V moderním stavebnictví se používají dosud netradiční materiály a stavební postupy, jakými jsou například ztracené bednění, dřevocement, keramický beton, polystyrenové tvárnice a v neposlední řadě i ekologické, čistě přírodní materiály.
Pokud jste dospěli k rozhodnutí postavit si vlastní dům, určitě řešíte otázku, jaký zvolit materiál pro stavbu. Mezi materiály s velmi dobrými tepelně izolačními schopnostmi, kterými se „zabijí dvě mouchy jednou ranou“, tedy vystaví se dům a vyřeší se i dostatečné tepelné izolace obvodových zdí, se do popředí zařadily tvárnice s vnitřní výplní pěnovým polystyrenem. Ano, i to je možné. Polystyren má mnoho využití, a to dokonce i pro stavbu obvodových stěn.
Vlastnosti polystyrenu ve stavebnictví
Polystyren patří mezi nejpoužívanější izolační materiály. Důvod je zřejmý - na jednu stranu vyniká svými tepelněizolačními vlastnostmi, na stranu druhou je cenově dostupný. Využívá se při zateplování nejen fasád, ale také střech, podlah, příček, soklů a dalších stavebních konstrukcí. Ve stavebnictví se polystyren úspěšně používá desítky let a od svého vzniku v polovině 20. století prošel velkým vývojem.
Tepelně izolační vlastnosti
Vynikající tepelně izolační vlastnosti EPS spočívají v tom, že jeho struktura je tvořena mnoha uzavřenými buňkami tvaru mnohostěnu, obsahujícími vzduch, který má, jak známo, pouze nepatrnou tepelnou vodivost. Pěnová hmota se skládá asi ze 2% polystyrenu a 98% vzduchu. Díky izolaci uniká v zimě z budovy méně tepla a v létě se budova nepřehřívá vlivem slunečního záření. Izolace funguje jako termoska a udržuje stálou vnitřní teplotu bez prudkých výkyvů.
Novinkou v sortimentu fasádních polystyrenů jsou fasádní desky z polystyrenu s příměsí grafitu. Dnes na trhu narazíte na polystyreny vyráběné různými technologiemi a s rozličnými vlastnostmi. Výrobci dnes nabízí řadu typů polystyrenu, které mají zlepšené vlastnosti nebo speciální úpravy. Vedle tradičních bílých polystyrenových desek tak narazíte například na šedé polystyrenové desky, které mají díky nanočásticím grafitu lepší izolační vlastnosti.
Čtěte také: Použití asfaltového pásu pod zdivo
Zvukové izolační vlastnosti
Při výrobě elastifikovaných desek pěnového polystyrenu izolujících kročejový hluk jsou bloky stlačovány v mechanických lisech přibližně na třetinu své výchozí tloušťky. Po uvolnění stlačení dosahují asi 4/5 svého původního rozměru. Uvedeným postupem dochází k narušení buněčné struktury polystyrenu a tím k výraznému zlepšení jeho akustických vlastností.
Minimální nasákavost polystyrenu
Protože pěnový polystyren není rozpustný ve vodě a má uzavřenou buněčnou strukturu, nepohlcují buňky ve své struktuře téměř žádnou vodu. Tento fakt způsobuje, že se tepelně izolační ani mechanické vlastnosti EPS významně nemění ani při dlouhodobém působení vody. Na rozdíl od vody může vodní pára, která je obsažena ve vzduchu jako vlhkost, procházet stěnami buněk a tím i vrstvou izolace EPS.
Existují také perimetrické a soklové desky různých barev, které mají nízkou nasákavost a vysokou pevnost v tlaku.
Tvarová stabilita polystyrenu
Maximálně přípustné teploty pro použití pěnového polystyrenu závisí stejně jako u všech termoplastů na době a na velikosti působících teplot. Bez dodatečného mechanického zatížení snese pěnový polystyren krátkodobé teploty do 100°C. Vlivem nepatrné tepelné vodivosti polystyrenu zůstává hloubka průniku vysokých teplot relativně malá, což působí tím příznivěji, čím má EPS větší tloušťku.
