysokou únosností a nenasákavostí je ideální pro eliminaci tepelných mostů nebo jako štěrk pěnového skla s λD = 0,075-0,085 W/(m.K).
- Pěnové minerální desky: Mají porézní strukturu, a tak dokážou dobře pohlcovat vlhkost a současně ji odpařovat. Vyrábí se z různých plniv minerálního původu a zpravidla obsahují také vlákna celulózy.
- Vápenosilikátové desky: Vstupními surovinami pro výrobu jsou vápno, písek, voda a zpěňovadlo. Materiály jsou velmi odolné proti napadení plísněmi. Desky jsou křehké a při neopatrné manipulaci se mohou lámat.
Syntetické tepelné izolace
Tepelná izolace ze syntetických materiálů je vyhledávaná pro skvělé tepelněizolační vlastnosti a cenovou dostupnost.
- Polystyren (EPS - expandovaný polystyren): Je stále nejrozšířenějším tepelným izolantem. Vzniká jako produkt polymerace styrenu. Používá se pro kontaktní zateplení na soudržném podkladním materiálu, rovinatosti a výšky objektu do 8 m nejčastěji celoplošným lepením bez mechanického kotvení. Při rekonstrukcích je nutné desky mechanicky kotvit hmoždinkami. Materiál běžně dosahuje hodnot deklarovaného součinitele tepelné vodivosti λD = 0,036 W/(m.K) pro EPS 100. Speciální typy s příměsí grafitu (tzv. „šedý EPS“) dosahují výborných hodnot λD až 0,031 W/(m.K). Výhodou je vyšší izolační schopnost při menší tloušťce. Expandovaný polystyren nelze dlouhodobě vystavit vlhku ani účinkům UV záření a je omezená i jeho pevnost.
- Extrudovaný polystyren (XPS): Liší se od expandovaného polystyrenu jak způsobem výroby, tak i vlastnostmi. Má strukturu bez mezer. Součinitel tepelné vodivosti se pohybuje v intervalu 0,029 - 0,038 W/(m.K). Využívá se tam, kde by mohlo dojít ke kontaktu s vodou, tedy i zelené střechy, dále při izolování základů, suterénu, soklu, podlahy a eliminaci tepelných mostů. Pevné a téměř nenasákavé izolační desky z extrudovaného polystyrenu si zachovávají své zamýšlené stavebně-fyzikální vlastnosti i ve vlhké půdě.
- Polyuretan (PUR a PIR pěny): Mají jemnou strukturu pórů. Aplikuje se buď přímo na místě stříkáním nebo litím, nebo je dodáván ve formě desek či tvarovek. Polyuretan se vyznačuje vysokou pevností vůči tlaku a může být použit pro eliminaci tepelných mostů (např. práh u dveří, atd.) či kotvící tvarovky. Je však nutné jej chránit před UV zářením.
- Fenolická pěna: Patří mezi moderní izolační materiály, které vynikají nízkou hmotností, snadnou montáží a dobrými tepelněizolačními vlastnostmi. Deska z fenolické pěny o síle 100 mm má podobné parametry jako deska z polystyrenu o síle 180 mm. Je tak vhodnou alternativou pro zateplení do míst s omezeným výplňovým prostorem.
Přírodní tepelné izolace
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.
Čtěte také: Vše o měrné tepelné kapacitě betonu
- 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. Desky z dřevitých vláken se dají považovat za k přírodě šetrný materiál, při jejich výrobě je použito jen minimální množství lepidla. Jsou dobře paropropustné a hodnota λD se pohybuje v rozmezí 0,038-0,050 W/(m.K).
- Celulózová izolace: Jedná se o tepelnou izolaci z celulózových vláken, která se vyrábí metodou recyklace starého novinového papíru. Izolanty na bázi papíru a celulózy se nejčastěji využívají pro technologii foukané izolace. Protože je vstupním materiálem recyklovaný papír, je výroba ekologická. Základními používanými přísadami jsou boritany, fosforečnan amonný či síran hořečnatý, který je zdravotně i ekologicky nezávadný. Celulóza se aplikuje s pomocí strojního zařízení foukáním za sucha nebo formou nástřiku. Dle různých způsobů aplikace celulóza dosahuje hodnot λD = 0,035-0,042 W/(m.K).
