Správně zvolený izolační materiál rozhoduje o tom, jak moc ušetříte za energie a jak dlouho vám zateplení vydrží. Možností je dnes celá řada - od klasického polystyrenu až po minerální vatu nebo PUR desky. Každý materiál má své výhody i nevýhody a typické využití. Zateplení není jenom o tom, že dům „obalíte“ polystyrenem a natřete ho hezkou barvou. Každý typ izolace má jiné vlastnosti. Rozdílně propouští teplo, vlhkost, liší se požární odolností, hmotností i způsobem montáže.
Před samotným výběrem tepelné izolace je nutné se informovat o tom, jaké tepelně izolační materiály stavební průmysl vůbec nabízí. Každá stavba je individuálně řešená, nachází se v různých podmínkách a nemusí jít nutně o rodinný dům na vesnici či bytový dům ve městě, může jít o chatu nebo kancelář.
K zateplení domů se používá celá řada tepelných izolací. Každý tepelný izolant má celou řadu lepších či horších vlastností. Mezi základní vlastnosti patří tepelná vodivost, 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.
Klíčové vlastnosti tepelných izolací
Tepelná vodivost (λ)
Součinitel λ (lambda) říká, jak dobře materiál vede teplo. Čím nižší hodnota λ, tím lépe materiál izoluje - tedy méně tepla jím „projde“ ven. Tepelný izolant je materiál, který špatně vede teplo, to znamená, že má nízkou tepelnou vodivost. Veličina, která umožňuje objektivní srovnání, se proto nazývá součinitel tepelné vodivosti. Čím nižší je hodnota tepelné vodivosti, tím lépe materiál izoluje.
Paropropustnost (faktor difuzního odporu μ)
Prodyšnost či paropropustnost materiálu vyjadřuje faktor difuzního odporu označovaný řeckým písmenem mí (μ). Tato bezrozměrná veličina vyjadřuje, kolikrát lépe propouští vodní páru nehybná vrstva vzduchu než stejná tloušťka daného materiálu. Pro vzduch je tedy faktor μ = 1. Výhodou vyšší paropropustnosti izolantu a finální povrchové úpravy, nejčastěji omítky, je zabránění kondenzaci vodních par.
Čtěte také: Test plastových oken: výsledky a doporučení
Požární odolnost (třída reakce na oheň)
Pokud je fasáda z hořlavých materiálů, požár se může po fasádě budovy šířit velmi rychle. Proto je třeba věnovat hořlavosti, respektive třídě reakce na oheň, maximální pozornost. Obzvlášť pak v interiéru stavby je důležité vybírat nehořlavé materiály. Největším zabijákem není samotný oheň, ale jedovatý kouř, který produkují umělé izolační materiály.
Akustické vlastnosti
Zateplení neřeší jen teplo. Materiály se liší i v tom, jak tlumí hluk. Od vyšší objemové hmotnosti minerální vaty se pak odvíjí i její lepší akustické vlastnosti: vata výborně pohlcuje a tlumí hluk z ulice. To je unikátní vlastnost minerální vaty: efektivně brání průniku hluku z venčí do interiéru. Fasáda zateplená minerální vatou v tloušťce 200 mm zlepšuje akustické vlastnosti stěny, resp. její vzduchovou neprůzvučnost o 2 dB. Oproti tomu fasádní polystyren akustické vlastnosti zhoršuje o 4 dB.
Objemová hmotnost a fázový posun
Objemová hmotnost je měřena v jednotkách kg/m³. Čím vyšší bude hodnota objemové hmotnosti, tím lépe se vám bude v domě udržovat mikroklima. Pokud by byla izolace příliš lehká, může dojít k tomu, že bude sice dobře izolovat v zimě, nicméně v létě přehřívání interiéru nezabrání. Čím vyšší je hustota izolačního materiálu, tím vyšší je jeho tepelná akumulace, a tedy i teplotní setrvačnost.
