Stříkaná polyuretanová (PUR) pěna se stala skokanem v oboru izolací díky svým vynikajícím tepelně-izolačním vlastnostem. Tato technologie, která má svůj počátek ve Spojených státech před více než 45 lety, si počátkem 90. let našla své místo i na evropském trhu, za výrazné podpory německých chemických koncernů BAYER Rhein Chemie a BASF Elastogran. Stříkaná pěnová izolace je v současné době nejefektivnějším způsobem tepelné izolace a představuje nejnovější trend v izolaci.
Co je stříkaná PUR pěna a jak funguje?
PUR neboli polyuretan, je pěna, která je běžně k dostání v obchodech pro vyplnění různých netěsností ve stavebních konstrukcích, ale tyto pěny jsou jednokomponentní. Pro zateplení fasády se používají pěny dvoukomponentní, vzniklé chemickou reakcí dvou složek, ke které dojde jejich smícháním. Principem metody zpracování „na místě“ je dokonalé smíšení dvou tekutých komponentů v přesně stanoveném objemovém poměru a nanesením této tekuté směsi v podobě aerosolu na suchý, nemastný a čistý podklad za předepsané teploty a relativní vlhkosti vzduchu.
Směs po dopadu na podklad začne ihned chemicky reagovat (do 2 sekund) - reakcí složky B (diphenyldiizokyanátu - MDI) a složky A (směs vícesytných alkoholů, katalyzátorů, retardérů hoření a přesného množství vody) vzniká exotermní teplo a kysličník uhličitý, který hmotu napěňuje. Do 20 sekund po začátku reakce je na povrchu vrstva tvrdé pěny. Tekutina, kterou speciální pistolí nastříkáme na zateplovaný podklad, totiž dokáže dokonale vyplnit všechny prostory včetně spár, případných nerovností a nepřístupných detailů. Díky své vnitřní struktuře a kompaktnosti má PUR pěna schopnost zásadně omezovat průnik vzduchu.
Typy stříkané PUR pěny
Rozdíl mezi měkkou a tvrdou PUR pěnou je v hustotě materiálu a struktuře povrchu pěny. Polyuretanové pěny se dělí na různé druhy a typy dle charakteru použití.
- Měkká PUR pěna: Měkká stříkaná pěna je nejčastějším typem stříkané izolace. Má otevřenou buněčnou strukturu, buňky jsou tak jednotlivě propojené a nejsou mezi sebou uzavřené. Sice tedy vytváří tepelnou i akustickou izolaci, ale vzduch i vlhkost mohou v tomto typu buněčné struktury lehce proudit. Měkká PUR pěna s otevřenou buněčnou strukturou je lehčí a má vyšší schopnost absorpce zvuku, což ji činí vhodnou pro zvukovou izolaci. Tato pěna skvěle přilne k většině stavebních materiálů, nejvíce se používá ke dřevu, které potřebuje neustále pracovat. Příkladem je stříkaná pěna S11E-MAX, dvousložková vysokoexpanzní polyuretanová měkká pěna s otevřenou strukturou buněk o hustotě 8-11 kg/m3.
- Tvrdá PUR pěna: Tvrdá stříkaná pěna má uzavřenou buněčnou strukturu, což v praxi znamená, že vzduch a vlhkost prochází přes buňky izolace opravdu obtížně. Kromě velmi účinné tepelné izolace tak působí i jako parozábrana s minimální nasákavostí. Pevnost v tlaku je minimálně 4 kg/cm². Tato pěna je zcela hydroizolační z důvodu uzavřeného povrchu. Doporučuje se především pro plechové konstrukce, např. plechové střechy. Příkladem jsou izolační pěny S0330 (hustota min. 35 kg/m3) a S0541 (hustota 53 - 58 kg/m3). Tyto pěny s uzavřenou buněčnou strukturou disponují velmi nízkým součinitelem tepelné vodivosti. Jejich uzavřená struktura buněk neumožňuje průnik vody a zabraňuje kondenzaci.
Vlastnosti a výhody stříkané PUR pěny
Stříkaná izolační pěna se vyznačuje jedinečnými vlastnostmi a vysoce převyšuje dosud používané izolační materiály. Mezi klíčové vlastnosti a výhody patří:
Čtěte také: Vše o technologii stříkaného betonu
- Vynikající tepelně izolační vlastnosti: Tvrdá polyuretanová pěna je stále nejlepším tepelným izolantem, téměř dvakrát lepším než expandovaný pěnový polystyren. Hodnota měřeného součinitele tepelné vodivosti činí λ = 0,023 W/m.K (u střešních izolací je to 0,025 W/m.K po zestárnutí). Díky svým vlastnostem stačí menší tloušťka pro dosažení potřebných izolačních parametrů.