- Slaměné balíky: Obliba slaměných balíků jako tepelné izolace v poslední době roste zejména mezi ekologicky smýšlejícími stavebníky. Používá se v kombinaci s přírodními materiály, jako jsou hliněné omítky a nepálené cihly. Kvalitně slisované slaměné balíky o objemové hmotnosti 90-110 kg/m3 dosahují hodnotu λD = 0,052 W/(m.K).
- Konopí: Patří do skupiny obnovitelných zdrojů nesoucích minimální ekologickou stopu. Obsahuje hořké látky, díky nimž odolává škůdcům. Konopná izolace se vyrábí z konopných vláken, které jsou navzájem pojeny příměsí nejčastěji z ovčí vlny. Konopí má výborné tepelně izolační a zvukově izolační vlastnosti.
- Len: Z nalámaných lněných stonků se vyrábí tepelné izolace, které svými vlastnostmi překonají i ty nejmodernější. Zajišťuje neprůzvučnost, která je podstatně vyšší než u umělých materiálů. Lněná izolace má téměř žádnou ekologickou stopu.
- Ovčí vlna: Využívá se pro svou schopnost vydávat vzdušnou vlhkost, čímž optimalizuje vlhkost v celém obytném prostoru. Má výtečné tepelně zvukové vlastnosti, odolává škůdcům a má dlouhou životnost. Vyrábí se ve formě rohoží, či elastických desek.
- Korek: Patří mezi obnovitelné zdroje. Jako izolace se používá ve formě desek vhodných rozměrů do fasádních zateplovacích systémů, montovaných konstrukcí apod.
High-tech izolační materiály
- Vakuová izolace: Patří mezi takzvané high-tech izolační materiály. U nás se používá zřídka, zejména kvůli vysoké ceně. Panel je vakuově uzavřen v metalizované fólii. Plnivo tvoří pyrogenní kyselina křemičitá, která zajišťuje prvku unikátní vlastnosti. V neporušeném stavu se udává λD = 0,004 W/(m.K) až 0,008 W/(m.K). Při těchto hodnotách je možné použít k izolování stěny na úroveň pasivního domu pouze 6 centimetrů široký panel.
Způsoby aplikace tepelných izolací
Při posuzování způsobu aplikace izolace vycházíme hlavně z konkrétní budovy. Budeme izolaci aplikovat ještě další prvky (omítku apod.) nebo ji pouze překryjeme záklopem? Bude izolace mechanicky namáhaná?
Vnější zateplení
Vnější zateplovací systémy jsou nejčastějším způsobem tepelné izolace objektů. Jejich největší výhodou je celistvost tepelně-izolační vrstvy. U masivních stěn s vysokou akumulační schopností lze také dosáhnout vynikajících parametrů tepelné setrvačnosti vnitřního prostoru.
- Kontaktní zateplení (ETICS): Tvoří jednolitý celek jednotlivých vrstev systému. Povrch fasády tvoří většinou omítka, v ojedinělých případech lepený obklad. Pro kontaktní zateplení je nejčastěji používán expandovaný polystyren nebo minerální vlna s tenkovrstvou vnější omítkou. U těchto systémů hrozí riziko kondenzace vlhkosti v konstrukci, proto je nutné prověřit výpočtem. Tloušťka izolace není nijak omezena, aplikuje se v jedné vrstvě.