Ekologická nezávadnost
Styren i pentan jsou látky, která se běžně vyskytují v přírodě - styren lze nalézt i v mnoha potravinách a pentan se v přírodě vytváří ve značném množství například v zažívacích systémech zvířat nebo při rozkladu rostlinného materiálu působením mikroorganismů. Obě tyto látky se pro průmyslové využití vyrábějí z ropy.
Čtěte také: Betonové obvodové zdivo
Druhy polystyrenu
- Expandovaný pěnový polystyren (EPS): Nejpoužívanějším typem polystyrenu je expandovaný neboli pěnový polystyren. Za jeho vznik vděčíme především chemikovi a inženýrovi Fritzovi Stastnemu, který vynalezl způsob výroby pěnových polystyrenových kuliček už před rokem 1949. Pěnový EPS polystyren vzniká polymerací styrenu. Vynikající tepelněizolační vlastnosti má díky svým buňkám, které obsahují vzduch. Výhodou je také snadná opracovatelnost, nízká hmotnost a cenová dostupnost. Fasádní pěnové polystyreny se používají pro vnější kontaktní zateplovací systémy - ETICS.
- Extrudovaný polystyren (XPS): Druhou používanou technologií výroby polystyrenu je extruze. Extrudovaný polystyren (XPS) se vyrábí vytlačováním taveniny polystyrenu za současného sycení vzpěňovadlem. Extrudovaný polystyren je na rozdíl od pěnového velmi odolný vůči vlhkosti a na výbornou zvládá dlouhodobé působení tlaku. Díky těmto vlastnostem se využívá k izolování základů, podezdívek nebo podlahových konstrukcí. Jeho hlavní nevýhodou je malá odolnost vůči UV záření. Z toho důvodu se nepoužívá v místech, kde dochází ke kontaktu se slunečními paprsky. Polystyreny vyráběné extruzí se využívají také jako tepelná izolace jednoplášťových střech s obráceným pořadím vrstev.
Stavební systémy s polystyrenovými tvárnicemi
Systém LIVETHERM od Betonové stavby - Group, s.r.o.
Zdící systém LIVETHERM zahrnuje poměrně nové výrobky společnosti Betonové stavby - Group s.r.o., které jsou vyráběné od června 2011. Jedná se o zdicí materiál určený pro použití zejména v pozemních stavbách. Zahrnuje výrobky pro výstavbu objektů pro bydlení, objektů občanské výstavby i pro stavbu účelových a komerčních prostor. Zdící systém LIVETHERM lze využít na nízkopodlažní objekty a objekty do čtyř až šesti podlaží. Tvárnice je výhodné také použít na obvodové vyzdívky skeletů. Systém LIVETHERM zahrnuje tvárnice pro obvodové zdivo, tvárnice pro nosné zdivo, tvárnice pro vysokopevnostní a akustické zdivo, betonové cihly, tvárnice pro příčky, prefabrikované betonové překlady, překlady s tepelnou izolací a věncové tvárnice.
Základní zdicí prvky systému LIVETHERM jsou vyráběny ve dvou základních provedeních, což představuje tvárnice pro obvodové zdivo a tvárnice pro nosné zdivo. Prvky jsou vyráběné z betonu nebo liaporbetonu. Nosná část je dána betonovým blokem vylehčeným svislými dutinami uzavřenými horní spojovací destičkou. Tepelně izolační část tvoří vrstva polystyrenu. Z vnější strany je tvárnice zakryta krycí betonovou vrstvou.