- Bezespárá a neprůvzdušná izolace: Při aplikaci stříkané izolační pěny nevznikají žádné netěsnosti, které se většinou objeví při použití běžných izolačních materiálů, a touto vlastností zabraňuje nežádoucímu proudění vzduchu či vlhkosti. Zateplovaný prostor je dokonale vyplněný, včetně spár, případných nerovností a nepřístupných detailů.
- Hydroizolační efekt: Velmi důležitým a pozitivním faktorem této technologie je vysoká uzavřenost buněčné struktury pěny a tím docílený hydroizolační efekt. Chytrá pěna zároveň vhodně kombinuje hydroizolaci s tepelnou izolací.
- Nenasákavost: Materiál je zcela nenasákavý - nehrozí u něj tedy kondenzace vodní páry a následné riziko poškození.
- Vysoká adheze a flexibilita: Pěna se dokonale přilne téměř k jakémukoliv povrchu a dokonale jej utěsní. Lze izolaci nanést i na velice atypické tvary, jako jsou například bojlery, potrubí, nádrže, či třeba zásobníky na vodu.
- Dlouhá životnost a stálost: Materiál v čase nemění své izolační vlastnosti a vydrží tak celý život. Zachovává si pevnost a zároveň houževnaté vlastnosti, jako jsou tvar a objem. Polyuretanová pěna prostě funguje po celou dobu životnosti budovy, aniž by bylo nutné ji spravovat, udržovat nebo vylepšovat.
- Zdravotní nezávadnost a ekologická šetrnost: Pěna nevylučuje žádné škodliviny, je bez formaldehydu a neobsahuje látky způsobující tenčení ozonové vrstvy. Je šetrná k životnímu prostředí a je vhodná pro potravinářský průmysl i pro alergiky.
- Ochrana proti hlodavcům: Nemá žádnou nutriční hodnotu a hlodavci a jiná havěť si na ni nijak nepochutnají.
- Rychlá aplikace: Zateplení stříkanou izolační pěnou trvá jen jeden den. Doba dokončení zakázky je velmi rychlá díky specializovaným nástřikovým zařízením.
Tvrdá PUR pěna je vysoce chemicky odolná všem běžným látkám - slané a sladké vodě, kyselinám a zásadám do 10% koncentrace, benzinu a naftě, aromatům, olejům apod. Lze říci, že je prakticky nerozpustná. Je odolná biologickým vlivům - plísním, houbám, hnilobě a vrůstání kořenů. Je odolná agresivní průmyslové atmosféře. Tepelná odolnost PUR pěny je velmi dobrá, od - 190 ºC do + 140 ºC, přičemž se téměř nemění mechanické vlastnosti. Tvrdá PUR pěna je výborným elektrickým izolantem - specifický odpor 5,4 x 1014 ohmů na cm.
Srovnání s jinými izolačními materiály
Pro ilustraci výhod stříkané PUR pěny v porovnání s klasickými materiály, jako je polystyren, uvádíme tabulku s klíčovými parametry:
| Vlastnost | Stříkaná PUR pěna (tvrdá) | Expandovaný polystyren (EPS) | Minerální vata |
|---|---|---|---|
| Součinitel tepelné vodivosti (λ) [W/m.K] | 0,023 - 0,025 | 0,035 - 0,040 | 0,035 - 0,040 |
| Difúzní odpor (μ) | Vysoký (parozábrana) | Vysoký (parozábrana) | Nízký (paropropustná) |
| Adheze k podkladu | Vynikající (bez spár) | Lepení/kotvení | Lepení/kotvení |
| Ochrana proti hlodavcům | Ano | Ne | Méně efektivní |
| Aplikace | Nástřik (rychlá) | Desky (pracná) | Desky/foukaná (pracná) |
| Vlhnutí zdiva (u starších objektů) | Riziko (neodvádí páry) | Riziko (neodvádí páry) | Vhodná (odvádí páry) |
Z tabulky jednoznačně vyplývá, že polystyren a tvrdá PUR pěna jsou vhodné materiály pro kontaktní zateplovací systém, ale už se nehodí pro odvětrávané fasády. Mají nízký součinitel tepelné vodivosti, to znamená, že budou výborně izolovat, ale vysoký faktor difúzního odporu, tudíž nepropouští vodní páru. Foukaná minerální izolace je cenově dostupnější než izolační PUR pěna. Cena foukané minerální izolace se odvíjí od rozměrů povrchu, na který je aplikována. Cena stříkané izolace PUR pěnou je podstatně vyšší než u minerální vlny. I samotná cena aplikace je vyšší vzhledem k nutnosti odborné instalace a použití speciálního vybavení.
Použití stříkané PUR pěny na fasádu
Pro zateplení fasády se používají měkké i tvrdé pěny. Stříkaná izolace fasády se aplikuje do dřevěného roštu. Stříkaná izolace se nemusí k podkladu lepit, ani mechanicky kotvit. Díky svým vlastnostem je v podstatě alternativou kontaktního zateplení.