Čas, který uplyne, než se izolantem naakumulovaná teplota projeví v interiéru, je označován jako fázový posun. V praxi to znamená, že pokud slunce praží do střechy v poledních a odpoledních hodinách, izolace se sice prohřeje, ale díky fázovému posunu toto teplo vydá až o několik hodin později. Tedy například v noci, kdy je snadné pouze otevřít okna a toto přebytečné teplo vyvětrat. Je proto důležité volit takové izolace, které mají dostatečný fázový posun.
Nejčastěji používané izolační materiály
Polystyren (EPS a XPS)
Polystyren je lehký syntetický materiál vyráběný polymerací styrenu. V oblasti stavebnictví se nejčastěji používají dva typy: expandovaný pěnový polystyren (EPS) a extrudovaný polystyren (XPS). Expandovaný pěnový polystyren se vyrábí polymerizací syrenu, která je vedlejším produktem při zpracování ropy. Pěnová hmota polystyrenu se skládá asi ze 2 % polystyrenu a 98 % vzduchu. Vzduch uzavřený v kuličkách plní funkci tepelného izolantu. Základní surovinou je zpěňovatelný polystyren ve formě perlí, obsahujících zpravidla 6-7 % pentanu jako nadouvadla.
Čtěte také: Vlastnosti starého a nového betonu
Expandovaný polystyren (EPS)
- Výhody: Velmi nízká hmotnost, lehká manipulace, nízká nasákavost, jednoduchá montáž, příznivá cena, 100% recyklovatelný. Nejčastěji se používá při zateplení fasád, střech i podlah.
- Nevýhody: Špatně snáší sluneční (UV) záření. Při vystavení slunci během jeho aplikace delším než 14 dní dochází k jeho degradaci: předčasnému stárnutí polystyrenu a postupnému ubývání. Fasádní polystyren patří do třídy E, tedy mezi hořlavé výrobky. Degraduje (sublimuje) při dlouhodobém vystavení teplotám nad 85 °C. V případě klasického zateplení polystyrenem může dojít ke vzniku nežádoucích tepelných mostů v místě spojů. Zdivo dostatečně neodvětrává, protože vlhko je propouštěno pouze omezeně.
- Typy:
- Bílý fasádní polystyren je lehký, tvarově stabilní, v závislosti na typu výrobku do určité míry odolný proti stlačení a s nízkou nasákavostí, dobře se s ním pracuje, řeže a tvaruje. Je hygienicky nezávadný.
- Šedý fasádní polystyren 70F: 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 (o 20 %).
Extrudovaný polystyren (XPS)
- Výhody: Vysoce odolný druh tepelně izolačního materiálu, který odolá i skutečně vysoké vlhkosti či objemové hmotnosti. Má uzavřenou strukturu a zároveň i více odolný v tlaku. Má o něco lepší tepelně izolační vlastnosti než polystyren expandovaný. Vhodný pro izolaci soklů, základů a míst s vyšší vlhkostí.
- Nevýhody: Nízká odolnost vůči UV záření, kvůli čemuž není vhodný pro zateplování nadzemních staveb.
Minerální vata (skelná a kamenná)
Minerální izolace se v praxi prodává ve formě kamenné nebo skelné vaty (vlny), která ve svých strukturách udržuje vzduch. Je to nehořlavý ekologický izolant přírodního původu. Hlavní výrobní složkou skelné vaty je písek a odpadové (recyklované) sklo. Kamenná vlna se vyrábí převážně z vyvřelých hornin: vulkanického diabasu, čediče a dolomitu. Suroviny se taví za vysoké teploty v peci, ve kterého tavenina vytéká na rozvlákňovací stroje.
Skelná vata
- Výhody: Vyrábí se z křemíku a složek drceného recyklovaného skla. Hlavními výhodami, kromě kvalitní izolace, je její vysoká ohnivzdornost a možnost tvarování. Nejčastěji se dodává srolovaná v rolích a následně se aplikuje nejčastěji do šikmých střech, příček a podhledů.