Celková šířka zdiva je 400 mm. Základní půdorysný rozměr po délce je 300 mm. Základní výška zdících tvárnic je 198 mm, uvažované pro maltu na tenkovrstvém zdění se spárou do 3 mm. Doplňková výška je 190 mm, určená pro tzv. režné zdivo, vytvořené spárováním. Výrobní výška splňuje kategorii tolerance dle EN 771-3 a to D3 ± 1,5 mm a D4 ± 1,0 mm. Tvárnice jsou dodávány pro zdivo v tloušťkách 175, 240, 300 a 400 mm. Jejich skladebná šířka je 300 mm, u těžší tvárnice pro zdivo tloušťky 400 mm činí šířka 250 mm. Tvárnice mají svislé otvory ve dvou až čtyřech řadách podle jejich šířky. Jsou zařazené do skupiny 2 zdicích prvků podle Eurokódu 6.
Tvárnice LIVETHERM jsou uměle vyrobený stavební materiál. Vznikají vybetonováním ve formách za užití klasického betonu nebo liaporbetonu a vložením vhodného polystyrenu. Systém LIVETHERM zahrnuje prvky pro komplexní řešení svislých a vodorovných konstrukcí zděných objektů po stránce nosné, dispoziční a stavebně fyzikální. Umožňuje použitím vícevrstvých tvárnic rychlé a účelné stavění obvodových stěn.
Skladba obvodové tvárnice LIVETHERM
- Betonová část bloku: přebírá zatížení a svou vysokou pevností (P7, P10 popř.)
- Tepelná izolace z polystyrenu: ochraňuje nosnou část zdiva před vnějšími účinky rozdílných teplot a splňuje ustanovení tepelně technickým norem.
- Vnější krycí betonová vrstva: vytváří vnější ochranu tepelné izolace a začišťuje zdivo.
Použití vícevrstvé tvárnice pro vnější stěny zrychluje a zjednodušuje výstavbu. Pro více zatížené vnitřní stěny lze použít tvárnice sestávající pouze z betonové vrstvy. LIVETHERM představuje kompletní stavební systém, který v sobě zahrnuje celou řadu konstrukčních prvků. Jde o zámkové bednicí dílce, velkoformátové obvodové tvárnice pro přesné zdění s vloženou masivní tepelnou izolací, prvky pro vnitřní nosné i nenosné zdivo včetně systému překladů, akustické zdivo, prvky stropní konstrukce - skládané trámečkové stropy i železobetonové (ŽB) panely, kompletní systémové komínové tělesa a v neposlední řadě i různé typy stavebních prefabrikátů a schodišť. Celý systém LIVETHERM je určen podle sloganu výrobce pro lidi s vlastním názorem.
Čtěte také: Obvodové zdivo z cihel
Obvodové zdivo LIVETHERM je pokrokovou technologií pro nízkoenergetické či pasivní stavby, kdy při jednotné tloušťce obvodové stěny 400 mm lze kombinací různých použitých materiálů (beton alt. Liapor, tepelná izolace na bázi polystyrenu či PUR pěny tl. 140 mm) dosáhnout součinitele prostupu tepla od 0,226 až po 0,11 W/m².K. Zdivo LIVETHERM pro nízkoenergetické či pasivní stavby o šířce zdi 400 mm není nutné dále zateplovat. Izolační vložka je umístěna uvnitř bloku, tudíž celý systém není ani nijak náročný na provádění vnitřních i obvodových omítek a vůbec není náchylný na případné mechanické poškození.
Všechny tvárnice zn. LIVETHERM jsou vyráběny s rozměrovou výškovou přesností do ±1,5 mm a jsou opatřeny univerzálním vícenásobným zámkem ve svislé spáře, takže zdění s nimi je maximálně přesné a lze je spojovat maltou pro tenké spáry (lepidlem) pouze ve vodorovné spáře, což výrazně zrychluje vlastní montáž a zároveň garantuje vysoké tepelněizolační vlastnosti hotové konstrukce. Betonové, popř. liaporové, zdivo LIVETHERM má ryze přírodní původ (křemičitý písek, kamenná drť, voda, cement - alt. pálený jíl), má vysokou pevnost a nabízí dlouhou životnost, která nebrání ani následným rekonstrukcím či přístavbám.