Zateplení fasády stříkanou pěnou však není vždy vhodné u starších objektů, protože stříkaná izolace není schopna zajistit odvádění vodních par a dochází k vlhnutí zdiva. Obecně se u starších staveb doporučuje využití takzvaných odvětrávaných fasád, které jsou jedním z nejúčinnějších typů zateplení fasády, co se týká ochrany budov proti vlhkosti. Součástí tohoto systému zateplení fasády je vzduchová mezera mezi izolantem a finální vrstvou fasády, která slouží k odvádění vzlínající vlhkosti. Dům tak může dýchat a zůstává stále v suchu. Odvětrávaná fasáda potřebuje materiál, který propouští vlhkost, což PUR pěna s uzavřenou strukturou neumožňuje.
Čtěte také: Tradiční brizolitové fasády
Technologie aplikace a podmínky
Stříkaná izolace má jednu nevýhodu - neprovedete si ji sami svépomocí. Zateplení stříkanou pěnou vyžaduje speciální nástřikové příslušenství, odborně proškoleného aplikátora a bezpečnostní pomůcky. Výběr zkušené realizační firmy je proto stále velmi rozhodujícím faktorem pro úspěšnost realizace. V počátcích se projevila neznalost a malé zkušenosti s prováděním, často bohužel umocněné neseriózností některých podnikatelů.
Zpracování probíhá vždy pomocí speciálního technologického zařízení, které plynule dopravuje jednotlivé složky do základního stroje. Tam materiál vstupuje přes filtry, dále postupuje do vysokotlakých pump a odtud do předehřívačů. Na cca 50 °CC ohřáté složky putují stále odděleně soupravou vyhřívaných hadic do směšovací pistole a opět přes filtry až ke směšovací komoře. Tlakem 80 až 120 atm se obě složky (bez přístupu vzduchu) do sebe dokonale zamíchají a vycházejí z pistole v podobě aerosolu. Materiál je zkušeným pracovníkem nanášen na suchou plochu, kde po dopadu okamžitě reaguje.
Klimatické podmínky
Klimatické podmínky jsou také kvalitu ovlivňujícím prvkem, často však ze strany konkurenčních technologií zbytečně dramatizované.
- Vlhkost vzduchu: Maximální povolená je 70 %, měří se při nástřiku elektronicky. Při překročení 70 % se může u pěny objevit špatná adheze k podkladu nebo jednotlivých vrstev mezi sebou. Také se lehce mění směšovací poměr, složka B ve směsi aerosolu na sebe váže vlhkost.
- Teplota vzduchu: Nejméně 10 °C, maximálně 35 °C.
- Teplota podkladu: Nejméně 15 °C, čím více, tím lépe, maximálně 60 °C. Plechové střechy lze stříkat pouze ve vyšších teplotách (od 20 °C výše), neboť plech je dobrý tepelný vodič a při nízkých teplotách odvádí reakční teplo při nástřiku (snižuje se adheze k podkladu). U asfaltových podkladů nebo eternitu je situace podstatně lepší.
- Rychlost větru: Maximálně do 6 m/s, větší vítr způsobí úlet materiálu (ekonomická ztráta) a může způsobit i nerovnost vrstvy nástřiku.
Všeobecně lze stanovit časové rozmezí pro realizaci od dubna/května do října, s ohledem na deštivé či větrné dny 50 až 100 pracovních dní v roce.
Příprava podkladu
V prvé řadě je to příprava technická. Vždy je nutné střechu vidět na vlastní oči, rozhodnout, zda je střecha pro nástřik tvrdou pěnou vhodná, projít a často udělat sondy (v případech, že jsou pochybnosti o skladbě). Před vlastním nástřikem se střecha musí dobře zamést. Střecha musí být suchá, nemastná a čistá. Je-li pod asfaltovými pásy větší množství vlhkosti, nebo pásy nekotví k podkladu, je nutné je celoplošně demontovat. Podcenění přípravy je častou příčinou poruch nově rekonstruovaných střech (a nejen purem).
Čtěte také: Vše, co potřebujete vědět o polyuretanových površích
Před nástřikem plochy je vhodné „zastříknout“ detaily - tzn. atiky, odvětrávací komínky apod. Celková tloušťka nástřiku může být neomezeně silná, vždy vrstvená po 10, max. 15 mm. Způsob vrstev zaručuje rovinnost nástřiku za předpokladu dobře seřízené pistole a zručného stříkače. U rovných podkladů (asfalt. pásy, beton ap.) se nástřik provádí vždy ve vrstvách na sebe kolmých - nejméně ve 3, každá cca 10 mm silná. U vlnitých podkladů (vlnitý, trapézový plech, eternit) se nástřik opět provádí vždy ve vrstvách - nejméně ve 3, každá cca 10 mm silná - avšak vždy ve směru spádu střechy. Vrstvy se na sebe vždy přesazují, opět za účelem rovinnosti nástřiku.
