Polystyren, konkrétně expandovaný polystyren (zkráceně EPS), je běžně používaný izolační materiál, který často vyvolává otázky týkající se zdraví, bezpečnosti a chování při požáru. Pro stavební účely se v současné době používá výhradně verze pěnového polystyrenu (EPS) se sníženou hořlavostí, která se vždy aplikuje pod ochranné krycí vrstvy.
Vlastnosti a použití sypaného polystyrenu
Z hlediska realizace je použití drceného sypaného polystyrenu jedním z nejjednodušších a možná i nejlevnějších způsobů zateplení. Je důležité vědět, že i kdyby v sypaném polystyrenu nějaká vlhkost vznikla, měla by se bez problému odpařit do prostoru.
Zdravotní a ekologická nezávadnost
Dobrou zprávou je, že moderní polystyren je pro vaše zdraví zcela bezpečný. Neuvolňuje škodlivé látky do ovzduší a neobsahuje toxická změkčovadla ani vlákna, která by mohla dráždit dýchací cesty. Je chemicky stabilní, odolný proti plísním a nepřitahuje hmyz ani hlodavce. Výroba a používání pěnového polystyrenu (EPS) nepředstavuje žádné zdravotní ani ekologické riziko. Při aplikaci EPS nejsou na rozdíl od jiných tepelně izolačních materiálů (např. minerální vlny) uvolňovány jemné částice, které by mohly dráždit pokožku nebo dýchací cesty.
Pěnový polystyren (EPS) je recyklovatelný. Po skončení životnosti lze pěnový polystyren (EPS) recyklovat různými způsoby. Jako jediný izolant má v ČR zmapovány materiálové toky a nastaven systém recyklace. Izolace z pěnového polystyrenu je biologicky neutrální a nepoškozuje lidské zdraví a životní prostředí. Kvalitní a správně použitý EPS udržuje v budově příznivé a zdravé vnitřní klima. Pomáhá také šetřit drahou energii na vytápění a snižuje šíření hluku stavební konstrukcí. Pěnový polystyren (EPS) nemá žádné negativní účinky na lidské zdraví. Používá se nejen ve stavebnictví k zateplování fasád, ale také k balení potravin, což je odvětví, které musí splňovat nejpřísnější hygienické a bezpečnostní normy. Při práci s pěnovým polystyrenem (EPS) není třeba na rozdíl od minerální vlny používat ochranné pomůcky, jako je ochranný oděv, ochranné brýle, rukavice apod. Emise styrenu po výrobě polystyrenu EPS jsou navíc sotva měřitelné a po krátké době jejich hladina klesne pod detekční práh. V praxi naměřené parametry vykazují až 100x nižší hodnoty než jsou limity pro pracovní prostředí. Zateplení pomocí pěnového polystyrenu (EPS) má pozitivní vliv na kvalitu vnitřního i vnějšího ovzduší a přispívá ke zdravějšímu domovu.