Za největší výhodu lze považovat jeho tepelněakumulační schopnost, kdy je zdivo naakumulované teplo schopné zpětně uvolňovat zpět do místnosti (po dobu až 6-8 hod.), čímž vhodně vyrovnává případné kolísání teplot a výrazně šetří náklady na vytápění. Zdivo LIVETHERM je otevřené pro prostup vodních par a nabízí i nadstandardní zvukověizolační vlastnosti. To vše spolu s dalšími vlastnostmi vytváří uvnitř stavby zdravé mikroklima a pohodlné ekologické bydlení.
Typy betonu v systému LIVETHERM
- Beton: Beton je směs cementu, hrubého a drobného kameniva, vody, přísad a příměsí, která získá své konečné vlastnosti hydratací cementu. Cement je hydraulické pojivo, tj. jemně mletá směs sloučenin obsahujících oxid vápenatý, oxid křemičitý, oxid hlinitý, oxid železitý a oxid hořečnatý. Po smíchání s vodou vytváří kaši, která tuhne a tvrdne v důsledku hydratačních procesů a reakcí. Po zatvrdnutí si zachovává svoji pevnost a stálost také ve vodě. Kamenivo je anorganický pevný materiál, který tvoří kostru betonové směsi. Skládá se z několika frakcí - většinou z drobnějších kamenů a praného říčního písku. Příměsi jsou jemnozrnné pevné látky, které ovlivňují vlastnosti betonu v čerstvém i ztvrdlém stavu; je to například mletá struska, vápenec, kamenná moučka, křemičitý úlet (tzv. mikrosilika) a popílek. Přísady jsou chemické látky, které se přidávají do betonu během míchání pro zlepšení vlastností čerstvého nebo ztvrdlého betonu nebo získání zcela nových vlastností (např. provzdušněné nebo samozhutnitelné betony).
- Mezerovitý beton: Speciální výplňový beton, ve kterém se na místo oddělených a uzavřených pórů vyskytují navzájem propojené mezery. Mezerovité betony se vyrábějí většinou s použitím pouze hrubé frakce kameniva, bez jemného písku. Jednotlivá zrna kameniva se při míchání betonové směsi obalí filmem z cementové kaše a při zhutnění v bednění se navzájem spojí. Podstatná část mezer mezi nimi však zůstane nevyplněna. Takový beton je lehčí (objemová hmotnost do 2000 kg/m3), je však nadále kompaktní. Je vhodný pro výrobu tvárnic, zejména vyráběných pomocí vibrolisovacích zařízení.
- Liaporbeton: V tomto betonu je kamenivo zčásti nahrazeno kuličkami Liaporu (v některých lehčených betonech je použit liapor drcený), takže výsledná hmota je oproti běžnému betonu velmi lehká. Se zvyšujícím se množstvím liaporu se zmenšuje jeho objemová hmotnost z 2000 kg.m-3 až na 600 kg.m-3; zároveň se snižuje součinitel jeho tepelné vodivosti; ta se pohybuje od 0,14 do 0,77 W.m-1.K-1. Tomu odpovídá i pokles pevnosti z 28 až ke 2 MPa. Jako drobné kamenivo se používají frakce Liapor 1-4 nebo drcený Liapor 0-4D, většinou kombinované s drobným hutným kamenivem. Tvárnice vysoké kvality se vyrábějí pomocí vibrolisování.
Liapor
Při vypalování speciálních jílů (údajně jde o třetihorní cypřišové jíly) v rotačních pecích vznikají keramické kuličky - perly, které mají zajímavé vlastnosti. Protože při výpalu došlo k expandaci těchto jílů, vznikly lehké a přitom překvapivě lehké kulovité útvary s vysokou pevností a naprostou tepelnou odolností. Protože je zpracováván při teplotě 1100-1200 °C, pak prakticky stejnou teplotu snáší. Používá se proto nejen jako sypaná izolace u výkonných tepelných zařízení (tzv. obsyp keramických a sklářských pecí), ale jakožto složka lehčeného betonu i pro stavbu krbů a pecí. Hlavní složkou je SiO2 (oxid křemičitý) a Al2O3 (oxid hlinitý). Pro své vynikající fyzikálně chemické a mechanické vlastnosti se vmíchává i do betonů, které jsou pak výrazně lehčí, žáruvzdorné a výborně tepelně i zvukově izolují, přičemž zůstávají pevné a mrazuvzdorné.