- Provětrávané fasády: Vkládá se tepelná izolace mezi nosné prvky roštu (nejčastěji dřevěného), který je připevněn k nosné části zdiva. Rošt může být dvojitě až trojitě překřížený pro eliminaci liniových tepelných mostů nebo použít vhodnější I-nosníky. Z vnější strany roštu se vytvoří provětrávaná mezera o tloušťce min. 40 mm a připevní se fasádní obklad (dřevo, cementotřískové desky, keramika a podobně). V tomto systému se používá vláknitá tepelná izolace (desková v rolích nebo foukaná). Je-li jako povrchová úprava požadována omítka, použije se rošt vyplněný izolací jako nosný prvek. Nosičem pro omítku jsou pak např. desky či štěpkocementové desky (heraklit), kterými je rošt zaklopený.
Vnitřní zateplení
U rekonstrukcí budov je velmi těžké dosáhnout pasivního standardu, například u režného zdiva nebo štukové výzdoby. Tam, kde nepřipadá vnější zateplení v úvahu, je jediným řešením izolace zevnitř. Z energetického i ekonomického hlediska nemá smysl zateplovat silnější vrstvou než 120 mm. Při rozumném návrhu vnitřní izolace se lze u historické budovy dostat na U (stěna) = 0,30 W/(m2.K). Samotnou kapitolou je vlhkostní chování takové konstrukce, kde za vrstvou izolace může na chladné stěně vlhkost kondenzovat. Proto je nutné použít parobrzdu nebo parozábranu, případně použít nenasákavou izolaci, která bude páry propouštět.
Systémy s integrovanou izolací
Tyto systémy, které tvoří specifickou skupinu masivních staveb, v současné době získávají stále větší oblibu. Jedná se například o stěny z polystyrenových nebo štěpkocementových tvarovek. Bloky jsou vyráběny z EPS s přídavkem grafitu (tzv. šedý polystyren), který tvoří zároveň bednění pro litý beton tvořící nosnou část stěny. Takový polystyren dosahuje součinitele tepelné vodivosti λ = 0,032 W/(m.K).
Tepelná izolace ve vlhkém prostředí
Tepelná izolace podzemních staveb je vystavena mnoha obtížným podmínkám, jako jsou velké užitné hmotnosti, pasivní a aktivní zemní tlaky, stálá vlhkost půdy, dlouhodobé působení vody, cykly zmrazování a rozmrazování, ale i mechanické poškození při výstavbě. V takových podmínkách většina tepelné izolace slábne, a především ztrácí své původní tepelně izolační vlastnosti.
Čtěte také: Význam tepelné vodivosti betonu ve stavebnictví
Extrudovaný polystyren (XPS) pro vlhké prostředí
Tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu (XPS) je jednou z mála tepelných izolací, která je vhodná pro použití do tohoto prostředí. Pevné a téměř nenasákavé izolační desky z extrudovaného polystyrenu, které jsou vyráběny speciálním procesem extruze, si zachovávají své zamýšlené stavebně-fyzikální vlastnosti i ve vlhké půdě. Tepelná izolace XPS je proto jednou z nejúspornějších a nejúčinnějších tepelných izolací konstrukcí trvale umístěných pod úrovní terénu. Nabídka na trhu tepelných izolací XPS zahrnuje také vysoce kvalitní produkty FIBRANxps.
Proč je nutné věnovat izolačním pracím pod úrovní terénu tak velkou pozornost?
- Protože podzemní části budov jsou později většinou obtížně přístupné.
- Protože chyby se později těžko opravují.
- Protože sanace poruch jsou technologicky a časově náročné.
- Protože sanace může být velmi drahá.
Soklová část
Soklová část je část fasády budovy, která se dotýká země. Sokl, který je v kontaktu se zemí, je vystaven jak atmosférické vodě, tak vlhké půdě. Vzhledem k tomu, že odolnost proti vlhkosti je jednou z nejdůležitějších vlastností tepelné izolace na patě budovy, používá se na sokl fasády obecně tepelná izolace z extrudovaného polystyrenu, jako je např. ETICS FIBRANxps. Pod úrovní terénu je použit jiný typ tepelné izolace XPS, a to FIBRANxps 300-L s hladkým povrchem (s minimální nasákavostí) pro trvalou tepelnou ochranu i ve vlhkém prostředí. V oblasti soklu fasády a hlouběji není vhodné použití tepelné izolace z pěnového polystyrenu (EPS), neboť se jedná o materiál určený pro instalaci v suchém prostředí.