Požární bezpečnost
Pokud jde o požár, je polystyren navržen tak, aby se choval bezpečně. Obsahuje nehořlavé přísady, které způsobí, že po odstranění zdroje plamene přestane sám hořet. To znamená, že se aktivně nepodílí na šíření požáru. V izolačních systémech se polystyren vždy kombinuje s nehořlavými vrstvami - například s omítkou, sádrokartonem nebo nehořlavými deskami. Pěnový polystyren (EPS) používaný ve stavebnictví má nehořlavé provedení. To znamená, že materiál přestane hořet, jakmile je odstraněn zdroj požáru. Izolace z pěnového polystyrenu (EPS) se navíc vždy používá v kombinaci s ochrannými krycími vrstvami, které dodatečně zvyšují požární bezpečnost stavby. Díky tomu pěnový polystyren (EPS) splňuje všechny náročné požadavky na požární ochranu ve stavebnictví. V případě požáru budovy je ohrožující nejen šíření ohně, ale stejně nebezpečný je i kouř při hoření a jeho toxicita. V případě pěnového polystyrenu bylo zkouškami v Technickém ústavu požární ochrany TÚPO prokázáno, že toxicita kouře je v případě požáru budovy u polystyrenu dokonce nižší než např. u minerální vaty, což je pro mnohé překvapující. Pokud vás zajímají starší případy, kdy požár budovy souvisel s izolací, je důležité vědět, že se jedná o zcela jiné souvislosti. Dnešní výrobky z polystyrenu procházejí přísnými testy a jejich použití je navrženo podle platných bezpečnostních předpisů. Samozhášivost pěnového polystyrenu (EPS) označuje to, že materiál podléhá hoření pouze při kontaktu s ohněm. Pokud je zdroj plamene odstraněn, EPS sám přestane hořet. Při požáru může pěnový polystyren (EPS), stejně jako každý plastový materiál, produkovat určité množství zplodin, jeho velkou výhodou je, že obsahuje 98% vzduchu a díky tomu jsou jeho zplodiny při požáru méně nebezpečné než v případě minerální vlny. Samozhášivý pěnový polystyren (EPS) toto riziko minimalizuje i tím, že přestane hořet, jakmile je zdroj požáru odstraněn. Kromě toho je při použití izolace z EPS ve fasádních systémech ETICS chráněna nehořlavými povrchovými vrstvami, což výrazně snižuje riziko požáru a jeho šíření. ETICS s EPS má třídu reakce na oheň B s1 d0. Třída reakce na oheň se dělí do pěti kategorií: A, B, C, D a E. Materiály s třídou reakce na oheň A jsou nehořlavé, B je nejméně hořlavá z výše uvedené stupnice. Tvorba kouře „s1“ je nejnižší ze stupnice s1, s2, s3.
Čtěte také: Stavba sypaného kamenného plotu svépomocí
Polystyren a fotovoltaické elektrárny (FVE)
Je třeba zdůraznit, že před instalací FVE jako součásti projektu je řešení PBŘ (Požárně bezpečnostní řešení) zpracováno specialistou na požární ochranu, který musí posoudit všechny aspekty ovlivňující požární bezpečnost stavby související s instalací FVE. I v případě, že střešní plášť obsahuje pěnový polystyren EPS, je instalace FVE prvků na střechu možná. Instalace FVE se doporučuje na nehořlavé střešní povrchy. Na hořlavých střešních pláštích by tyto měly splňovat kritéria alespoň BROOF (t1) nebo BROOF (t3). V ostatních případech hořlavých střešních pláštů bez splnění výše uvedených kritérií musí být pod skladbou hořlavého střešního pláště zajištěna konstrukce s požární odolností (např. železobetonová deska). Při umísťování fotovoltaických komponent (rozváděče, střídače atd.) na střechu s hořlavou vrchní vrstvou (např. asfaltové a asfaltové pásy, hydroizolační fólie z PVC atd.) je nutné dodržet bezpečné vzdálenosti nebo použít nehořlavé podkladové desky. Pěnový polystyren (EPS) sám o sobě nepředstavuje pro fotovoltaickou instalaci problém, ale v kombinaci s dalšími hořlavými vrstvami může vyžadovat další protipožární opatření. Pěnový polystyren (EPS) přispívá k tepelné izolaci střechy a jeho správné zabudování neohrožuje bezpečnost konstrukce. Pokud jsou splněny všechny požadavky na požární bezpečnost, lze střešní plášť s polystyrenem EPS použít pro umístění fotovoltaické elektrárny bezpečně a na dlouhou dobu.