Porézní struktura zrn dává Liaporu velmi nízkou hmotnost. Sypná hmotnost Liaporu je od 250 do 900 kg/m3. Objemová hmotnost zrn Liaporu je od 500 do 1500 kg/m3. Specifická hmotnost materiálu je 2300 až 2600 kg/m3. Mezerovitost volně sypaného Liaporu je 40 až 50 %. Liapor se dříve prodával pod označením Keramzit.
Systém Maxplus od společnosti IZOPOL Dvořád s.r.o.
Unikátní stavební systém Maxplus je založený na systému ztraceného bednění s oboustrannou izolací. Využívá skládané tvárnice z expandovaného pěnového polystyrenu, které lze libovolně kombinovat do požadované úrovně izolace. Jedná se tedy o výlisek, technickou tvarovku, která je sama o sobě velmi lehká. Jednotlivé tvarovky spojuje speciální zámkový systém a plastové příčky. Součástí jsou i koncové zátky a překladové díly. Z jednotlivých kusů se skládají stěny, které se na závěr upevní vlitím betonu. Výsledkem je štíhlá monolitická stěna s železobetonovým jádrem. Tato technologie se nejvíce využívá pro jednoduchou výstavbu pasivních a energeticky úsporných domů.
Při stavbě se také používá systém stojek, které eliminují nebezpečí rozpínání betonu a tím pádem i polystyrenu. Číslo uvedené za názvem Maxplus určuje tloušťku stěny. Ta může být po padesáti od 100 mm do 300 mm. Výrobní rozměry jsou pak 1200 x 250 x 100 - 300 mm. Tvarovky se vyrábějí v bílé a v šedé barvě.
Kromě systémů LIVETHERM a Maxplus existují i další stavební řešení využívající polystyrenové tvárnice. Například polystyrenové tvárnice Isorast jsou vyráběny z tvrdého polystyrenu, vyplněny betonem a obloženy sádrokartonem. Lehké díly se však pohodlně skládají jako stavebnice. Domy postavené z tohoto materiálu již při tloušťce zdiva 35 cm splňují kritéria nízkoenergetických domů.
Důležitost kvality a certifikace polystyrenu
Ne každý polystyren je stejný - i když desky vypadají na povrchu podobně, rozdíly v kvalitě, hustotě, přesnosti řezu nebo izolačních vlastnostech mohou být značné. Důležitým aspektem při rozhodování o zateplení budovy je výběr správného a kvalitního materiálu. Výběr pěnového polystyrenu (EPS) od kvalitního výrobce má zásadní význam pro kvalitu a trvanlivost celého zateplovacího systému, což také rozhoduje o výši úspor a návratnosti investice po zateplení.
Klíčovým parametrem při výběru tepelněizolačního materiálu je nejen jeho tloušťka, ale také jeho kvalita vyjádřená součinitelem tepelné vodivosti. Součinitel tepelné vodivosti je důležitým kritériem pro porovnání kvality tepelné izolace. Udává, jak různé materiály vedou teplo. Čím je jeho hodnota nižší, tím je tepelná izolace kvalitnější. Sdružení výrobců, zpracovatelů a uživatelů pěnového polystyrenu v ČR (Sdružení EPS ČR) ve spolupráci s autorizovanou zkušebnou každoročně realizuje projekt Monitoring kvality EPS, který přispívá ke zvýšení kvality EPS v ČR.