Suterénní stěna
Vnější suterénní stěna, stejně jako všechny ostatní prvky stavby, které jsou v kontaktu s vlhkou zeminou nebo dokonce pod hladinou spodní vody, jsou vybudovány vodotěsné nebo jsou následně chráněny před škodlivými účinky vlhkosti hydroizolačními vrstvami nebo nátěry. Vzhledem k tomu, že hydroizolace je vystavena možnému mechanickému poškození během výstavby nebo v důsledku pozdějších nárazů, je hydroizolační vrstva na stěnách vytápěných a nevytápěných sklepních prostor obklopena vrstvou pevné nenasákavé tepelné izolace z extrudovaného polystyrenu, např. FIBRAN xps 300 -L. Taková tepelná izolace splňuje požadavky na instalaci pod úrovní terénu pro dosažení trvalé mechanické a energetické účinnosti.
Hlavní výhody tepelné izolace stěn suterénu:
- Zajištění teplotní stability v místnosti.
- Zamezení rosení vnitřního povrchu stěny.
- Ochrana hydroizolace proti mechanickému poškození.
- Ochrana hydroizolace před teplotními vlivy a následně před rychlejším stárnutím materiálu.
Přiměřená tloušťka tepelné izolace
- Vytápěné podzemní prostory: Minimální tloušťka tepelné izolace stěn suterénu vytápěných místností je stanovena výpočtem na základě normových požadavků pro tento typ konstrukce. U nízkoenergetických staveb a pasivních domů se tloušťka tepelné izolace stěn značně zvyšuje, neboť musíme dosáhnout velmi příznivé energetické třídy. U téměř nulových budov, kde je potřeba větší tloušťka tepelné izolace, se izolační desky pokládají ve dvou vrstvách se vzájemným lepením.
- Nevytápěné podzemní stavby: Nevytápěné sklepní nebo suterénní prostory lze tepelně a mechanicky chránit minimální tloušťkou vhodné tepelné izolace XPS, která slouží jako mechanická ochrana hydroizolace a zároveň minimální tepelná ochrana zabraňující rosení a tvorbě plísní na stěnách.
Správná instalace tepelné izolace XPS na stěnu pod úrovní terénu
Celá plocha později zasypávané suterénní stěny včetně boků základu je pečlivě pokryta tepelně izolačními deskami. Desky se instalují na rovnou a čistou plochu hydroizolace těsně k sobě, s lineárním přesazením. Desky lepíme ve svislých pruzích na již dříve provedenou hydroizolační vrstvu stěny nízkoexpanzním polyuretanovým lepidlem. Tepelně izolační desky, které se instalují pod úrovní hladiny spodní vody, je nutné lepit celoplošně, k čemuž se doporučují vhodné voděodolné lepicí tmely.
Tepelné mosty
Tepelné mosty jsou místa se zvýšeným přenosem tepla oproti bezprostřednímu okolí. Kromě zvýšení tepelných ztrát mohou způsobovat viditelný a nechtěný kondenzát. Na povrchu vlhkých stěn, stropů a podlah se začnou vyvíjet houby a plísně. Abychom se vyhnuli tepelným mostům, musíme dávat pozor, abychom neporušili tepelnou izolaci podél celé obálky vytápěné části budovy. Nezateplené konstrukční prvky, jako jsou prosvětlovací šachty, terasy, nevytápěné přilehlé místnosti nebo budovy a další jednotlivé konstrukce, musí být odděleny od vytápěné části budovy, popř. zateplené, aby nedocházelo ke zvýšenému prostupu tepla.
Čtěte také: Jak správně izolovat betonovou podlahu?