Ochrana proti plísním
Izolace z pěnového polystyrenu téměř nepřijímá vlhkost. Je důležité vědět, že případné plísně v bytě nejsou způsobeny tepelnou izolací, ale její absencí. Častou příčinou je nevhodné technické řešení konstrukce nebo nedostatečné větrání prostoru apod. Polystyren EPS účinně snižuje riziko vzniku plísní tím, že omezuje kondenzaci vlhkosti na stěnách budov. K tomu dochází zvýšením povrchové teploty vnitřní strany izolovaných stěn. Pěnový polystyren (EPS) sám o sobě nezadržuje vlhkost a není živnou půdou pro plísně nebo bakterie. Pěnový polystyren (EPS) zabraňuje vzniku plísní tím, že eliminuje tepelné mosty a zvyšuje povrchovou teplotu vnitřních stěn. To zabraňuje vzniku chladných míst v interiéru, kde by mohlo docházet ke kondenzaci vlhkosti. Tepelná izolace z pěnového polystyrenu (EPS) zabraňuje vzniku chladných míst na stěnách, kde by mohlo docházet ke kondenzaci. Izolace snižuje kondenzaci vodních par v domě a chrání ho před plísněmi. Vnější izolace polystyrenem snižuje nebo zcela eliminuje kondenzaci vlhkosti ve zdivu, a tím snižuje riziko vzniku plísní. Izolace z pěnového polystyrenu (EPS) minimalizuje tepelné ztráty, udržuje stabilní vnitřní teplotu a snižuje potřebu nadměrného vytápění. Tvorba plísní je častým problémem v domech s vysokou vlhkostí a nedostatečným větráním. K vlhnutí zdiva dochází v důsledku rozdílu teplot mezi vnějším a vnitřním prostředím - když je v interiéru příliš teplo a stěny jsou studené, sráží se vodní pára a vznikají plísně. Vnější izolace polystyrenem EPS tento problém eliminuje tím, že udržuje vyšší povrchovou teplotu stěn a přesouvá rosný bod do vnější části konstrukce. Nedostatečné větrání může přispívat k tvorbě plísní, zejména v místnostech s vyšší vlhkostí. Vlhkost je způsobena lidskou činností (vaření, sušení prádla, koupání), přítomností příliš velkého množství květin nebo špatně větraných prostor (sklepy, prostory za nábytkem, stěny pod tapetami). Nemělo by se proto zapomínat na pravidelné, krátkodobé a intenzivní větrání.
Sypaná izolace v podlahách a základech
Abyste se vyhnuli tepelným ztrátám, dnešní úsporné objekty vyžadují v podlahách na terénu poměrně velké tloušťky tepelné izolace. Běžně se setkáváme s tloušťkami izolantů od 120 mm pro standardní domy přes 150 - 200 mm pro nízkoenergetické až po 200 - 300 mm pro pasivní domy. Pro izolace větších tlouštěk s malým dotvarováním a bez akustických požadavků, jako jsou například izolace na terénu, se používají nejčastěji pěnové izolanty, zejména pěnový polystyren. Tyto materiály mají při celoplošném zatížení pro běžné případy dostatečnou únosnost tj. při běžném zatížení mají malé stlačení i při velkých tloušťkách izolace. Doporučená tloušťka izolace podlahy na terénu je závislá na stávající skladbě podlahy, zpravidla však postačí 100-160 mm polystyrenu. Přesnou tloušťku navrhuje projektant v závislosti na normových požadavcích. Polystyren se pokládá standardně ve dvou vrstvách. První vrstva izolace však musí mít alespoň takovou tloušťku, aby s rezervou výškově přesahovala přes instalace uložené na podlaze (rozvody vody a topení). Jakmile je uložena první řada polystyrenových desek, křížem můžete položit druhou řadu s přesahem tak, aby nevznikaly průběžné spáry.
Alternativy k deskovým izolacím
Z sypaných materiálů byly na expertním fóru představeny dva materiály: štěrk z pěnoskla Refaglass (firma Recifa) a kamenivo Liapor (firma Lias Vintířov). Oba u nás používané sypané materiály jsou vysoce únosné. Kromě použití pod základovou deskou mají široké uplatnění od tepelně izolačních a vylehčených zásypů střech až po izolační vrstvy do podlah renovovaných staveb. U sypaných izolací se používají dva způsoby provedení základové desky - s ohraničením v místě soklu nebo s vodorovným přesahem sypaného materiálu. Varianta s izolačním bedněním si vyžaduje precizní vnější opěrný zhutněný zásyp v průběhu výstavby, který nesmí být následně uvolněn. Aplikace izolační vrstvy je jednoduchá a vyžaduje pouze malou mechanizaci (kolečka, hrábě, vibrační desku). Materiál se vysype na připravenou drenážní vrstvu zakrytou geotextilií a pomocí hrábí rozprostře. Hutnění násypu probíhá po vrstvách - pěnosklo 200 - 250 mm, kamenivo Liapor 300 - 350 mm. Pro hutnění se používají vibrační desky o hmotnosti cca 150 kg (pro menší vrstvy do 200 mm postačí 100 kg). Jsou známy případy, kdy z neznalosti zásad aplikace pro „jistotu“ hutnili štěrk z pěnového skla znovu a znovu vibrační deskou až do momentu, kdy pěnosklo dále nesedalo. Ve výsledku bylo dosaženo hutnícího poměru 1,9:1 místo doporučovaného 1,3:1 a bylo nutné dovézt další materiál pro doplnění do požadované tloušťky. Zde mohou výborně posloužit kontrolní výškové značky.