Kontrola kvality a normy
- Certifikace CE a normy EN: Zkontrolujte, zda je výrobek označen CE, zda splňuje normy EN a zda byl testován podle platných metodik. Kvalitní pěnový polystyren (EPS) by měl splňovat normu ČSN EN 13163, která definuje požadavky na tepelněizolační výrobky z EPS. Kromě toho může mít také certifikát CE, který potvrzuje jeho shodu s evropskými normami.
- Technické osvědčení (TO nebo ETA): Kvalitní zhotovitel má oprávnění autorizované osoby k provádění prací spojených s realizací kontaktního zateplovacího systému ETICS. Na ETICS je vydáno TO nebo ETA a v ETICS mohou být použity pouze komponenty, které jsou v něm uvedeny a pro které bylo výrobcem vydáno prohlášení o shodě. V České republice vydává technické osvědčení (TO nebo ETA) a zkoušky provádí Technický a zkušební ústav stavební (TZÚS) v Českých Budějovicích, přičemž se jedná o náročné zkoušky podle evropských norem.
- Prohlášení o vlastnostech: Kvalitní výrobce EPS deklaroval kvalitativní vlastnosti tepelněizolačních výrobků z EPS pro zateplení podle platné normy ČSN EN 13163 ve svém Prohlášení o vlastnostech, které by si měl zhotovitel nebo dodavatel EPS vyžádat přímo od výrobce.
- Monitoring kvality: Kontrolu kvality pěnového polystyrenu (EPS) v ETICS provádí notifikovaná a akreditovaná osoba. Nezavisla notifikovaná osoba (v současné době Technický zkušební ústav stavební) pravidelně kontroluje kvalitu polystyrenu EPS přímo na trhu. Každý výrobce používající značku kvality EPS polystyrenu musí dodržovat systém výroby EPS polystyrenu podle EN 13163 a EN 13172.
Zlepšení kvality vnitřního prostředí
Polystyren z pěnového polystyrenu (EPS) významně přispívá ke zlepšení kvality vnitřního prostředí tím, že stabilizuje vnitřní teplotu v budově. V zimě zabraňuje únikům tepla, čímž snižuje náklady na vytápění, zatímco v létě chrání interiér před přehříváním. Při správně navržené izolaci se rosný bod, při kterém dochází ke kondenzaci vodní páry, přesouvá z konstrukce do izolace.
Praktické rady pro práci s polystyrenem
Polystyren můžeme řezat, vrtat, lepit a jinak dodatečně upravovat. Snadno z něj vytvoříme dekorační nebo tvarovací prvky. Pro řezání polystyrenu použijte řezačku na polystyren. Při práci s polystyrenem je důležité používat speciální lepidla, která jsou vhodná pro tento materiál. Lepidlo na polystyren je nejčastěji disperzní na bázi akrylátu nebo modifikovaného polyvinylacetátu. V případě potřeby dalšího upevnění polystyrenu, například při montáži na stěnu, se používají hmoždinky nebo hřeby speciálně určené pro polystyren.
Při stavbě obvodových stěn pro nízkoenergetické a pasivní domy pomocí polystyrenového bednění je nutné myslet na to, že betonujeme do polystyrenového bednění, nemůžeme tedy přehánět rychlost betonáže, nemůžeme používat klasický vibrátor a musíme celkově být opatrnější.
| Vlastnost | Expandovaný polystyren (EPS) | Extrudovaný polystyren (XPS) |
|---|---|---|
| Výroba | Polymerací styrenu | Vytlačováním taveniny polystyrenu se vzpěňovadlem |
| Odolnost vůči vlhkosti | Nižší (prostup vodních par) | Velmi vysoká |
| Odolnost vůči tlaku | Nižší | Vysoká (dlouhodobé působení) |
| Odolnost vůči UV záření | Vyšší | Nízká |
| Hlavní použití | Fasády (ETICS), střechy, podlahy, příčky | Základy, podezdívky, podlahové konstrukce, obrácené střechy |
| Typické barvy | Bílá, šedá (s grafitem) | Různé (často barevné) |
tags: #stavebnicove #zdivo #polystyrenu #informace