Kamenná vata
- Výhody: Liší se hlavní složkou, kterou není křemík, ale čedič. Výhodou je nízká tepelná roztažnost, tvarová stálost a také lepší zvuková izolace. Zároveň nepohlcuje vlhkost, protože je velmi hydrofobizovaná (voděodpudivá). Stejně jako skelná minerální vata i kamenná minerální vata má skvělé ohnivzdorné vlastnosti. Obyčejně se dodává formou izolačních desek, které lze snadno opracovávat, lepit a kotvit k fasádě nebo do prostor střechy.
Obecné vlastnosti minerální vaty
- Výhody: Přírodní, paropropustný a nehořlavý materiál s výbornými tepelnými i akustickými vlastnostmi. Minerální vata patří do třídy reakce na oheň A1 nebo A2, tedy mezi nehořlavé materiály: nepřispívají k růstu požáru a vývoji kouře. Struktura vláken minerální vaty odolná vůči ohni: drží svůj tvar při vystavení vyšším teplotám či požáru. Nedochází tak k rozpadu materiálu i v případě, kdy vlivem požáru vyhoří pojivo. Vlákna vaty jsou nehořlavá a nemění svoji strukturu ani a je naprosto odolná vůči UV záření. Odolná vůči vysokým teplotám. Minerální izolace se dodává hydrofobizovaná, tedy odpuzující vodu.
- Nevýhody: Oproti polystyrenu je těžší a hutnější. Instalace minerální vaty vyžaduje složitější způsoby kotvení. Nejprve je potřeba nanést stěrku a následně se vata ukotvuje za pomoci hmoždinek. Vyšší pořizovací cena a náročnější instalace 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.
Dřevovláknitá izolace a celulóza
Dřevovláknitá izolace patří do kategorie ekologických izolačních materiálů. Vyráběna je z drobných vláken dřeva s příměsí přírodní živice a parafínů. Jedná se o recyklovaný materiál. Celulóza a dřevěná vlákna mají velmi dobré akustické vlastnosti. Jsou to paropropustné materiály, které jsou vhodné pro stěny a střechy, jež musí dýchat. Jejich mechanická odolnost je vysoká. Díky většímu fázovému posunu tak dokážou oddálit přehřátí místnosti do doby, kdy bude noc a bude se dát pohodlně vyvětrat.
- Výhody: Ekologický izolační materiál z recyklovaného papíru. Skvělá paropropustnost, tlumí hluk a v zimě i v létě oceníte optimální tepelnou kumulaci. Mají ve srovnání s ostatními relativně velkou objemovou hmotnost i měrnou tepelnou kapacitu.
- Nevýhody: Vysoká pořizovací cena. Časem může tato izolace ztratit tvar i objem.
PIR a PUR 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.
- Výhody: Izolace s nejnižší tepelnou vodivostí na trhu. Lepší tepelně izolační vlastnosti než polystyren a minerální vata. Dobré protipožární vlastnosti, nenasákavá a paropropustná. Lze ji aplikovat v tenčí vrstvě.
- PIR desky: Vylepšená verze PUR izolace, mají při stejných tepelně izolačních vlastnostech užší profil. Nabízí nízkou hmotnost, odolnost vůči ohni, vyniká nízkou nasákavostí a vysokou pevností v tlaku. Jsou vhodné i pro alergiky, protože předchází vzniku plísní, nelákají hlodavce a jsou zdravotně zcela nezávadné. Montáž je jednoduchá, desky jsou zpravidla opatřeny ozubem či pero-drážkou.
- Nevýhody: Vyšší pořizovací cena. Možnost tvorby tepelných mostů.
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.
- Výhody: Výborně odolává ohni, mrazu, vlhkosti, plísním a hnilobě. Jeho instalace je jednoduchá, materiál má nízkou hmotnost, vysokou odolnost a nepropouští vodu.
- Nevýhody: Pořizovací cena, která je až třikrát vyšší než u ostatních materiálů.