Porovnání sypaných izolací
Pěnosklo i kamenivo Liapor vznikají procesem pečení, čímž vzniká pórovitá vnitřně uzavřená, nekapilární struktura, zaručující nenasákavost a nevzlínavost vlhkosti. Kamenivo Liapor je dlouho známé v inženýrských stavbách a cestních konstrukcí a výrobce má k němu velice podrobně zpracovanou geotechniku a oblasti použití, včetně normových podkladů pro navrhování. Pro štěrk z pěnoskla nejsou k dispozici geotechnické výpočty základových poměrů.
Čtěte také: Návod na stavbu gabionového plotu
| Materiál | Zrnitost (mm) | Objemová hmotnost (kg/m³) | Tepelná vodivost λDekl. (W/(m·K))1 | Tepelná vodivost λVýpočt. (W/(m·K))2 | Únosnost v tlaku (kPa)3 | U-hodnota pro 25 cm (W/(m²K))4 | Poměr hutnění5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pěnosklo Refaglass | 16-63 | 150-180 | 0,075-0,085 | 0,085-0,14 | >300 | 0,15 | 1,3:1 |
| Liapor | 4-8 / 8-16 / 16-32 | 300-500 | 0,095-0,107 | 0,107 | >300 | 0,18 | 1,1:1 |
| 1 Deklarovaná hodnota tepelné vodivosti materiálu v suchém zhutněném stavu. Rozsah u pěnového skla je dán rozptylem zrnitost 16 až 63 mm. | |||||||
| 2 Výpočtová hodnota tepelné vodivosti se stanovuje pro praktickou vlhkost 3 %. Pro pěnové sklo není k dispozici hodnota dle EN ISO 10456, proto byla hodnota odečtena z grafu závislosti součinitele tepelné vodivosti na obsahu vlhkosti, od výrobce Misapor (Zdroj: Fraunhofer Institut). Dle německého institutu DIBt vychází hraniční hodnota tepelné vodivosti pro nejhorší možné zabudování pěnoskla při objemové vlhkosti 10 - 12 % v intervalu 0,11 - 0,14 W/(m²K). | |||||||
| 3 Pro pěnosklo zdroj DIBt (Deutsche Institut für Bautechnik) a Fraunhofer Institut. Pro Liapor zdroj Lestungserklärung no. 3 rakouského výrobce Liapor pro kamenivo 4-8 mm. | |||||||
| 4 Výpočet součinitele prostupu tepla při skladbě 250 mm ŽB deska + sypaná izolace s výpočtovým součinitelem tepelné vodivosti u pěnoskla Refaglass 0,085 W/(m²K), Liaporu 0,107 W/(m²K). | |||||||
| 5 Běžný poměr hutnění, kterým je nutné vynásobit návrhovou zhutněnou vrstvu násypu. Dle výrobce Recifa je doporučený poměr hutnění 1,3:1 (může být však i větší při přehutnění). | |||||||
Realizace základové desky na sypané izolaci
Důležité je přesné zaměření prostupů (kanalizace, elektro, voda), protože vzhledem k chybějící další vrstvě izolace už není prostor na změnu umístění. Další častý problém bývá, pokud se soklová izolace použije současně jako bednění pro železobetonovou desku. V takovém případě často během stavby dochází k poškození hrany izolace, zašpinění a není pak možné provést napojení fasádní izolace bez spáry. Doporučuje se proto použít jako bednění tenčí vrstvu soklové izolace a následně provést čistě a přesně nalepenou doplňující desku. Během výstavby je toto nutné chránit. Při volbě umístění hydroizolace existují dvě možnosti: pod desku (na tepelnou izolaci) nebo na desku. V případě umístění pod deskou je složitější a náchylnější fáze provádění výztuže a betonování a hydroizolaci je nutné během této fáze chránit. Provedením ochranného betonového potěru, který je sice dražší a prodlužuje realizační fázi, je hydroizolace spolehlivě chráněna. Existuje i možnost hydroizolaci chránit oboustranně vrstvou geotextilie (gramáž min. 500 g/m²), ale jelikož poškození hydroizolace může znamenat vážný problém, tato varianta se v podmínkách našich staveb nedoporučuje. Umístění hydroizolace pod deskou nám umožní použít aktivaci betonového jádra nebo hlazený povrch, na který lze při rovinatosti 2 mm/m umístit přímo nášlapnou vrstvu. V případě umístění hydroizolace nad deskou je jednoduché provedení desky, ale hydroizolace je vystavena provoznímu namáhání během celé výstavby.