Údržba a UV ochrana
Nezbytnou součástí polyuretanové izolace, v minulosti poměrně podceňované, je UV ochranná vrstva, která pěnu chrání proti dlouhodobým účinkům UV záření. Přesto je nutné nejpozději do cca půl roku pěnu opatřit UV ochrannou vrstvou - obvykle nátěrem, nástřikem.
U nás nejrozšířenější jsou vrstvy na bázi akrylátu, které jsou levné, ale jejich životnost na střechách s mírným spádem (tvorba louží) je kratší - kolem 7 až 10 let. Zatím nejkvalitnější z hlediska životnosti jsou (ve Spojených státech hojně používané) vrstvy na bázi silikonu. Tyto vhodnější vlastnosti vyplývají z vyšší energie a tedy i pevnosti vazby křemík - kyslík, která je základní stavební jednotkou v silikonech. Z tohoto důvodu je silikonový polymer odolnější vůči UV složce slunečního záření, vůči oxidaci vzdušným kyslíkem i ozonem. Vedle toho silikony vzhledem k nepolární povaze základního řetězce vykazují vysokou vodoodpudivost (hydrofobitu).
V převážné většině polyuretanových střech spočívá údržba v opětovné nanesení speciálního ochranného UV nátěru. I poměrně velmi špatně realizované střechy nebo střechy s dlouhodobou absencí UV ochranné vrstvy lze uvést do plně funkčního stavu s dlouhodobou životností. Základem je odborné posouzení stavu a navržení postupu. Může být použito i částečné odfrézování poškozené nebo špatně realizované vrstvy a její doplnění. Dále provedení nové ochranné UV vrstvy, materiálem k tomu určeným.
Možné problémy a jejich řešení
Většina poruch je zapříčiněna lidským faktorem, ať už vědomě nebo nevědomě. Největší množství poruch, které způsobilo na čas určitý pokles zájmu veřejnosti, bylo způsobeno naprosto amatérským a "zlatokopeckým" přístupem široké řady firem, které s minimem znalostí a zkušeností se pouštěly do složitých a náročných rekonstrukcí střech s vidinou velmi rychlého zbohatnutí a mnohdy s cílem ukončením činnosti, jakmile se objeví problémy a reklamace.
Poruchy spojené s UV zářením
Bohužel zde dochází k záměně pur pěny dvoukomponentní (např. používané na střechy) a jednokomponentní montážní pěny (např. používané k montáži oken). Tyto pěny, ač jsou chemicky téměř shodné, mají zcela rozdílné poměrové složení chemických komponentů. Přebytek složky B (MDI), který u montážní pěny zajišťuje její zaručenou reakci - vypěnění - v měnících se podmínkách vzdušné vlhkosti, způsobuje její abnormální nestálost vůči UV záření. Zcela jiná je situace u dvoukomponentní pěny - např. na izolace střech, kde složky A a B jsou mezi sebou beze zbytku zreagovány (stechiometrická reakce).
Přesto, že UV záření také negativně působí na tvrdou pur pěnu, dochází k degradaci pouze povrchově a velmi pomalu. U objemové hmotnosti 60-65 kg/m3 je měřitelný úbytek v mm po mnoha letech. Pěna, která byla i dlouhodobě vystavena UV záření však neztrácí své izolační schopnosti. Dodatečný vhodný nátěr okamžitě povrchovou degradaci zastaví.
Nesprávný směšovací poměr
Špatná adheze vznikající pěny je obvykle způsobena nedodržením směšovacího poměru základních komponentů k výrobě tvrdé pěny, tzn. nedbalostí nebo nepozorností realizačního personálu. Jedná se o nedostatek složky B, tzv. MDI, kdy buněčná struktura vznikající pěny při reakci nemá převážně uzavřenou strukturu. Příčinou však může být i nástřik na mokré podloží, čímž prakticky opět dochází k porušení směšovacího poměru složek.
Smrštění pěny je opět způsobeno nedodržením směšovacího poměru základních komponentů k výrobě tvrdé pěny. Jedná se o nedostatek složky B, tzv. MDI, kdy nedostatečně uzavřená buněčná struktura vznikající pěny může způsobit pokles tlaku v buňkách a následné smrštění. Velmi nepatrné smrštění se však objevuje vždy a to při chladnutí vzniklé pěny. Tento přirozený jev se neprojevuje nijak negativně, protože je plně kompenzován absolutní adhezí nastříkané izolační vrstvy k podkladu.
tags: #stříkaný #polyuretan #na #fasádu #informace