Srovnávací tabulka vlastností izolací
| Vlastnost | Minerální vata | Polystyren (EPS/XPS) | Celulóza/Dřevovlákno | PIR/PUR Desky |
|---|---|---|---|---|
| Tepelná vodivost (λ) | 0,032-0,038 W/m·K | 0,032-0,039 W/m·K (EPS bílý 0,039, šedý 0,032) | Dobrá | Velmi nízká (lepší než MW a PS) |
| Paropropustnost (μ) | Nízký difuzní odpor (μ=1), velmi prodyšná | Omezená | Velmi dobrá, prodyšná | Paropropustná |
| Požární odolnost | A1/A2 (nehořlavá) | E (hořlavý), certifikovaný systém B | Dobrá | Velmi dobrá |
| Akustické vlastnosti | Výborné (zlepšení o 2 dB) | Horší (zhoršení o 4 dB) | Velmi dobré | Velmi dobré |
| Hmotnost | Těžší a hutnější | Nízká | Vyšší objemová hmotnost | Nízká |
| Manipulace a montáž | Náročnější (složitější kotvení, ochrana) | Jednoduchá, rychlá | Jednoduchá | Jednoduchá (pero-drážka) |
| Odolnost vůči UV záření | Naprosto odolná | Špatná (degradace) | Dobrá | Dobrá |
| Nasákavost | Zvýšená (hydrofobizovaná) | Nízká | Dobrá | Nenasákavá |
| Životnost | 50+ let | 50+ let | Dlouhá | Dlouhá |
| Cena | Vyšší | Nízká | Vyšší | Vyšší |
| Ekologie | Nerecyklovatelná (na skládky), vyšší uhlíková stopa při výrobě | 100% recyklovatelný, nižší uhlíková stopa | Přírodní, recyklovaný | Šetrný k životnímu prostředí (není přírodní) |
Praktické aspekty zateplení
Tloušťka izolace
Izolace o tloušťce 10 cm už dnes nestačí. Takové řešení bývá neúčinné, a navíc může způsobit problémy s kondenzací vlhkosti. Rovněž se nevyplatí šetřit na tloušťce izolantu, protože v celkových nákladech je taková úspora naprosto zanedbatelná. Správná tloušťka izolace je alespoň 18 cm. Normou stanovená optimální tloušťka izolace pro novostavby s 30 cm tlustými zdmi se liší podle použitého materiálu: pro keramické tvárnice to je 18 cm a pro pórobetonové tvárnice 16 cm. U renovací panelových domů nebo domů postavených ze starších typů cihelného zdiva je to dokonce přes 20 cm.
Čtěte také: Použití betonové podlahy
Výběr podle konstrukce a umístění
Jiný materiál je vhodný pro zateplení fasády, jiný pro střechu nebo strop sklepa. Každá konstrukce má jiné požadavky například na paropropustnost, požární odolnost nebo mechanickou pevnost.
- Zateplení fasády: Nejčastější volbou je minerální vata anebo polystyren (EPS).
- Zateplení střechy a podkroví: Vhodná je minerální vata pro vynikající akustickou izolaci a nehořlavost. U dřevostaveb se osvědčily PUR-PIR panely s vysokou tepelnou izolací. Pro letní období je potřeba zaměřit se v první řadě na střechu, s ohledem na fázový posun.
- Zateplení soklů a základů: V místech se zvýšenou vlhkostí (např. sokly, sklepy) preferujte XPS polystyren nebo minerální vatu s hydrofobní úpravou, neboť minerální vata není vhodná na soklové části domu, kde by vata mohla navlhnout od země.
- Dřevostavby: Lehká dřevostavba s difuzně otevřenou konstrukcí vyžaduje spolehlivou funkčnost parozábran a parobrzd (difúzních fólií). Petr Kiška použil jako izolaci dřevěných stěn bloky minerální vaty o sílách 160, 80 a 60 mm. Pro nadkrokevní izolaci zvolil panely z PUR-PIR pěny o síle 180 mm.
Dotace a certifikované systémy
Výběr izolace je zásadní i pro možnost čerpání dotací (např. Nová zelená úsporám), protože podpora se vztahuje pouze na ověřené certifikované systémy. A i tam záleží na správné skladbě a tloušťce. Používejte pouze certifikované a ucelené zateplovací systémy (např. Weber, Baumit, Caparol, Terranova). Pro účely dotačních programů se vše posuzuje na základě energetického posudku. Jeho součástí je i výpočet, jaký dopad budou mít plánovaná opatření na celkovou energetickou náročnost domu.