Založení na tepelné izolaci v pasivních domech
Klasické založení stavby na základových pasech už řadu let není jediný možný a také ekonomicky výhodný způsob, jak zakládat pasivní domy. Zejména u masivních staveb z vodivých materiálů je složité vyloučení tepelného mostu paty zdiva, který tak narušuje celistvost izolační obálky. Elegantním způsobem, jak se vyhnout přerušení tepelné izolace zdivem, je založení vyztužené železobetonové desky na únosné tepelné izolaci. Vzniká tím souvislá tepelně izolační obálka kolem celého domu. Všechny nosné konstrukce tak jsou v teplu v interiéru. Masivní železobetonová deska navíc přináší do domu velkou akumulační hmotu, která pomáhá udržovat stabilní vnitřní teplotu. Přitom takové řešení nemusí být dražší než klasické založení na základových pasech, dokonce v některých případech levnější. Při založení na základové desce je v ceně obsaženo všechno až pod vyrovnávací vrstvu nášlapné vrstvy podlahy. K nabídkám běžného založení na základových pasech je vždy potřeba připočítat tepelnou izolaci podlahy, soklové zdivo a první řady příček obsahující oddělení tepelného mostu paty zdiva a izolaci soklu až do nezámrzné hloubky. Když se to spočítá, vychází základové konstrukce ekonomicky velmi podobně. Plošné založení na tepelné izolaci je použitelné i pro větší stavby.
Před aplikací izolace musí být provedeny výkopové práce a příprava podkladních vrstev. Výkop dna musí být spádu a provedena zhutněná drenážní vrstva s příslušným drenážním systémem, aby se zabránilo zaplavení vrstvy izolace. U založení na XPS platí omezení, že nesmí být navržena víc než 3,5 m pod hladinu spodní vody (zdroj: Bauaufsichtliche Zulassungen (Obecné povolení stavebního dohledu) DIBt Berlin pro výrobky XPS s účelem použití pod základovou desku a do styku se zeminou). Při předpokladu působení tlakové vody je nutné provést těsnící opatření - desky XPS lepit k sobě i na podklad pomocí bitumenového lepidla. U založení na sypané izolaci platí omezení, že nesmí být navrhovány do základových poměrů s vysokou hladinou spodní vody, aby nedocházelo k dlouhodobému zaplavení izolačního materiálu. I když se jedná obecně o málo nasákavé materiály s nevzlínavou strukturou, kterým nevadí krátkodobé působení vody, nejsou určeny pro trvalý styk s vodou. Plošné zakládání na tepelné izolaci se provádí do zámrzné hloubky, a proto často vzbuzuje nedůvěru, že objekt musí v patě základové desky podmrzat. Z toho důvodu se navrhuje přesah tepelné izolace, jako protimrazová clona v šířce cca 40 - 60 cm od okraje soklové izolace. Dochází tím k posunu izoterm tak, že izoterma 1 °C prochází bezpečně mimo svislý průmět hrany základové desky. Při simulaci se počítá s vnější návrhovou teplotou jako měsíčním průměrem za nejchladnější měsíc v extrémně chladném roce. S běžnou vnější návrhovou teplotou se nepočítá, protože zemina reaguje s velkým zpožděním a vyrovnává tak běžné kolísání teplot. Důležité je mít drenážní vrstvu kolem objektu (nemusí být stejná ve středu) až do nezámrzné hloubky min. 80 cm. Simulace je na stranu bezpečnou - při těchto podmínkách zemina zamrzá do hloubky 1,8 m a navíc byly zanedbány tepelné ztráty přes podlahovou desku, které přispívají ohřívání podloží. I při těchto extrémních podmínkách je izoterma 1 °C bezpečně vedle hrany desky.