Základová deska a podlahy na terénu
Souvislou tepelnou obálku budov bez tepelných mostů v dobře provedených nízkoenergetických budovách zajišťuje pouze tepelná izolace instalovaná i pod základy budov, což je v praxi proveditelné se základy na základové desce. Průmyslové podlahy, podlahy dílen a skladů, stejně jako podlahy přízemí nedokončených budov nebo sklepů, jsou mnohem více vystaveny mnoha namáháním a vlhkosti. Takové konstrukce proto odůvodňují požadavek na instalaci nosné a nenasákavé tepelné izolace XPS.
Transparentní izolace
Až dosud probírané typy izolací byly izolace netransparentní, tedy nepropustné pro sluneční záření. Je otázka, zda by zbývajících 70 % plochy stěny nebylo možné využívat pro další solární zisky. Odpovědí na tuto otázku jsou samozřejmě transparentní izolace. S myšlenkou transparentních izolací přišel poprvé koncem 50. let 20. století francouzský inženýr Felix Trombe, po němž byla stěna pojmenována. Trombeho stěna je masivní, 20-40 cm silná stěna, postavená z dobře tepelně vodivého materiálu (beton, plná cihla apod.) natřená tmavou barvou. Stěna je z venku zakryta nejčastěji dvojitým zasklením, které vlastně tvoří tepelnou izolaci celé stěny. Sluneční záření zahřívá tmavě natřený povrch stěny a teplo je pak následně vedeno materiálem stěny dovnitř. Ohřev je v závislosti na tloušťce stěny opožděn o 5-10 hodin. Oba tyto stavební prvky (okno a Trombeho stěna) se tak vhodně doplňují. Můžeme teplo vznikající mezi masivní Trombeho stěnou a zasklením vhánět přímo do místností. Tím se snižují tepelné ztráty a zvyšuje účinnost.
Kromě Trombeho stěny existují i novější systémy, které jsou lépe průhledné ke slunečnímu záření. Tyto převážně skleněné bloky tvořené množinou trubiček jsou transparentním lepidlem nalepeny na černě natřený povrch stěny. Sluneční záření pak bez větších ztrát prochází až k černému natření povrchu stěny, kde se přemění v teplo. Díky velmi tenkým trubičkám prakticky neprobíhá přenos tepla. Tyto systémy dosahují hodnoty g = 0,5, což je hodnota obdobná jako u okenního skla.
Tabulka součinitelů tepelné vodivosti (λD) vybraných izolačních materiálů
| Materiál | Typ | λD [W/(m.K)] | Poznámky |
|---|---|---|---|
| Expandovaný polystyren (EPS) | Syntetický | 0,031 - 0,036 | "Šedý EPS" dosahuje nižších hodnot λD. |
| Extrudovaný polystyren (XPS) | Syntetický | 0,029 - 0,038 | Vhodný do vlhkého prostředí. |
| Minerální vlna | Minerální | 0,035 - 0,040 | Vysoká paropropustnost. |
| Pěnové sklo | Minerální | 0,040 - 0,050 | Vysoká únosnost, nehořlavost, parotěsnost. |
| Celulózová izolace | Přírodní | 0,035 - 0,042 | Z recyklovaného papíru, foukaná aplikace. |
| Dřevovláknité desky | Přírodní | 0,038 - 0,050 | Dobrá akumulace tepla, paropropustné. |
| Slaměné balíky | Přírodní | 0,052 | Ekologické, objemová hmotnost 90-110 kg/m3. |
| Vakuová izolace | High-tech | 0,004 - 0,008 | Velmi vysoká účinnost, vysoká cena. |
Na trhu se stavebním materiálem existuje v současnosti velmi rozsáhlá nabídka různě tepelně izolačních materiálů od různých výrobců. Klíčovou roli zde hraje i stavební dozor, který by měl nejasnosti konzultovat s architektem či projektantem. Chyby v návrhu ohledně zásad prvků pasivních domů, jako je těsnost obálky, tepelné mosty apod., jsou vyhozené peníze, ale bohužel položky za opravná řešení či znehodnocení některých prvků je mohou několikanásobně převýšit.
tags: #co #je #sraf #tepelna #izolace