Ekologické dopady a recyklace
Při volbě materiálu pro zateplení fasády je důležité brát v potaz nejen tepelně-izolační parametry, ale zohledňovat i jeho environmentální dopady. Pokud sledujeme pouze fázi výroby daných izolačních materiálů, lze tvrdit, že polystyren má 3x nižší uhlíkovou stopu než minerální vata. Hodnotíme-li materiály z hlediska celého životního cyklu tzn. výroba, užívaní, dekonstrukce a další využití, můžeme říct, že polystyren má až 9x nižší uhlíkovou stopu než minerální vata.
- Polystyren: Výroba 1 m² izolace o tloušťce 10 cm generuje přibližně 8,7 kg CO₂ u EPS. V Česku funguje systém recyklace obalového i stavebního polystyrenu. EPS je 100% recyklovatelný materiál.
- Minerální vata: Výroba 1 m² izolace o tloušťce 10 cm generuje až 26,5 kg CO₂ u kamenné vaty. Oproti tomu minerální vata je nerecyklovatelná, žádný systém sběru použité minerální vaty neexistuje a většinou tak končí na skládkách.
Experimentální srovnání izolací
K lepšímu pochopení chování izolací za různých podmínek byly provedeny experimenty s cílem porovnat jejich tepelněizolační vlastnosti. Nebyla použita akreditovaná laboratoř, nicméně snahou bylo zajistit prostředí respektující přírodní zákony, aby nedocházelo ke zkreslování výsledků. Testovány byly následující izolanty:
- Běžný bílý fasádní polystyren 70F, tl. 40mm
- Šedý fasádní polystyren 70F, tl. 30mm
- Minerální fasádní izolace tl. 40mm
- Vícevrstvá reflexní fólie Superfoil SF40, tl. 65mm
Experiment 1: Termoska
Boxy z izolantů simulovaly termosky. Do nich byla vložena ohřátá voda o určité hmotnosti a teplotě. Cílem bylo zjistit, ve kterém boxu ohřátá voda vychladne nejrychleji. Ukázalo se, že pokles teploty vody byl u všech boxů prakticky totožný. Z toho bylo vyvozeno, že tímto způsobem kvalitu izolace nelze určit ani změřit, pravděpodobně kvůli malému objemu boxů a tím většímu vlivu vnitřního vzduchu.
Experiment 2: Simulace zatepleného domu
Zadáním bylo simulovat zateplený dům, ve kterém se topí na stále stejnou teplotu. Byl stanoven teplotní rozdíl 34 °C (vnitřní teplota 44 °C a venkovní 10 °C). Výsledkem měla být číselná hodnota ukazující, kolik energie se v boxech protopí na udržení stanovené teploty. 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.
Naměřené výsledky byly na rozdíl od prvního testu „termoska“ rozdílné a tím pádem i průkaznější. Opakování testů ve více dnech prokázalo stejné výsledky měření. Nicméně i tento experiment měl své nedostatky, jako například vliv netěsností a tepelných vazeb v rozích boxů, stejně jako rozdíly v emisivitě povrchů testovaných izolací pro záření žárovky.
I přes dílčí nedostatky testu se ukázalo následující srovnání naměřených spotřeb pro udržení teploty:
- EPS bílý 40mm: 20,02 Wh - nejnižší spotřeba
- Superfoil 65mm: 25,33 Wh - horší o 26,5% (s eliminací tepelných mostů se dosáhlo spotřeby 20,02 Wh)
- EPS šedý 30mm: 27,11 Wh - horší o 36,4%
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.
- Prodloužit dobu nahřívání boxu.
- Preferovat konstantní zdroj tepla (např. pomocí stmívače).
- Zajistit lepší rovnoměrnou distribuci tepla.
Pro relevantní srovnávací test tepelných izolací 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.
tags: #srovnani #drevostaveb #zatepleni #mineralni #vata #polystyren