Systém Elegohouse
Novinkou v zakládání pasivních domů je systém Elegohouse od firmy Cemex, která vytváří základovou desku na bázi stropních montovaných betonových nosníků s izolační samonosnou vložkou z polystyrenu. Jednoduše se jedná o zateplený strop na základových pasech. Kombinují se tím osvědčené a vyzkoušené technologie, které vytváří samonosný systém bez potřeby podsypů. Integrovaná izolace je nezatížená váhou stavby a její vlastnosti neovlivňuje vlhkost zeminy. Pro oddělení tepelného mostu je použit pás 8 cm XPS mezi základovou deskou a pasem. Systém je cenově výhodnější než klasické založení na pasech a v jedné operaci je vytvořena i izolace podlahy. Systém Elegohouse přináší současně řadu výhod. Kromě ekonomické efektivity a výborných tepelně-izolačních vlastností také výraznou úsporu množství betonu, bez potřeby nenasákavé izolace a hydroizolace.
Srovnání s extrudovaným polystyrenem (XPS)
Kolem okapových a soklových ploch nemusím dávat drahý, nenasákavý, perimetrický, xps, nebo extrudovaný polystyren. Obyčejný fasádní stačí taky. Stejně ho zastěrkuji a natáhnu na něj omítku a on nebude natahovat vlhkost. Další nepravda a častý omyl stavebníků vzniká ve snaze ušetřit při použití klasického fasádního polystyrenu na zateplení soklových částí, nebo částí staveb nad střechou, balkóny a terasou. Chápeme že v některých případech, kdy je dům zasazen v terénu, může být plocha styku s vodou velká, a použití perimetrického polystyrenu by byla opravdu nákladná záležitost. Perimetrické, extrudované a xps polystyreny mají sníženou nasákavost, zvýšenou pevnost, lepší odolnost proti mechanickému poškození a zatížení. V těchto oblastech je dobré použít i odolnější omítky se sníženou nasákavostí. Ideální omítky jsou mozaikové, které jsou přímo na tyto plochy určené a mají vlastnosti, které mají dobrý předpoklad k tomu, aby byla zaručena dlouhodobá životnost systému. Mozaikové omítky (marmolit) obsahují pryskyřice a přírodní kamínky, které snižují nasákavost, a proto jsou ideální. Na trhu je tedy mnoho materiálů, které jsou určené pro soklovou oblast a jejich použití má smysl a své opodstatnění.
Čtěte také: Účinná tepelná izolace polystyrenem
Desková izolace se ukládá na zhutněné vrstvy štěrku postupně zmenšující se frakce, kde poslední vrstva štěrkopísku nebo štěrku do 8 mm je oddělena od předchozích vrstvou geotextilie kvůli přepadávání. Používá se třída únosnosti od 300 kPa až po 700 kPa, dle statického výpočtu. Desky XPS v jedné vrstvě a v potřebné tloušťce cca 25 cm pro dosažení U = 0,15 W/(m²K) nejsou dostupné ani vhodné pro použití kvůli vzniku mezer. Proto pokládka XPS probíhá ve dvou nebo třech vzájemně kolmo pokládaných vrstvách. Ty je potřebné prokotvovat mezi sebou plastovými hřeby, čímž se vytváří pevná izolační vrstva, která se nerozchází při montáži. Další možností je lepit desky k sobě speciálním PU lepidlem určeným pro lepení perimetrických izolací, které má sníženou nasákavost.
tags: #sypaný #polystyren #nutnost #zakrytí